DE2658428C2

DE2658428C2 - Dichtung zum Abdichten zweier Maschinenelemente

Info

Publication number: DE2658428C2
Application number: DE2658428A
Authority: DE
Inventors: Thomas 6300 Zug Nussbaumer
Original assignee: Ws Shamban Europa Helsingoer Dk AS; WS Shamban Europa Helsingoer AS
Current assignee: Ws Shamban Europa Helsingoer Dk AS
Priority date: 1976-11-23
Filing date: 1976-12-23
Publication date: 1983-12-08
Also published as: NL177143C; NL7712219A; DE2658428A1; ATA838377A; DK146050B; ES232247U; JPS5365553A; CA1089890A; FR2371618B1; GB1563972A; ES232247Y; IT1088636B; JPS6048666B2; DK146050C; BR7707745A; CH599487A5; SE7711977L; AT358342B; US4179131A; BE861040A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Dichtung zum Abdichten zweier Maschinenelemente mit einem ersten Ring, einer vom Boden einer Nut in dem einen Maschinenelement gebildeten Auflagefläche, einem zweiten Ring, der auf der der Auflagefläche abgewandten Fläche des ersten Ringes aufliegt und auf seiner dem ersten Ring abgewandten Seite mit einer Ringnut versehen ist, in der ein dritter Ring angeordnet ist, wobei der erste Ring und der dritte Ring aus einem gummielastischen Material bestehen.

Es sind Dichtungen mit zwei Ringen zum Einsetzen in die Ringnut eines in einem Hydraulikzylinder angeordneten Kolbens bekannt, von denen der eine, innere Ring aus einem Elastomer besteht und mit seiner Innenfläche auf dem Boden der Ringnut aufliegt, während der andere, äußere Ring aus Polytetrafluoräthylen besteht und mit seiner Innenfläche auf der Außenfläche des Elastomer-Ringes aufliegt. Die äußere Fläche des äußeren Ringes liegt hierbei an der Innenfläche des Hydraulikzylinders an. Diese vorbekannte Dichtung eignet sich gut zur Dichtung von mit hohem Druck beaufschlagten Öl-Zylindern, nicht jedoch für mit nur geringen Drucken arbeitende pneumatische Zylinder, insbesondere wegen der geringen Elastizität das Polyteirafluoräthylens, die eine ausreichende Dichtigkeit nicht zu gewährleisten vermag.

Es sind aus der US-PS 30 01 385 sowie der US-PS 38 60 250 darüber hinaus aus drei Ringen aufgebaute Dichtungen bekanntgeworden, von denen jedoch jeweils der eine Ring ein starrer Trägerring ist, dem keinerlei Dichtungsaufgaben zufällt Bei diesen Dichtungen treten somit dieselben Nachteile wie bei den vorstehend beschriebenen Zweiring-Dichtung auf.

Der vorliegenden Erfindung liegt als Aufgabe die Schaffung einer universell zur Abdichtung von unter hohen oder niedrigen Drucken stehenden flüssigen oder gasförmigen Medien einsetzbaren Dichtung. Die Erfindung besteht darin, daß der zweite Ring aus einem elastisch deformierba.-en Material besteht, dessen Elastizitätsmodul größer ist als die Elastizitätsmodule der beiden anderen Ringe und 3000 bis 25 000 kg/cm² beträgt.

Durch die Erfindung ist eine allen Anforderungen genügende und universell einsetzbare Dichtung zur Abdichtung zweier Maschinenelemente geschaffen, die sowohl in hydraulische als auch in pneumatische Anlagen bei hohen oder niedrigen Betriebsdrücken mit gutem Erfolg eingesetzt werden kann.

Der zweite Ring kann aus einem Polyfluorcarbon oder aus Polyäthylen bestehen. Hierbei ist die Dichtung, wie an sich bekannt, in eine Ringnut des zweiten Maschinenelementes eingesetzt, wobei die Ringe, bezogen auf den Abstand der Maschinenelemente, zum Anlegen der Auflagefläche des ersten Ringes auf dem Boden der Nut und der dem ersten Ring abgewandten Fläche des zweiten und dritten Ringes an das erste Maschinenelement, unter Vorspannung stehen, wobei der dritte Ring ebenfalls unter Vorspannung steht. Eine in dieser Weise ausgebildete Dichtung findet insbesondere vorteilhaft Anwendung in hydraulischen Maschinen mit dem Hydraulikzylinder als dem einen Maschinenelement und dem darin verschiebbaren Kolben als dem anderen Maschinenelement, in denen die den zu dichtenden Zwischenraum begrenzenden, einander zugewandten Flächen die zueinander koaxialen Zylinder- bezw. Kolbenflächen sind.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch zwei Maschinenelemente, von denen das eine eine Ringnut mit einer eingesetzten Dichtung aufweist,

F i g. 2 einen der F i g. 1 entsprechenden Schnitt, jedoch mit einem von der einen Seite an den Ringen der Dichtung angreifenden Hydraulikmittel.

