DE2525181C2 - Dichtung - Google Patents

Description

a) die das Teil (S), welches den Spannring (5) überragt, aufnehmende ringförmige Vertiefung

(4) sich unmittelbar an die den Spannring (5) aufnehmende Vertiefung (3) anschließt,

b) der Dichtring (6) rohrzylindrisch mit der Wandstärke b ausgebildet und stirnseitig an den einander gegenüberliegenden Stirnseiten der Vertiefungen (3 und 4) abgestützt ist,

c) die Tiefe (a) der Vertiefung (4) derart größer ist als die Wandstärke b des in sie hineinragenden Dichtringteils (8), daß die durch den Spannring

(5) an iem ihn überragehden Dichtringteil (8) hervorgerufene, den keilförmigen Ringspalt (9) verursachende Verformung nicht behindert wird, und

d) Form und Steigung des Ringspaltes (9) durch die vom Spannring (5) auf den Dichtring (6) ausgeübte Andruckkraft einstellbar sind.

2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Innenfläche des Dichtringes (6) an mindestens einem Ende abgeschrägt (10) ist.

3. Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung des keilförmigen Ringspaltes (9) etwa 1 :50 beträgt.

4. Dichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung des keilförmigen Ringspaltes (9) zum freien Ende des Dichtringes (6) hin kontinuierlich zunimmt.

Die Erfindung betrifft eine Dichtung für ein rundes Bauteil, das innerhalb eines eine feste Führung bildenden weiteren Bauteiles hin- und herbewegbar angeordnet ist, mit Merkmalen, wie aus dem Oberbegriff des Anspruches 1 ersichtlich und aus der FR-PS 82 214 bekannt.

Die aus der FR-PS 2082 214 bekannte Dichtung umfaßt einen Dichtring mit einer gegenüber der erfindungsgemäßen anderen Ausgestaltung, und einen Spannring mit einer gegenüber der erfindungsgemäßen anderen Ausbildung und Anordnung. Wie aus Fig. 3 der FR-PS ersichtlich, besteht der bekannte Dichtring aus zwei hintereinanderliegenden rohrzylindrischen Ringteilen mit jeweils unterschiedlicher Länge und jeweils unterschiedlicher Wandstärke. Hierdurch ist ein außendurchmesserseitig stufig abgesetzter Dichtring gegeben. Es ist ein Charakteristikum dieser bekannten Dichtungsanordnung, daß der Dichtring mit seinem radial vorspringenden dickeren Ringteil in einer Ringnut eines Bauteils eingesetzt ist, das eine Führung für eiu rundes hin- und herbewegtes Bauteil bildet Dadurch, daß der Dichtungsring mit seinem dickeren Teil die Radialnut ausfüllt, ist sichergestellt, daß er in axialer Richtung unverschiebbar am besagten Bauteil gesichert sitzt Das

is im Außendurchmesser schwächere Teil des Dichtringes erstreckt sich in eine ringförmige Vertiefung, die sich an die Radialnut für das verdickte Dichtringteil anschließt und darüber hinaus. Neben dieser Vertiefung ist eine weitere Radialnut angeordnet, in die ein Spannring eingesetzt ist, der das rückwärtige Ende des schwächeren Dichtringteiles an die Gegendichtfläche am hin- und hergehenden Bauteil andrückt.

