DE2440037A1

DE2440037A1 - Dichtanordnung zur abdichtung konzentrisch zueinander angeordneter und in axialer richtung relativ zueinander bewegbarer teile

Info

Publication number: DE2440037A1
Application number: DE19742440037
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Festo Maschinenfabrik Gottlieb Stoll Firma
Current assignee: Festo Maschinenfabrik Gottlieb Stoll Firma
Priority date: 1974-08-21
Filing date: 1974-08-21
Publication date: 1976-03-18
Also published as: FR2282585A1; CH600202A5; JPS5146654A; NL7509650A

Description

2o. August 1.97*
D 4913 - real

Festo-Maschinenfabrik Gottlieb Stoll, Esslingen/N

Dichtanordnung zur Abdichtung konzentrisch zueinander
angeordneter und in axialer Dichtung relativ zueinander

bewegbarer Teile

Die Erfindung betrifft eine Dichtanordnung zur Abdichtung konzentrisch zueinander angeordneter und in axialer Richtung relativ zueinander bewegbarer Teile, mit einer in
einer Ringnut in dem einen Teil angeordneten Ringdichtung, die mit einer quer zur Ringebene verlaufenden Seite gegen das andere Teil dichtend anliegt.

Dichtungen sind in vielfachen Ausführungsformen bekannt. Bei der Dichtanordnung gemäß dem Gegenstand der hier vorliegenden Erfindung handelt es sich insbesondere um Ring-

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dichtungen, wie sie entweder bei Kolben in einer Ringnut am Außenumfang oder bei einer Ventildichtung in einer Hingnut am Innenumfang des umgebenden Gehäuses angeordnet sind. Bei den mit der Erfindung angesprochenen Dichtanordnungen kann es sich auch um Zylinderabdichtungen handeln.

Die bekannten DichtanOrdnungen haben insbesondere bei Hydraulik- und Pneumatikanordnungen in mancher Hinsicht Nachteile. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neuartige Dichtanordnung zu schaffen, welche die Nachteile der bekannten Dichtanordnungen nicht aufweist.

Zur Lösung der obigen Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß die Ringdichtung paketartig aus mehreren Seite an Seite aneinanderliegenden Ringen zusammengesetzt ist, die in radialer dichtung elastisch federnd sind, daß die Ringe mit ihren jeweils in der Ringebene liegenden einander zugewandten Stirnseiten fest gegeneinander anliegen und die den Aussenseiten der beiden äusseren Ringe entsprechenden Paketstirnseiten fest gegen die Flanken der Ringnut anliegen, daß die Ringe geschlitzt sind und die radial verlaufenden Schlitze einander angrenzender Ringe über den Umfang gesehen versetzt gegeneinander angeordnet sind.

Die erfindungsgemäße Dichtanordnung besteht im wesentlichen

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aus einer Vereinigung der nach dem Prinzip der Stopfbuchsdichtungen und der nach dem Prinzip der Labyrinthdichtungen arbeitenden Dichtanordnung. Bei dieser Anordnung ist der Weg des abzudichtenden Druckmediums zwischen der Hochdruckseite und der Niederdruckseite groß, da das Druckmedium , um von der Hochdruckseite der Dichtanordnung zu der Niederdruckseite zu gelangen, zunächst einen Schlitz der Dichtanordnung in axialer dichtung passieren muß, dann durch den quer zur Achse angeordneten Spalt zwischen zwei nebeneinanderliegenden Ringen strömen muß, um den über den Umfang gesehen versetzten Schlitz des anschließenden Ringes zu erreichen, dann nach dem Passieren des zweiten Schlitzes durch den Spalt zwischen den nachfolgend aneinanderliegenden Ringen strömen muß, usw. Die erfindungsgemäße Anordnung bietet infolge des durch den Aufbau bedingten langen Dichtweges bereits bei einer nur aus wenigen Ringen bestehenden Anordnung eine gute Dichtwirkung.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Ringe aus Kunststoff bestehen. Dadurch wird die Dichtung verschleißarm und wartungsfrei.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß Schlitze angrenzender Ringe jeweils um 180 gegeneinander versetzt sind. Bei einer derartigen Anordnung erhält der Dicktweg seine maximale Länge.

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Das paketartige ringförmige ^ichtelement kann so gestaltet und in der in dem einen Teil vorgesehenen Ringnut angeordnet sein, daß es durch seine Eigenelastizität in radialer Richtung gegen das andere Teil verspannt ist. In vorteilhafter Ausgestaltung besteht jedoch auch die Möglichkeit, daß die paketartige Ringdichtung durch ein am Nutgrund der Ringnut angeordnetes Federelement in radialer Richtung gegen das andere Teil verspannt ist.

Als Federelement eignet sich in besonders zweckmäßiger Weise ein O_Ring, welcher üblicherweise als eine ringförmige, einen Kreisquerschnitt aufweisende Gummidichtung ausgebildet ist. Der O-Ring übt keine Dichtwirkung aus, sondern hat lediglich die Aufgabe, die paketartige Ringdichtung federnd gegen die Gegenfläche des anderen Teils anliegen zu lassen.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, daß das Federelement flanschartige Ansätze zum Halten der Ringe vor der Montage der paketartigen Ringdichtung aufweist. In einem solchen Fall kann der O-Ring mit den Dichtungsringen vor dem Einsetzen in die Ringnut vormontiert werden.

Insgesamt ergibt sich also eine Anordnung, die eine einwandfreie Dichtwirkung erbringt und dabei selbstnachstellend wirkt infolge der radialen Kraft des O-Rings, so daß

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Führungstoleranzen und Durchmesserveränderungen durch Temperaturen und Feuchtigkeit automatisch ausgeschlossen werden. Die Erfindung zeichnet sich durch schmale Bauweise, weniger Reibung und damit Abnützung als konventionelle Abdichtungen, durch eine höhere Lebensdauer wegen der hglbharten Ausbildung, durch kostengünstige Herstellung aus, da nur gestanzte Ringe und lediglich ein G-ummif ormteil notwendig sind.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die Abdichtung eines Kolbens gegen einen Zylinder mittels der erfindungsgemäßen Dichtanordnung, wobei ein Ausschnitt in axialer Schnittdarstellung gezeigt ist,

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen der Hinge in gegenüber bzw. 2a der Fig. 1 verkleinertem Maßstab, bzw. einem Schnitt gem. der Linie II-II,

Fig. 3 und 4 zwei Anwendungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung in einem axialen Schnitt in schematischer Darstellung und

Fig. 5 eine Variante zu der Anordnung nach Fig. 1

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im Schnitt in Teildarstellung.

In einem Zylinder 1 ist ein Kolben 2, von dem lediglich ein kleiner Abschnitt dargestellt ist, in -dichtung des Pfeils A hin und her bewegbar angeordnet. In dem Kolben 2 ist eine Hingnut 3 vorgesehen, in der eine insgesamt mit 4 bezeichnete Ringdichtung angeordnet ist, die zur Abdichtung des Zylinders 1 gegenüber dem Kolben 2 dient. Die Ringdichtung besteht aus mehreren, z.B. drei oder vier übereinander bzw. nebeneinander angeordneten mit je einem radialen, zweckmäßig durchgehenden Schlitz 5 versehenen Kunststoffringen 6 aus halbhartem Material, die z.B. durch Stanzen hergestellt sein können. Die Ringe 6 sind über den Umfang gesehen versetzt gegeneinander angeordnet, derart, daß die Schlitze 5 gegenseitig versetzt sind. Vorzugsweise ist die Anordnung so, daß die Schlitze aneinander angrenzender Ringe 6a und 6b um jeweils 180° gegeneinander versetzt sind. Die Ringe 6 sind mit ihren in der quer zur Bewegungsrichtung A liegenden Ringebene liegenden Stirnseiten fest gegeneinanderliegend angeordnet. Die Stirnseiten 7 des somit gebildeten Paketes liegen fest gegen die Flanken der Ringnut J an. Auf diese i/Veise bilden die aneinander anliegenden Ringe mit gegeneinander versetzten Schlitzen eine Art Labyrinthdichtung.

Der Querschnitt der Ringe 6 ist bei dem gezeigten Ausführungs-

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beispiel ein Rechteckquerschnitt, wie eus Fig. 2a ersichtlich, wobei zweckmassigerweise das Rechteck mit Bezug auf die Längsmittelachse 11 hochkant gestellt ist. Die Ringe können Kreisverlauf haben gem. Fig. 2a, sie können aber auch die Kontur eines Rechtecks oder Quadrates beschreiben, wenn Kolben und Zylinder ebenfalls solche Kontur haben. Es besteht auch die Möglichkeit, weitere Querschnittsformen vorzusehen, z.B. evtl. auch kreisförmig oder wie sie etwa von Kolbenringen an sich bekannt sind, also beispielsweise die Form sogenannter Minutenringe od.dgl. Im Nutgrund 5a der Ringnut 3 ist ein als Federelement wirkender O-Ring 8 angeordnet. Der O-Ring, der in entspanntem Zustand einen Kreisquerschnitt hat, ist durch die paketartige Hingdichtung 4 deformiert und übt somit radial nach außen einen Druck gegen die Ringdichtung 4 aus, wodurch diese federnd gegen die Gegenfläche 1a des Zylinders 1 verspannt ist. Der O-Ring liegt zwischen dem Nutgrund und dem Ringpaket und ist bestrebt, dieses Ringpaket in -dichtung auf den anderen Teil vorzudrücken. Gem. Fig. 5 kann der O-Ring 15 auch mit angeformten flanschartigen Ansätzen 16, 17 versehen sein, zwischen denen die Ringe 18 gehalten sind, so daß die Ringe 18 mit dem federnden Element I5 eine Einheit bilden, die vormontiert werden kann und als Ganzes in die Ringnut einzustecken ist.

