DE2923600C2 - Dichtungseinrichtung - Google Patents

Description

a) die ebene Dichtfläche (14) am rotierenden Teil (S^ angeordnet ist,

b) die Ringe (1, 2) radial übereinander dicht aneinanderanliegend angeordnet sind und ihre konischen Flächen ineinander übergehend eine gemeinsame konische Dichtfläche (9) an einer entsprechenden Fläche (11) des feststehenden Teiles bilden,

c) die äußere u'rniangsflache des äußeren Ringes (1) mit einer umlaufenden Nut (8) versehen ist, in der als Spannglied eine Ringfeder (7) angeordnet ist, und

d) beide Ringe (1, 2) an diametral gegenüberliegenden Punkten (3,4; 5,6) in zwei Teile geteilt sind und die Teilungsfugen beider Ringe gegeneinander versetzt sind.

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Die Erfindung betrifft eine Dichtungseinrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs beschriebenen Art.

Eine solche Dichtungseinrichtung (DE-GM 19 53 037) weist einen Dichtungsring auf, der aus zwei Ringen gebildet wird, die mit zueinander passenden Schrägflächen aneinander anliegen, wobei der eine Ring geschlossen ist und mit seiner ebenen Dichtfläche an dem feststehenden Teil anliegt und der andere Ring mit einander überlappenden Enden geschlitzt ist und durch eine Kraft in Axialrichtung gegen den anderen Ping gedrückt wird. Die Anpreßkraft kann durch eine Feder aufgebracht werden. Hierbei muß der Dichtungsring axial und radial wirken. Außerdem müssen die konischen Flächen der Ringe aufeinander gleiten. Dies erfordert den Einsatz besonderer Materialien.

Bei einer Dichtung zwischen einem hin- und hergehenden Kolben und einer Zylinderfläche besteht der Dichtungsring aus zwei axial aneinander liegenden Ringen (FR-PS 6 45 370). Die Ringe weisen eine gemeinsame Kegelfläche zur Anlage an einer entsprechenden Fläche in einer Kolbenringnute auf. Sie werden durch eine axial wirkende Blattfeder angedrückt. Hierdurch entsteht ein radialer Anpreßdruck der zylindrischen Dichtfläche des Dichtungsringes gegen die Zylinderwand. Die beiden Ringe sind geschlitzt und die Schlitze gegeneinander versetzt.

Mit zunehmender Abnutzung der aneinander gleitenden und reibenden Flächen vergrößert sich hier der Abstand zwischen der Nutenfläche und dem Ring, so daß der Anpreßdruck abnimmt. Außerdem muß einer der Ringe eine Auflagefläche für die Blattfeder aufweisen, was einen zusätzlichen Aufwand bedeutet.

Diese Dichtungseinrichtung kann auch zur Abdichtung einer rotierenden Welle in einer Durchführungsöffnune verwendet werden. Dabei besteht der Dichtungsring aus zwei axial aneinander liegenden Ringen, deren Außenflächen eine gemeinsame Kugelfläche bilden, die gegen eine entsprechend geformte Fläche der Durchführungsöflnung gepreßt wird. Hierzu üben Blattfedern oder eine kegelförmige Schraubenfeder einen Druck in Axialrichtung auf einen der Ringe aus. Die Dichtwirkung verschlechtert sich bei dieser Einrichtung mit dem Verschleiß, da die Kugelfläche des Dichtungsringes dann nicht mehr mit der kugelförmigen Fläche der Durchführungsöffnung zusammenpaßt.

Bei einer weiteren Kolbenabdichtung in einem Zylinder (FR-PS 21 29 657) ist eine Dichtung in einer Nut in der Zylinderwand vorgesehen. Die Dichtung besteht aus zwei aus jeweils mehreren Sektionen zusammengesetzten, radial aneinander anliegenden Ringen, die durch eine radial wirkende, in einer Umfangsnut im äußeren Ring angeordnete Ringfeder gegen den Kolben gedrückt werden. Zusätzlich wird eine Kraft benötigt, um den Dichtungsring in axialer Richtung gegen die Nutwand zu pressen. Die sich überlappenden Stoßfugen zwischen den Segmenten der beiden Ringe sind gegeneinander versetzt
Zur Abdichtung einer Spindel in einer Gehäusedurchführung zur Verhinderung des Austritts von Flüssigkeit (US-PS 31 18 682) ist eine Dichtung vorgesehen, die mit einer konischen Dichtungsfläche an einer konischen Ringfläche der Spindel anliegt. Um ein axiales Herausdrücken des elastischen Dichtungsmaterials aus der Betriebslage zu verhindern, ist am Ende des konischen Dichtungsteiles ein gewellter Federring vorgesehen, gegen den die Dichtung anliegt und der den Spalt zwischen Spindel und Gehäusebohrung dicht ausfüllt. Der Federring kann auch in das Dichtungsmaterial eingebettet sein.

Die Feder dient nicht zur Anpressung der Dichtung an die Dichtflächen, sondern als Widerlager! gegen das axiale Herausquetschen des Dichtungsmaterials aus seinem Lager.