Die Größe des keilförmigen Ringspaltes ist bei dieser bekannten Dichtung durch die lichte Weite der Durchgangsbohrung im Bereich des verdickten Dichtringteiles und damit konstruktiv vorgegeben. Der Spannring dient praktisch nur dazu, die notwendige Spannkraft aufzubringen und die Keilform des konstruktiv vorgegebenen Ringspaltes durch Anpressung des wandseitig schwächeren Dichtringteiles an das hin- und hergehende Bauteil sicherzustellen. Es ist ferner ein Charakteristikum dieser Dichtung, daß die Wandstärke des durchmesserschwächeren Dichtringteiles etwa so groß wie der Spalt zwischen dem feststehenden und bewegten Bauteil ist Abgesehen davon, daß praktisch drei nebeneinanderliegende Radialnuten unterschiedlicher Größe am einen Bauteil anzubringen sind, muß die Langlebigkeit dieser Dichtungsanordnung bezweifelt werden. Jener Abschnitt des schwächeren Dichtringteiles, der sich zwischen Spannring irxj dem verdickten Dichtringteil erstreckt, wird in Betrieb — da er hohl liegt — ständigen Wechselbelastungen in Querrichtung ausgesetzt sein, infolge ständig wechselnder Schmieröldrücke. Dies kann zu Materialermüdungen am jeweiligen Ende des freien Abschnittes und schlimmstenfalls zu einem Bruch des Dichtringes an diesen Stellen führen.

Aus der FR-PS 12 14 899 ist des weiteren auch schon eine Dichtungsanordnung bekannt, bei der in einer einzigen Radialnut ein Dichtring und ein Spannring eingesetzt sind. Der mit relativ großem seitlichen Spiel angeordnete Spannring ist an seiner Innenfläche wesentlich kürzer als an seiner Außenfläche. Hierdurch wö'bt sich der Dichtungsring etwas. Der Dichtring besitzt jedoch eine relativ kleine Wandstärke, so daß er sich nur bedingt als formstabil erweist. Außerdem kragt der Dichtring beiderseits frei über den von innen nach außen keilförmig angeschnittenen Spannring aus. Weil aber der Dichtring in den beiderseits relativ weit freiauskragenden Bereichen nicht abgestützt ist und er außerdem wegen seiner geringen Wandstärke nicht formstabil ist, kann er sich in den nicht unterstützten Bereichen bei zu großer Öldruckbeaufschlagung in unzulässiger Weise aufweiten. Das bedeutet, daß auch bei diesem Dichtring die Gefahr eines Bruches über der Kante des Spannringes relativ groß und nicht auszuschließen ist.

Es ist.deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Dichtung der eingangs genannten Gattung dahingehend auszubil-

den, daß einerseits ein Durchtritt gasförmiger Medien verhindert, andererseits eiR Durchtritt einer geringen Menge eines flössigen Mediums zumindest in einer Richtung möglich und außerdem die Gefahr einer Dichtringbeschädigung durch Druckänderungen in den Medien weitestgehend ausgeschlossen sind. Diese Aufgabe ist bei einer Dichtung der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Lösung sind in den Unteransprüchen κι angegeben.

In Einbaulage bildet der Dichtring durch die Wirkung des Aapreßdruckes des Spannringes unter teilweiser Deformation mit seinem Ober den Spannring hinausragenden Ende einen keilförmigen Ringspalt Dabei wird der Dichtring mit einem Druck, der höher als der Druck des abzudichtenden gasförmigen Mediums ist, gegen das hin- und hergehende Bauteil gedrückt, so daß dieses Medium nicht durchtreten kann. Andererseits zieht das hin- und hergehende Bauteil bei Bewegung in der einen Richtung das flüssige Medium, also beispielsweise ein Schmiermittel, in den keilfönnigen Ringspalt hinein. Hierdurch bildet sich im Ringspalt ein hycVodyna.nischer Druck, der größer ist als der Dichtungsdruck. Der Dichtring wird daher leicht angehoben, so daß eine 2ί kleine Menge des flüssigen Mediums hindurchtreten kann. Falls erwünscht, kann der Dichtring an beiden Enden über den Spannring vorstehen, so daß ein Rücktransport geringer Mengen des flüssigen Mediums bei Umkehr der Bewegung des hin- und hergehenden jo Bauteils erfolgen kann. Durch unterschiedliche Bemessungen der über den Spannring hinausragenden freien Enden des Dichtringes kann erreicht werden, daß sich unterschiedlich große keilförmige Spalte an beiden Enden des Dichtringes bilden. Dies führt dazu, daß in r> einer Richtung eine größere Menge des flüssigen Mediums als in der Gegenrichtung transportiert wird.

