DE2713323C2 - Dichtungsanordnung - Google Patents
DichtungsanordnungInfo
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- DE2713323C2 DE2713323C2 DE2713323A DE2713323A DE2713323C2 DE 2713323 C2 DE2713323 C2 DE 2713323C2 DE 2713323 A DE2713323 A DE 2713323A DE 2713323 A DE2713323 A DE 2713323A DE 2713323 C2 DE2713323 C2 DE 2713323C2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
- F16J15/3204—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip
- F16J15/3208—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip provided with tension elements, e.g. elastic rings
- F16J15/3212—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip provided with tension elements, e.g. elastic rings with metal springs
-
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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- Y10S277/944—Elastomer or plastic
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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Description
Die Erfindung bezieht sirh auf e;ne Dichtungsanordnung
der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Gattung. Eine solche Diciitunff-.anordnung ist aus
der Zeitschrift »Hydraulics and Pneumatics« Vol. 23 H 10, 1970 bekannt Derartige Dichtungsanordnungen
dienen als Flüssigkeitsdichtungen, beispielsweise als Öldichtungen zwischen relativ zueinander
drehbaren Teilen. Durch die Spreizfeder wird dabei der Dichtungsdruck bestimmt, mit dem die Dichtlippen den
Nutwandungen anliegen. Dabei soll der vorbestimmte Dichtungsdruck der Dichtlippen auch dann aufrecht
erhalten werden, wenn infolge von Verschleiß Abnutzungserscheinungen an den Dichtlippen auftreten.
Bei der bekannten Dichtungsanordnung berührt die j im zusammengepreßten Zustand elliptisch verformte
Spreizfeder den Nutgrund nur mit ihrem Scheitel kleinsten Krümmungsradius. Zwischen diesem Berührungsabschnitt
am Nutgrund und den seitlichen Berührungsflächen verbleibt ein Luftraum.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Dichtungseigen^chaften einer solchen Dichtungsanordnung
dadurch zu verbessern, daß das Zusammenwirken von Spreizfeder und Dichtlippen im Sinne einer
Konstanthaltung des Dichtungsdruckes auch bei Abnutzung durch Verschleiß gewährleistet bleibt.
Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die im Kennzeichnungstell des Patentanspruchs angegebenen
Merkmale.
Durch die Erfindung wird erreicht, daß bei der elliptischen Deformation die Feder längs der Seiten der
kleineren Achse der Ellipse einer beträchtlichen Kompressionskraft ausgesetzt wird, weil eine vollflächige
Anlage erfolgt und diese Kompressionskraft wird ausgerichtet auf jene Ebene, die durch die Dichtlippen
bestimmt wircL Auf diese Weise werden die Kräfte der
als Torusfeder ausgebildeten Federmittel und die Reaklionskräfte der Feder so ausgerichtet, daß die
Dichtlippen mit dem vorbestimmten Dichtungsdruek gegen die Wandung gedruckt werden.
Es ist zwar durch die FR-PS 21 62 968 eine Dichtungsanordnung bekannt, bei der ein in eine
Axialnut eingesetzter elastischer Körper diese Nut in jeder Betriebsstellung ausfüllt, d. h. der Nutwandung im
wesentlichen über die gesamte Nutwandfläche anliegt.
Hierbei handelt es sich jedoch nicht um eine Dichtung zwischen sich drehenden Teilen, sondern um eine
Kolbendichtung, die gegen eine ZylinderwEjidung wirkt
und in axialer Richtung gegenüber dieser bewegbar ist in diesem Falle ist der elastische Körper auch nicht als
Spreizfeder im Sinne der Erfindung ausgebildet, t5 sondern als massiver elastischer Ring, der den Nutraum
v-jII ausfüllt Dieser Ring hat immer den gleichen
Querschnitt wie die Nut und die Deformation des massiven Einsatzringes erfolgt aus der offenen Seite der
Axialnut heraus. Im Gegensatz dazu ist bei der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung ein Raum
innerhalb der Nut vorhanden, in den sich die Spreizfeder elliptisch hinein deformieren kann, um im Einbauzustand
vollflächig zur Anlage zu kommen.
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der
Zeichnung zeigt
F i g. 1 eine Draufsicht einer in eir en Axialspalt einsetzbaren Ringdichiung:
F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 gemäß F i g. 1 in größerem Maßstab, wobei die Ringdichtung in
entspanntem Zustand dargestellt ist;
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 F i g. 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. Wenigsten-, einti- 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 ein»; 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 we.den 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 3Q oder es liegt
etwas darüben Die bogenförmigen Abschnitte 24 und 26
stehen in Berührürigsköntakt mit den von ihnen
umschlossenen gegenüberliegenden 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 Feder30 ist vorzugsweise
als flache metallische Radiaifeder 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 v<jrd. 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 dichter aneinander gerückt, weil
eine Kompressionsbelastung auf der Lippe 22 ruht. Die Nut 18 berührt wenigstens 270° des Umfangs der Feder
30.
Wenn die Lippen 20 und 22 unter Kompressionsbelastung stehen, dann sucht sich die Feder 30 in
Radialrichtung zu verkleinern, während sie in Axialrichtung vergrößert wird. Da der Nutgrund 28 der Nut 18
die Feder 30 nach einer vorbestimmten Strecke 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 Urethanmaterialten 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 etwa 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 kalter Temperaturen
von beispielsweise —52°C von den Dichtungen 10 abzuwenden und die Lippen 20 und 22 dennorh in
Dichtberührung zu halten.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentanspruch:Dichtungsanordnung mit einer in einen Axialspalt zwischen zwei relativ zueinander drehenden Teilen ersetzbaren Ringdichtung, bestehend aus einem Dichtring aus elastischem Material, der eine einseitig offene Axialnut aufweist, in der torusförmige, radial aufspreizende, im Querschnitt kreisförmige Spreizfedermittel angeordnet sind, die bei Belastung elliptisch verformt werden und den Nutgrund berühren, wobei die Nutwandungen des Dichtringes im Querschnitt radial innen und außen von Kreisbogenabschnitten begrenzt sind, und der Dichtring an seiner radial äußeren und radial inneren Wandfläche in Umfangsrichtung verlaufende Dichtlippen aufweist, die in einer die Torusachse der Spreizfedermittel schneidenden Ebene liegen, d a durch gekennzeichnet, daß der Nutgrund (28) zwischen den kreisbogenförmigen Abschnitten (24, 26) von einem bezüglich der großen Achse spiegelbildlh:!» symmetrischen Abschnitt einer Ellipse gebildet ist, deren Umfang dern diesbezüglichen Umfang der torusförmigen Spreizfedermittel (30) entspricht, so daß im Einbauzustand bei elliptischer Verformung von Spreizfedermitteln (30) und Nut (18) eine vollflächige Anlage zwischen Wandung der Spreizfedermittel (30) und Nuuvandung über einen Umfang von wenigstens 270" erfolgt.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OD | Request for examination | ||
D2 | Grant after examination | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: GREENE, TWEED OF DELAWARE, INC., WILMINGTON, DEL., |
|
8328 | Change in the person/name/address of the agent |
Free format text: KOEPSELL, H., DIPL.-ING., PAT.-ANW., 5000 KOELN |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |