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Dichtungsanordnung zur Spaltabdichtung gegenüber hydraulischen und/oder
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pneumatischen Drücken Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung
zur Spaltabdichtung gegenüber hydraulischen und/oder pneumatischen Drücken, insbesondere
für eine Gasfeder, mit einer Folge von Dichtringen aus gummielastischem Material,
welche im Abstand voneinander an der abzudichtenden Fläche mit ihren Dichtungsflächen
anliegen.
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Eine derartige Dichtungsanordnung ist aus der deutschen Offenlegungsschrift
19 50 381 bekannt. Die bekannte Dichtungsanordnung besteht aus Stützscheiben aus
Stahl mit hoher Festigkeit, zwischen welchen Dichtringe jeweils angeordnet sind.
Beim Auftreten von Druck können die Dichtringe
uns die inneren Kanten
der Stützscheiben, welche gegenüber der abzudichtenden Fläche ein Spiel aufweisen,
verkippen, so daßsie druckabhängig an der abzudichtenden Fläche klemmend andrückbar
sind.
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Die bekannte Dichtungspackung besteht aus mehreren gummielastischen
Dichtungsringen und mehreren dazwischen angeordneten, aus Stahl bestehenden Stützscheiben.
Man benötigt daher eine Reihe von Einzelteilen, und der Zusammenbau der bekannten
Dichtungspackung erfordert einen relativ hohen Zeitaufwand.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Dichtungsanordnung der eingangs
genannten Art zu schaffen, welche wesentlich einfacher herstellbar ist und bei der
trotz Fehlens besonderer Stützscheiben aus Stahl eine aus reichende Stütze bzw.
ein ausreichender Dichtungsträger für die Dichtringe gewonnen wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Dichtringe
als Vorsprünge an der Außen- und/oder Innenwand eines zylindrischen mit einer zentralen
durchgehenden Öffnung versehenen Dichtungsblocks aus gummielastischem Material ausgebildet
sind und einen kegelstumpfförmigen Querschnitt aufweisen, derart, daß die seitlichen
Flanken der Dichtungsringe durch V-förmige Nuten im Dichtungsblock gebildet sind
und die seitlichen Flanken der Dichtungsringe gegenüber der Senkrechten auf den
Mantel des Dichtungsblocks einen Winkel zwischen 5 und °, 2(P, insbesondere 15qaufweisen.
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Die Breite der Dichtungsfläche eines Dichtrings beträgt bevorzugt
das 0, 8- bis 1,2-fache der Tiefe der V-förmigen Nut.
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Die Außenwand oder die Innenwand des Dichtungsblockes kann ringförmige
Vorsprünge mit abgerundetem, insbesondere halbkreisförmigem
Querschnitt
aufweisen. Diese Vorsprünge haben die gleiche Wirkung wie O-Ringe. Die andere Wand
des Dichtungsblocks ist mit den Dichtringen, die den kegelstumpfförmigen Querschnitt
aufweisen, versehen.
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Der Dichtungsblock kann als Spritzgußteil ausgebildet sein. Der Dichtungsblock
läßt sich außerdem als Kolben in einer Gasfederverwenden. Hierbei kann in der zentralen
durchgehenden Öffnung des Dichtungsblocks ein von außen steuerbares Ventil eingesetzt
sein. Zur Befestigung der Kolbenstange und/oder des Ventils können diese beim Spritzgießen
des Dichtungsblocks in die zentrale Öffnung des Dichtungsblocks einvulkanisiert
sein.
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Durch eine in der Kolbenstange axial sich erstreckende Ventilsteuerstange,
welche axial in der Kolbenstange verschiebbar ist, kann das Ventil von außen betätigt
werden, so daß in der hydraulischen oder pneumatischen Feder durch die Kolbenbewegung
verdrängtes Öl oder Gas durch das Vent il und einen im Kolben angeordneten Kanal
hindurchströmen kann. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Dichtungsanordnung
befinden sich die Dichtringe mit dem abgerundeten bzw. halbkreisförmigen Querschnitt
auf dem Außenmantel des zylindrischen Dichtungsblocks und die Dichtungsringe mit
dem kegelstumpfförmigen Querschnitt, welche durch die V-förmigen Nuten gebildet
werden, an der Innenwand der zentralen durchgehenden Öffnung des Dichtungsblocks.
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Vorteile der Erfindung werden darin gesehen, daß der Dichtungsblock
als Stütze und als Träger für die Dichtungsringe wirkt. Die Herstellung der Dichtungsanordnung
gegenüber der bekannten Spaltabdichtung ist wesentlich vereinfacht, da zusätzliche
Stützscheiben aus Stahl nicht notwendig sind. Trotz hoher Dichtwirkung auch bei
hohen Drücken ist die Reibung zwischen den Dichtungsflächen der Dichtringe, insbesondere
der kegelstumpfförmigen Dichtungsringe und einer an diesen Dichtungsflächen gleitenden
Metalloberfläche, beispielsweise einer Kolbenstange,
äußerst niedrig.
Der Verschleiß der Dichtungsanordnung gemäß der Erfindung ist daher sehr gering.
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Die Dichtungsanordnung kann, wie schon erwähnt, als Kolben in einer
Gasfeder oder auch in einer hydraulischen Feder verwendet werden.
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Auch eignet sich die Dichtungsanordnung zur Ausbildung als Verdrängerkolben
in derartigen Federn oder als Außenabdichtung, insbesondere für die nach außen geführte
Kolbenstange.