Die Abdichtung gegen gasförmige Medien ergibt sich daraus, daß die Höhe der sich in den keilfönnigen Ringspalten aufbauenden hydrodynamischen Drücke -»o auch von der Viskosität der eingeschleppten Medien abhängt Wegen der im Vergleich zu Flüssigkeiten sehr viel niedrigeren Viskosität von Gasen reichen die Spaltdrücke beim Einschleppen von Gasen in die Ringspalte nicht aus, um den Anpreßdruck des ■»■*> Dkhtringes zu überwinden und diesen abzuheben.

Ein wekerer Vorteil der erfindtsngsgemäßen Dichtung ist im hohen Nachstellbereich begründet, der sich durch die Elastizität des Spannringes ergibt. Dadurch ist es möglich, auch höheren Verschleiß zwischen Führung >< > und bewegtem Bauteil aufzufangen, ohne daß die Dichtung durchlässig wird.

Nachstehend wird die E/findung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles beschrieben. In der Zeichnung ist ein Schnitt durch die eine ? > Hälfte einer erfindungsgemäßen Dichtung gezeigt.

Beim Ausführungsbeispiel ist mit 1 ein rundes stangenförmiges Bauteil bezeichnet, das sich in Richtung seiner Mittellängsachse A-A hin- und herbewegen kann. Dieses Bauteil kann beispielsweise der Schaft ω eines Ventils einer Hubkolbenbrennkraftmaschine sein. Das runde Bauteil i ist in einem festen weiteren Bauteil 2 geführt. Im festen Bauteil 2 ist eine Ringnut 3 vorgesehen, an die sich eine ringförmige Vertiefung 4 anschließt. In die Ringnut 3 ist ein Spannring 5 eingelegt. b5 Der Spannring 5 ist aus einem elastomeren Werkstoff, beispielsweise Gummi, hergestellt. Zwischen dem Spannring 5 und dem rurden Bauteil 1 ist in die Ringnut 3 und die anschließende ringförmige Vertiefung 4 ein Dichtring 6 eingelegt Der Dichtring 6 besteht aus einem Werkstoff mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten, beispielsweise Polytetrafluoräthylen. Dieser Werkstcif hat nicht nur den Vorteil, daß zwischen dem Dichtring 6 und dem hin- und herbewegten runden Bauteil 1 geringe Kräfte auftreten, so daß der Verschleiß gering bleibt und sich damit eine hohe Lebensdauer für die Dichtung ergibt sondern bringt auch den Vorteil mit sich, daß der Dichtring 6 bei Stillstand des Bauteiles 1 nicht zum Festkleben neigt Der Spannring 5 ist zweckmäßig so bemessen, daß er nach Montage der Dichtung den hinter dem Dichtring 6 liegenden Teil der Ringnut ausfüllt so daß keine zusätzlichen Mittel zur Verhinderung eines unerwünschten Durchtritts eines Mediums hinter dem Dichtring 6 erforderlich sind. Der Innendurchmesser des noch nicht montierten Dichtringes 6 ist geringfügig größer als der Außendurchmesser des Bauteiles 1 bemessen. Weiterhin ist die Tiefe a der ringförmigen Vertiefung 4 größer als die Wandstärke b des Dichtringes 6 ausgebildet Wird der ringförmige Bauteil 1 in die Dichtung eingebaut, so preßt der Spannring 5 den Dichtring 6 mit seiner Fläche 7 gegen den Bauteil 1. Dabei verformt sich das über die Höhe des Spannringes 5 hinausragende Ende 8 des Dichtringes 6 derart daß sich zwischen dem runden Bauteil 1 und dem Ende 6 des Dichtringes 6 ein sich nach außen etwa keilförmig erweiternder Ringspalt 9 bildet Die den Ringspalt 9 begrenzende Fläche des Dichtringes 6 weist dabei von der Spitze des Ringspaltes 9 ausgehend eine kontinuierlich wachsende Steigung auf. Zweckmäßig sollte die Steigung am offenen Ende des Ringspaltes 9 einen Wert von etwa 1 :50 nicht übersteigen. Dabei ist wesentlich, daß diese Verformung durch eine entsprechende Bemessung der Tiefe a der Vertiefung 4 nicht behindert wird.

