DE2713323A1

DE2713323A1 - Dichtungsring

Info

Publication number: DE2713323A1
Application number: DE19772713323
Authority: DE
Inventors: Thorval L Berg
Original assignee: Greene Tweed and Co
Current assignee: Greene Tweed of Delaware Inc
Priority date: 1976-06-08
Filing date: 1977-03-25
Publication date: 1977-12-22
Also published as: CA1044272A; US4067407A; GB1517895A; DE2713323C2; FR2354491B1; JPS538455A; FR2354491A1

Description

Patentanwälte Diρ!.-1ηg. Curt WaMach

Dipl.-Ing. Günther Koch

-Ί ~ Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach

Dipl.-lng. Rainer Feldkamp

D-8000 München 2 ■ Kaufingerstraße 8 ■ Telefon (0 89) 24 02 75 · Telex 5 29 513 wakai d

Datum: Unser Zeichen:

25. März 1977
15 813 -

Bezeichnung: Anmelder:

Vertreter:

Erfinder:

Dichtungsring

Greene, Tweed & Co., Inc. North Wales, Pennsylvania 19454 U.S.A.

Dipl.-Ing. C. Wallach Dipl.-lng. G. Koch Dr. T. Haibach
Dipl.-Ing. R. Feldkamp 8000 München

Thorval L. Berg

Warminster, Pennsylvania 18974

U.S.A.

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Dichtungsring der in der US-PS 2 934 368 angegebenen Bauart.

Bei einer Dichtung, deren Dichtlippe unter einer Kompressivbelaetung nur dann steht, wenn sie in Dichtstellung befindlich ist, wird die Feder aus ihrem kreisförmigen Querschnitt in einen elliptischen Querschnitt verformt. Die Ausbildung und Form der Nut, in der die Feder eingebaut wird, muß daher einen solchen Raum haben, daß eine Anpassung an die elliptische Querschnittsgestalt der Feder möglich ist. In diesem Zusammenhang wird auf die Fig. 7 und 8 der OS-FS 2 93¹I- 368 verwiesen, worin eine gerade Linie über dem Scheitel der Lippen 33 im wesentlichen über die Mittellinie der Feder 37 hindurchläuft. Venn die Lippen in Dichtberührung mit den abzudichtenden Teilen komprimiert werden, wird eine nach unten gerichtete Kraft komponente auf die Feder 37 ausgeübt, die danach trachtet, diese auf den Grund der Hut zu drücken, wodurch die Wirksamkeit der Feder vermindert wird. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Unzulänglichkeiten zu beheben.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Dichtungsring aus elastischem elastomerem Material. Der Körper der Dichtung ist mit einer axial verlaufenden Nut ausgestattet, die eine Feder zwischen zwei Verbindungsabschnitten enthält. Wenigstens einer der Verbindungsabechnitte besitzt eine Dichtlippe, die in ßadialrichtung vorsteht und der Lage der Feder allgemein gegenüberliegt· Die Nut besitzt bogenförmige Abschnitte, die vom Boden der Hut entfernt liegen, und diese bogenförmigen Abschnitte umfassen gegenüberliegende Oberflächen nmr Feder.

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Der Nutgrund wird von einem Abschnitt einer Ellipse gebildet und steht in Berührungskontakt mit einem benachbarten Abschnitt der Feder nur dann, wenn die Feder und die Dichtungslippe unter Kompressivbelastung stehen. Die Feder und die Lippe werden nur dann einer Kompressivbelastung ausgesetzt, wenn die Dichtung in ihrer Arbeitsstellung befindlich ist und den gegeneinander abzudichtenden Teilen anliegt.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, einen Dichtring zu schaffen, der so ausgebildet und konstruiert ist, daß die Wirksamkeit einer Feder vergrößert wird, wenn eine Dichtlippe einer Kompressivbelastung ausgesetzt wird.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine Ringdichtung zu schaffen, bei der eine Feder zwischen zwei Abschnitten angeordnet ist, von denen wenigstens einer mit einer Dichtlippe ausgerüstet ist, welche vom Grund vorstehen und gegen einen elliptischen Abschnitt der Nut lagern, welcher die Feder umschließt, wenn die Dichtlippen einer Kompressivbelastung ausgesetzt werden.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Dichtring gemäß der Erfindung,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 gemäß Fig. 1 in größerem Maßstab, wobei die Dichtung unter einer statischen Bedingung gezeigt ist,

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Fig. 3 einen Schnitt des Dichtrings, eingebaut in Dichtberührung mit einer Oberfläche, wobei die Dichtlippen einer Kompressivbelastung ausgesetzt sind, wobei diese Darstellung im gleichen Maßstab gezeichnet ist wie jene nach Fig. 2.

Die Zeichnung zeigt einen Dichtring 10 gemäß der Erfindung, der aus einem Ringkörper 12 mit Seitenteilen 14 und 16 besteht, die durch eine axial umlaufende Nut 18 getrennt sind. Wenigstens einer der Seitenteile besitzt eine Dichtungslippe. Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist es der Innenteil 14, der eine Dichtlippe 20 besitzt, und auch der äußere Teil 16 besitzt eine Dichtlippe 22. Jede Dichtlippe 20 und 22 erstreckt sich in Radialrichtung. Der Dichtring selbst besteht aus einem elastischen Elastomermaterial, z. B. aus Polyurethan.