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In den beiliegenden Figuren sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der
Erfindung dargestellt,und es soll anhand dieser Figuren die Erfindung noch näher
erläutert werden. Es zeigen: Fig. 1A eine Gasfeder in zwei verschiedenen Betriebsstellungen;
und 1B Fig. 2A eine mit Gas und 61gefüllte Feder in zwei verschiedenen und 2B Betriebsstellungen;
Fig. 3A eine andere mit Gas und Öl gefüllte Feder in zwei verschie-und 3B denen
Betriebsstellungen und Fig. 4 einen Querschnitt durch einen Dichtungsblock mit eingeformten,
V-förmigen Nuten zur Bildung von Dichtungsringen mit kegelstumpfförmigem Querschnitt
in der zentrischen durchgehenden Öffnung des Dichtungsblocks und mit imwesentlichen
halbkreisförmigen Dichtungsringen am Außenmantel des Dichtungsblocks.
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Aus der Figur 4 ist zu ersehen, daß die Dichtringe 2, welche an der
Innenwand der zentralen durchgehenden Öffnung eines Dichtungsblocks 1 angeordnet
sind, einen kegelstumpfförmigen Querschnitt aufweisen. Die Dichtungsringe werden
gebildet durch Nuten 3, welche eine Tiefe h aufweisen.
Die Breite
der Dichtungsfläche der Dichtringe 2 beträgt b.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel schließt eine seitliche Flanke
4 zur Senkrechten auf die Innenfläche des Dichtungsblocks einen Winkel von 150 ein.
Der Dichtungsblock selbst besteht aus einem gummielasti-0 schen Material mit einer
Mindestshorehärte von 70 . Auf dem Außenmantel des Dichtungsblocks 1 sind Dichtungsringe
5 mit im wesentlichen halbkreisförmigem Durchmesser angeordnet. Diese Dichtungsringe
5 wirken wie O-Ringe.
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In den Figuren 1A bis 3B sind verschiedene Verwendungsmöglichkeiten
der Dichtungsanordnung dargestellt. Bei den in diesen Figuren gezeigten Federn wird
die Dichtungsanordnung als Außenabdichtung 6, als Kolben 7 und als Verdrängerkolben
8 verwendet. Eine Kolbenstange 9 ist durch die zentrischen durchgehenden Öffnungen
der als Außenabdichtung 6 und Verdrängerkolben 8 ausgebildeten D ichtungsanordnung
h indurchgeftihrt.
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Die Innenwand der durchgehenden zentrischen Öffnung dieser Dichtungsanordnungen
weist, wie in Fig. 4 dargestellt, Dichtungsringe 2 mit kegelstumpfförmigem Querschnitt
auf. Diese umfassen mit ihren Dichtungsflächen die Kolbenstange. Auf dem Außenmantel
der Dichtungsanordnungen 6 und 8 sind, wie in Fig. 4 dargestellt, Dichtungsringe
5 mit halbkreisförmigem Querschnitt, welche als Vorsprünge des Dichtungsblockes
1 ausgebildet sind, vorgesehen.
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Außerdem kann die Dichtungsanordnung,wie in den Figuren gezeigt, als
Kolben 7 ausgebildet sein, in dessen zentrischer durchgehender Öffnung die Kolbenstange
9 z. B. beim Spritzgießen des Kolbens 7 einvulkanisiert ist. Im Bereich eines Ventils
10 sind in der Innenwand der durchgehenden zylindrischen Öffnung des Kolbens ebenfalls
Dichtungsringe mit kegelstumpfförmigem Querschnitt angeordnet. Diese umfassen das
Ventil 10 in der eingefahrenen Stellung (Figuren 1A, 2A und 3A) dichtend, so daß
von der einen Stirnseite des Kolbens zur anderen
Stirnseite des
Kolbens hin kein Druckmedium,wie beispielsweise Öl oder Gas ,strömen kann. Durch
eine in der Kolbenstange 9 axial beweglich geführte Ventilbetätigungsstange 11,
1 , die von außerhalb betätigbar ist, wird das Ventil in die geöffnete Stellung
(Figuren 1B, 2B, 3B) gebracht. Es kann dann Gas oder Öl von der einen Kolbenseite
zur anderen Kolbenseite durch den Kolben hindurchströmen. Hierzu ist die Ventilöffnung
mit einem im Kolben vorhandenen Kanal 12 verbunden. Es ist dann eine Verschiebung
des Kolbens möglich, wobei verdrängtes Öl oder Gas in der geöffneten Stellung des
Ventiles 10 durch den Kanal 12 hindurchfließen kann.
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Die Ventilbetätigungsstange 11 wird ebenfalls von Dichtringen mit
kegelstumpfförmigem Querschnitt umfaßt, so daß sie dicht im Kolben 7 geführt ist.
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Auch bei der Dichtungsanordnung gemäß der Erfindung läßt sich der
Effekt erzielen, daß bei Auftreten von Druck die Dichtungsringe mit dem kegelstumpfförmigen
Querschnitt gekippt werden, sodaß sie druckabhängig mit einer nahezu linienförmigen
Dichtungsfläche an der abzudichtenden Fläche, beispielsweise in den dargestellten
Ausführungsbeispielen an der Kolbenstange 9,anliegen und eine hervorragende Dichtwirkung
hierbei gewährleisten.
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Beim dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt die Breite b der Dichtfläche
eines Dichtrings 2 etwa das 0,8- bis 1,2-fache der Tiefe h der V-förmigen Nut 3.
Die dargestellte Dichtungsanordnung läßt sich ohne weiteres in einer Spritzgußform
herstellen und ohne Schwierigkeit aus dieser entnehmen.
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L e e r s e i t e