In der Zeichnung sind in Abbruchdarstellung Ausschnitte zweier Maschinenelemente 1, 2 wiedergegeben, die auf den einander zugewandten Flächen la, 2e gleiten können. Zur Erreichung des Gleitspiels ist zwischen den beiden Flächen la, 2e ein spaltförmiger Zwischenraum 6 gebildet. Es wird angenommen, daß die den Zwischenraum 6 begrenzenden Flächen la, 2e von den koaxialen Flächen eines Hydraulikzylinders bzw. eines in ihm geführten Kolbens gebildet sind. Die Dichtung besteht aus einem ersten Ring 5, einer vom Boden 2a einer Nut 2a, 2b, 2c in dem einen Maschinenelement 2 gebildeten Auflagefläche, einem zweiten Ring 3, der auf der der Auflagefläche 5a abgewandten Fläche 5b des ersten Ringes 5 aufliegt und auf seiner dem ersten Ring 3 abgewandten Seite mit

einer Ringnut 3 mit den Nutflächen 3b, 3c. 3d versehen is; in der ein dritter Ring 4 angeordnet ist, wobei der erste Ring 5 und der dritte Ring 4 aus einem gummielastischen Material bestehen. Der zwe-te Ring 3 besteht aus einem elastisch deformiert: eren Material, dessen Elastizitätsmodul größer ist als die Elastizitätsmodule der beiden anderen Ringe 4, 5 und 3000 bis 25 000 kg/cm² beträgt, wobei der Ring aus einem Polyfluorcarbon oder aus Polyäthylen bestehen kann. Die Dichtung is*, wie an sich bekannt, in eine Ringnut 2a des zweiten Maschinenelementes 2 eingesetzt, wobei die Ringe 3, 4, 5, bezogen auf den Abstand der Maschinenelemente 1, 2, zum Anlegen der Auflagefläche 5a des ersten Ringes S auf dem Boden 2b der Nut 2a und der dem ersten Ring 5 abgewandten Fläche 4b des zweiten und dritten Ringes 4 an das erste Maschinenelement 1, unter Vorspannung stehen, wobei der dritte Ring ebenfalls unter Vorspannung steht Die Dichtung soll zum Abdichten zweier Maschinenelemente 1, 2 für einen Betriebsdruck bis 500 bar ausgelegt sein.

Falls es sich bei den Maschinenelementen 1 und 2 um Teile handelt, die sich wie Kolben und Zylinder rechtwinklig zu den Ringnuten gegeneinander bewegen, werden als Ringe 4 und 5 vorteilhaft Ringe eingesetzt, die ursprünglich, d. h. vor dem Zusammendrücken, bereits eine nicht kreisrunde, insbesondere eine elliptische bezw. ovale Querschnittsform aufweisen. Wenn ihre Abmessung in der Querrichtung der Nuten größer ist als vertikal zu den Nutböden, kann vermieden werden, daß sie quer zu den Nuten hin und herrollen.

Fig.2 zeigt die Stellung der Ringe, wenn sich etwa auf der in der Zeichnung rechts liegenden Seite der Anordnung Druckmedium, beispielsweise Hydrauliköl befindet. In diesem Falle werden die Ringe 5 und 3 durch das Druckmedium gegen die linke Seitenfläche 2c der Nut 2a gepreßt. Entsprechend wird der Ring 4 an die Seitenwand 3cder Ringnut 3a gehalten. Die Ringe 5 und 4 gewährleisten hierdurch aufgrund ihrer Deformierbarkeit eine einwandfreie Dichtung. Da der Ring 5 den Ring 3 an die Fläche la des ersten Maschinenelementes andrückt, ist zwischen dem zweiten Ring 3 und der Fläche \a praktisch kein Zwischenraum vorhanden. Der dritte Ring 4 kann daher nicht als der Ringnut 3a herausgedrückt und also auch nicht durch Extrusion beschädigt werden. Da weiterhin der zweite Ring 3 ohne Zwischenraum an der Nut-Seitenwand 3c anliegt, kann auch der erste Ring 5 nicht extrudiert und beschädigt werden.