Die Nut 18 weist zwei bogenförmige Abschnitte 24 und 26 auf, die eine Länge zwischen 80 und 100° besitzen. Der bogenförmige Abschnitt 24 liegt dem bogenförmigen Abschnitt 26 gegenüber. Die beiden Enden der kreisbogenförmigen Abschnitte 24 und 26 werden durch einen elliptischen Nutbodenabschnitt 28 verbunden. Der Krümmungsradius der Nutabschnitte 24 und 26 entspricht der Längsachse der Nut 18. Die axiale Erstreckung der Nut 18 ist vorzugsweise kleiner als die halbe Axiallänge des Ringkörpers 12 (Fig. 2). Eine Vorspannfeder 30 ist in die Nut 18 eingesetzt. Die Lippen 20 und 22 sind der Feder 30 abgewandt. Eine gerade Linie, die den Scheitel der Lippen 20 und 22 kreuzt, schneidet die Achse der Feder 30 oder liegt etwas darüber. Die bogenförmigen Abschnitte 24 und 26 stehen in Berührungskontakt mit den von ihnen umschlossenen gegenüberliegenden

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Abschnitten am Umfang der Feder 30.

Wenn keine Kompressionsbelastung auf den Lippen 20 und 22 lastet, dann steht die Feder auch nicht in Berührung mit dem Bodenabschnitt 28 der Nut, wie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist. Die Feder 30 ist vorzugsweise als flache metallische Radialfeder ausgebildet und übt eine kontinuierliche gleichförmige Last auf die Lippen 20 und 22 radial nach innen und/oder radial nach außen aus. Die Feder 30 ist vorzugsweise diskontinuierlich ausgebildet, das heißt, sie besitzt zwei freie Enden, die stirnseitig einander gegenüberstehen. Demgemäß wird vorzugsweise keine kreisförmige Schraubenfeder benutzt.

Im folgenden wird auf Fig. 3 der Zeichnung Bezug genommen. Ein Träger 32 besitzt eine Ringnut, die die Dichtung 10 koaxial hierzu aufnimmt. Die Lippe 22 steht unter einer Kompressionsbelastung, da sie in Berührung mit der Oberfläche 34 des anderen der beiden gegeneinander abzudichtenden Bauteile steht. Der Aufbau 32 kann eine Relativbewegung oder Drehung gegenüber der Oberfläche 34- ausführen oder umgekehrt. Wenn die auf der Lippe 22 lastende Kompressionsbelastung die Feder 30 in einen elliptischen Zustand verformt, so daß ihr Boden gegen den Nutbodenabschnitt 28 gedruckt wird, dann widersteht der Abschnitt 28 einer weiteren Deformation und/oder Verschiebung der Feder 30, indem eine Kraft in Axialrichtung auf die Feder 30 ausgeübt wird. Der Nutgrund 28 steht in Berührungskontakt mit dem gegenüberliegenden Abschnitt der Feder 30, um zu verhindern, daß sich die Feder 30 in eine unwirksame oder weniger wirksame Lage verschiebt. Die Vorsprünge 36 und 38 der Teile 14 und 16 sind in Fig. 3 im Vergleich mit Fig. 2

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dichter aneinander gerückt, weil eine Kompressionsbelastung auf der Lippe 22 ruht. Die Nut 18 berührt wenigstens 270° des Ulifange der Feder 30. '

Wenn die Lippen 20 und 22 unter Kompressionsbelastung stehen, dann sucht sich die Feder 30 in Radialdichtung zu verkleinern, während sie in Axialrichtung vergrößert wird. Da der Nutgründ 28 der Nut 18 die Feder 30 nach einer vorbestimmten Streckung berührt, hat die Feder 30 ihre optimale elliptische Gestalt und ist in ihrer optimalen Lage durch den Nutgrund 28 und die oberen Teile 36 und 38 fixiert.

Die hohe Rate thermischer Zusammenziehung, die allen Urethanmaterialien bei niedrigen Temperaturen eigen ist, kann tatsächlich bewirken, daß die Dichtlippe 22 von der metallischen Dichtoberfläche abgezogen wird, was einen Leckstrom zur Folge haben könnte. Diese Bedingung kann häufig beim Anlassen im Winter auftreten. Da der Koeffizient der thermischen Zusammenziehung für die meisten Metalle etva ein Zehntel so groß ist wie der Koeffizient der meisten Elastomere, stellt die radial belastete Metallfeder 30 ein wichtiges Glied dar, um ungünstige Effekte bei kalten Temperaturen von beispielsweise -52⁰C von den Dichtungen 10 abzuwenden und die Lippen 20 und 22 dennoch in Dichtberührung zu halten.

Die Erfindung kann auch in anderen Ausführungsbeispielen verwirklicht werden, ohne den Bahmen der Erfindung zu verlassen.

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Claims

Patentansprüche

M. Dichtring aus elastischem Elastomermaterial mit einer axial verlaufenden Nut, die an einem Ende offen ist und eine Feder zwischen zwei gegenüberliegenden Wandabschnitten beherbergt, wobei wenigstens einer der Wandabschnitte eine Dichtlippe aufweist, die in Radialrichtung der Feder gegenüberliegend vorsteht, wobei die Nut bogenförmige Abschnitte besitzt, die vom Nutgrund entfernt liegen und gegenüberliegende Oberflächen der Federn umschließen, wobei die Lippe einer Kompressionsbelastung nur dann ausgesetzt wird, wenn die Dichtung in Dichtstellung einer abzudichtenden Oberfläche anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Nutgrund(28) die Form einer Ellipse besitzt und mit einem Abschnitt der Feder (30) über dieser elliptischen Fläche nur dann in Berührung steht, wenn die Dichtungslippe (20 oder 22) einer Kompressivbelastung ausgesetzt ist.
2. Dichtring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Nut eine Dichtberührung mit ungefähr 270⁰ der Oberfläche der Feder hat, wenn die Lippe unter Kompressionsbelastung steht.
3. Dichtring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder in bekannter Weise als Rohrfeder ausgebildet ist, die eine gleichmäßige Belastung auf die Dichtungslippe ausübt.

709851/0680 ORfGINAL INSPECTED