Es sei angenommen, daß auf der mit B gekennzeichneten Seite des Kolbens 2 ein gegenüber dem Atmosphärendruck unter Druck

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stehendes Medium vorhanden ist, während auf der mit C gekennzeichneten Seite des Kolbens Atmosphärendruck herrscht. Der Dichtweg, den das unter Druck stehende Medium überwinden müßte, um von der Seite B zur Seite C zu gelangen, besteht zunächst aus dem in dem mit 6b gekennzeichneten Ring vorgesehenen, sich in axialer Richtung erstreckenden Schlitz; anschließend müßte der an den in axialer Richtung gegeneinanderliegenden Seiten der Ringe 6b und 6a vorhandene Spalt überwunden werden. Von dort müßte das Medium durch den Schlitz in den Hing 6a strömen, der gegenüber dem Schlitz in dem Ring 6b um 180° versetzt ist. Daran würde sich wieder der Spalt zwischen dem von der Seite B aus gesehen zweiten Hing 6a und dem dritten Ring anschließen, usw. Durch die Vielzahl und die große Länge der einzelnen Schlitze und Spalten sowie die mehrfache Umlenkung des Weges und die damit vorhandenen vielfältigen Drosselstellen ist bei relativ einfachem Aufbau der Dichtanordnung eine gute Dichtwirkung erzielbar.

Die erfindungsgemäße Anordnung kann sowohl innendichtend gem.

Pig. 4 für Stangenabdichtung bei Zylindern und Ventilen, als auch aussen dichtend für die Kolbenabdichtung bei Zylinder und Ventilen verwendet werden. Bei der Anordnung nach Fig. 3 ist das Ringpaket 2o in einer Ringnut 21 am Aussenumfang des Kolbens 22 untergebracht, wobei es abdichtend an der Innenfläche des Zylinders oder Gehäuses 23 anliegt.

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Bei der Anordnung nach Fig. 4 ist das äingpaket 25 in einer Ringnut 26 am Innenumfang des Zylinders oder Gehäuses untergebracht, wobei es abdichtend an der Aussenflache des Kolbens oder der Stange 28 anliegt.

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6098T2/0374 ORIGINAL INSPEGTED

Claims

244ÜQ37 - 1ο - Ansprüche

1. ) Dichtanordnung zur Abdichtung konzentrisch zueinander angeordneter und in axialer -Dichtung relativ zueinander bewegbarer Teile, mit einer in einer .Ringnut in dem einen Teil angeordneten .Ringdichtung, die mit einer quer zur Ringebene verlaufenden Seite gegen das andere Teil dichtend anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die .Ringdichtung (4) paketartig aus mehreren Seite an Seite aneinanderliegenden Ringen (6) zusammengesetzt ist, die in radialer Richtung elastisch federnd sind, daß die Ringe (6) mit ihren jeweils in der Ringebene liegenden einander zugewandten Stirnseiten fest gegeneinander anliegen und die den Aussenseiten der beiden äusseren Ringe entsprechenden Faketstirnseiten (7) fest gegen die Flanken der Ringnut (5) anliegen, daß die Ringe geschlitzt sind, und die radial verlaufenden Schlitze (5) aneinander angrenzender Ringe (6a, 6b) über den Umfang gesehen versetzt gegeneinander angeordnet sind.

2. Dichtanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (5) durchgehend sind.

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24A0Ü37

3· Dichtanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Jeweils drei oder vier Hinge (6) zu einem Paket zusammengefaßt in einer Ringnut untergebracht sind.

4. Dichtanordnung nach einem der Ansprüche 1 Ms 3^;, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe (6) aus Kunststoff, vorzugsweise halbhartem Kunststoffmaterial bestehen.

5. Dichtanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (5) aneinander angrenzender Ringe (6a, 6b) über den Umfang gesehen um Jeweils 180° gegeneinander versetzt sind.

6. Dichtanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet, daß die paketartige Ringdichtung (4) durch ein am Nutgrund (3a) der Ringnut (3) angeordnetes Federelement in radialer Richtung gegen das andere Teil (1) verspannt ist.

7· Dichtanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement ein O-Ring (8) ist.

8. Dichtanordnung nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet,

daß der O-Ring (8) zwischen dem Nutgrund und dem&ingpaket liegt und bestrebt ist, dieses Ringpaket/ /in Richtung auf den anderen Teil vorzudrücken.

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9. Dichtanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (15) flanschartige Ansätze (16,17) zum Halten der .Ringe (18) vor der Montage der paketartigen Ringdichtung (4) aufweist.

10. -^ichtanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9> dadurch gekennzeichnet, daß das Ringpaket in einer Ringnut am Aussenumfang des einen Teilguntergebracht ist und abdichtend an der Innenfläche des anderen Teils anliegt.

11. Dichtanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß das Ringpaket in einer Ringnut am Innenumfang des einen Teils untergebracht ist und abdichtend an der Aussenflache des anderen Teils anliegt.

12.Dichtanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe im Querschnitt die Gestalt eines mit Bezug auf die Längsachse hochkant gestellten Rechtecks haben.

13. Dichtanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe Kreisverlauf haben.

14. Dichtanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe die Kontur eines Rechtecks oder Quadrats beschreiben.

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15· Dichtanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe durch Stanzen hergestellt sind.

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L e e r s e i t e