Die Vorspannung des ersten Ringes 5 ist derart festgelegt, daß der zweite Ring 3 nur mit einer verhältnismäßig kleinen Kraft an die Fläche Xa angedrückt wird, so daß ein Herausdrücken des Ringes

4 mit Sicherheit vermieden ist. Es kann auf diese Weise die Reibung verhältnismäßig klein gehalten werden.

ίο Dies hat insbesondere in Kolbendichtungen den wesentlichen Vorteil, daß das als sog. »stick slip« bekannte ruckweise Anfahren bei kleinem Kraftangriff vermieden ist

Die Dichtung ist innerhalb eines sehr großen Druckbereiches zwischen beispielsweise 0 und 500 Bar wirksam, wobei die obere Grenze durch die Größe des Zwischenraumes 6 und die Fließfestigkeit des Ringes 3

bestimmt wird. Dagegen ist die Deformierbarkeit der Ringe 5 und 4, insbesondere des Ringes 4 maßgeblich für

die Dichtwirkung bei niederen Drücken, der ein »Abtrocknen« des Flüssigkeitsfilmes in hydraulischen Anlagen bzw. ein Unterbrechen des Gasstromes in pneumatischen Anlagen gewährleistet. Da die Dichtung spiegelsymmetrisch ausgebildet ist, ist die einwandfreie Wirksamkeit in beiden Richtungen gewährleistet.

Die Dichtung eignet sich in gleicher Weise auch zum Einsatz in Aggregaten mit gegeneinander rotierenden Teilen oder im Verhältnis zueinander sowohl eine drehende als auch eine hin- und hergehende Bewegung ausführenden Teilen. Aufgrund der Materialwahl und Dimensionierung der Teile ergeben sich Reibungswerte zwischen den Teilen, daß die Ringe 3 und 5 im Verhältnis zum Maschinenelement 2 keine Drehbewegung ausführen, während der dritte Ring 4 gegenüber dem « Maschinenelement 1 feststeht bzw. mit diesem umläuft. Aufgrund der Oberflächenbeschaffenheit der Nutflächen 3a, 3b, 3cergibt sich praktisch kein Verschleiß.

Die Dichtung erfordert nur relativ wenig Platz, wobei die Ringe durch vorübergehende Überdehnung in ihre "0 Nuten eingebracht werden können. Bei kleineren Durchmessern insbesondere des Ringes 2 wird vorteilhaft das Maschinenelement 2 zweiteilig aus zwei die Nut 2a begrenzenden, lösbar miteinander verbundenen Teilen gebildet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

ϊ. Dichtung zum Abdichten zweier Maschinenelemente mit einem ersten Ring, einer vom Boden einer Nut in dem einen Maschinenelement gebildeten Auflagefläche, einem zweiten Ring, der auf der der Auflagefläche abgewandten Räche des ersten Ringes aufliegt und auf seiner dem ersten Ring abgewandten Seite mit einer Ringnut versehen ist, in der ein dritter Ring angeordnet ist, wobei der erste Ring und der dritte Ring aus einem gummielastischen Material bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ring (3) aus einem elastisch deformierbaren Material besteht, dessen Elastizitätsmodul größer ist als die Elastizitätsmodu-Ie der beiden anderen Ringe (4, 5) und 3000 bis 25 000 kg/cm² beträgt
2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ring (3) aus einem Polyfluorcarbon besteht
3. Dichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ring (3) aus Polyäthylen besteht.
4. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung, wie an sich bekannt, in eine Ringnut (2a) des zweiten Maschinenelementes (2) eingesetzt ist, wobei die Ringe (3, 4, 5), bezogen auf den Abstand der Maschinenelemente (1, 2), zum Anlegen der Auflagefläche (Sandes ersten Ringes (5) auf dem Boden (2b) der Nut (2a^und der dem ersten Ring (5) abgewandten Fläche (4b) des zweiten und dritten Ringes (4) an das erste Maschinenelement (1), unter Vorspannung stehen, wobei der dritte Ring ebenfalls unter Vorspannung steht.
5. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung zum Abdichten zweier Maschinenelemente (1, 2) für einen Betriebsdruck bis 500 bar ausgelegt ist.
6. Anwendung einer Dichtung nach den Ansprüchen 4 oder 5 zur Dichtung von einander zugewandten koaxialen Flächen, insbesondere den aufeinander gleitenden Flächen eines Hydraulikzylinders und des darin verschiebbaren Kolbens.