Im unteren Bereich des Dichtringes 6 ist ein, beispielsweise durch spanabhebende Bearbeitung erzeugter keilförmiger Ringspalt tO vorgesehen. Dieser Ringspalt 10 erstreckt sich über einen Bereich des Dichtringes 6, hinter dem der Spannring 5 liegt Durch die;·? Maßnahme kann also Bauhöhe eingespart werden. Zweckmäßig ist die den Ringspalt 10 begrenzende Fläche des Dichtringes 6 nicht geradlinig, sondern mit in Richtung zur Keilspitze wachsender Keilflächenneigung ausgebildet Auch die Steigung diese keilförmigen Ringspaltes 10 sollte an seinem offenen Ende den Wert von 1 :50 nicht übersteigen.

Bei der dargestellten Anordnung wird bei einer Bewegung des Bauteiles 1 in Richtung des Pfeiles c in den Ringspalt 9 flüssiges Medium, das am Bauteil 1 haftet, also beispielsweise Schmieröl, eingezogen. Im Ringspalt 9 baut sich ein hydrodynamischer Druck aaf, der größer wird, als der Dichtungsdruck, der vom Spannring 5 geliefert wird. Hierdurch wird die Fläche 7 von der Gegendichtfläche am Bauteil 1 abgehoben, so daß bei der Bewegung des Bauteils 1 in Richtung des Pfeiles ceine geringe Menge eines flüssigen Mediums in der gleichen Richtung transportiert werden kann Dieses Medium vird beispielsweise zu einer metallischen Führung des Bauteiles 1 am Bauteil 2 transportiert und sorgt dort für eine ausreichende Schmierung. Da sich bei dieser Bewegung das flüssige Medium, das durch die Dichtung durchtritt, unter einem erheblichen Druck befindet, wird gleichzeitig sichergestellt, daß ein unter oder auch über der Dichtung anstehendes gasförmiges Medium die Dichtung nicht passieren kann. Ändert sich die Bewegungsrichtung des Bauteiles 1, so

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wird durch den Ringspalt 10 wiederum eine geringe Mediums läßt sich durch die Größe und Form des

Menge eines flüssigen Mediums durch die Dichtung keilförmigen Ringspnltes 9 bzw. IO festlegen. Größe und

transportiert. Da der Ringspalt 10 kleiner als der Form hängen vcn der Andruckkraft des Spannringes 5

Ringspalt 9 ausgebildet ist, wird entgegen der Richtung und/oder der Abschrägung des Dichtringes 6 ab. Die

des Pfeiles c weniger flüssiges Medium gefördert als in > Ausbildung des Ringspaltes 9 ist dabei weiterhin

Gegenrichtung. abhängig von der Elastizität des Werkstoffs des

Die Menge des jeweils in einer Richtung geförderten Dichtringes 6.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Dichtung für ein rundes Bauteil, das innerhalb eines eine feste Führung bildenden weiteren Bauteiles hin- und herbewegbar angeordnet ist, mit einem Dichtring aus einem Werkstoff mit niedrigem Reibungskoeffizienten und mit einem den Dichtring an die Gegendichtfläche am anderen Bauteil andrückenden Spannring, wobei sowohl der Spannring als auch der Dichtring in eine ringförmige Vertiefung in einem der beiden Bauteile eingelegt sind und außerdem der Dichtring den Spannring in Bewegungsrichtung des hin- und hergehenden Bauteiles an mindestens einer Seite überragt, wobei der Innendurchmesser des Dichtringes vor seinem Einbau größer als der Außendurchmesser der Gegendichtfläche am hin- und hergehenden Bauteil bemessen ist und das den Spannring an mindestens einer Seite überragende Teil des Dichtringes in eine ringförmige Vertiefung hineinragt, dadurch gekennzeichnet, daß