Um einen Austritt von Gasen aus einer Feuerwaffe zu verhindern, ist ein selbstfedvTider Dichtungsring vorgesehen (US-PS 35 72 729), der mit mindestens einer kegelförmigen Oberfläche einen Zwischenraum zwischen zwei Baugliedern abdichten soll. Die kegelförmigen Dichtungsflächen liegen dabei einander gegenüber. Beide Bauglieder die gegeneinander abgedichtet werden sollen, sind feststehend. Hier wird nicht eine Abdichtung zwischen einem feststehenden und einem sich drehenden Bauteil angestrebt. Die Dichtung wird auch nur dann wirksam, wenn Hochdruckgas auf eine Seite des Dichtungsringes einwirkt, durch das der federnde Dichtungsring gegen die abzudichtende Fläche gedrückt wird.

Die einfachste Form der Abdichtung zwischen einem drehenden und einem feststehenden Bauteil ist eine Dichtung mit einem elastischem Glied, wie ein »O«-Ring, oder eine Öldichtung aus Gummi oder einem äquivalenten elastischen Material, das sich infolge seiner Elastizität eng an beide Bauteile anlegt. Wegen der Charakteristik und ihrer verhältnismäßig geringen Verschleißfestigkeit können solche Dichtungen bei hohen Drücken und/oder hohen Temperaturen nicht verwendet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dichtungseinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der zur Abdichtung eine axiale Wirkung des Dichtungsringes ausreicht und die Ringe nicht aneinander zu gleiten brauchen, wobei die Dichtungswirkung bis zu einem gewissen Verschleiß voll erhalten

bleibt.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs genannten Merkmale gelöst.

Die Ringfeder drückt die fest aufeinanderliegender. Ringe radial nach innen und erzeugt eine Anpreßkraft in axialer Richtung gegen die ebene Fläche des rotierenden Teils und die konische Fläche des festsieheiKkü lcils. Durch versetzte Anordnung der Teilungsfugen des einen Ringes gegen die des anderen Ringes, wird eine zuverlässige Dichtungswirkung erreicht. Diese bleibt auch bei Abnutzung erhalten, da die Ringfeder den DivhiUfgrnng immer in fester Anlage an den Flächen des Zwischenraumes hält.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt in Achsrichtung der Welle durch die Dichtung zwischen einem Gehäuse und einer rotierenden Welle, die in dem Gehäuse gelagert ist, wobei der Dichtungsring nach der Erfindung kegelförmige Dichtflächen besitzt;

F i g. 2 eine Ansicht eines Dichtungsringes nach der Erfindung mit kegelförmigen Dichtflächen;

F i g. 3 eine perspektivische Ansicht des Dichtungsringes nach F i g. 2 mit kegelförmigen Dichtungsflächen.

In den Fig. 1—3 ist ein erfindungsgemäßei- Dichtungsring R gezeigt, der kegelförmige Dichtflächen aufweist. Es ist aus einem äußeren Ring 1, einem inneren Ring 2 und einer Ringfeder 7 aufgebaut, die als ringförmiges federndes Glied den Ring zusammenhält. Beide Ringe 1 und 2 bestehen aus einem standfesten Material, das in geringem Maß elastisch oder federnd verformbar ist. Der innere Ring 2 hat eine innere und eine äußere periphere Oberfläche und zwischen ihnen zwei Endflächen. Diese Endflächen bilden die abdichtenden Oberflächen. Der innere Ring ist in Umfangsrichtung in zwei Sektionen geteilt, wobei die Teilungsfugen 5, 6 einander diametral gegenüberliegen. In ähnlicher Weise besitzt der äußere Ring 1 eine innere und eine äußere periphere Oberfläche zwischen denen sich die Dichtu^gsflächen erstrecken. Der äußere Ring 1 ist ebenfalls in Umfangsrichtung in zwei Sektionen geteilt, und zwar an den einander diametral gegenüberliegenden Stellen 3 und 4. !n der äußeren peripheren Oberfläche des äußeren Ringes 1 ist eine umlaufende Nut 8 angeordnet. Die endlose Ringfeder 7 wird ausgespannt in der Nut 8 aufgenommen.

In zusammengebautem Zustand befindet sich die innere periphere Oberfläche des äußeren Ringes 1 in dichter Anlage an der äußeren peripheren Oberfläche des inneren Ringes 2. Un,- den Abdichtungseffekt zu verstärken, werden die Teilungsfugen 3, 4 gegenüber den Teilungs^fugen 5, 6 in Umfangsrichtung versetzt angeordnet. Eine der Endoberflächen des äußeren Ringes 1 fluchtet mit der entsprechenden Endoberfläche des inneren Ringes 2, so daß sie eine gemeinsame Dichtungsfläche 9 bilden. In ähnlicher Weise fluchtet die andere Endfläche des äußeren Ringes 1 mit der entsprechenden Endfläche des inneren Ringes 2, so daß sie gemeinsam die Enddichtungsfläche 13 bilden. Die <>o Dichtungsendfläche 9 ist kegelförmig ausgebildet, während die ebene Dichtungsfläche 13 senkrecht zur Achse des Dichtungsringes angeordnet ist. Der durch die übereinander angeordneten inneren und äußeren Ringe gehiidei« Dichtungsring hat also inspeigmt eine Trapezform, die radial nach außen divergiert.

Eine Wellenbohrung; iO im v.-fthäur--· -i .'uirm.; eine Kjiierende Welle S auf. Ein Flansch 12 der Welle S ist Ci.'ii-iückig' mit ihr und zwar an ihrem einen Ende ausgebildet. Die innere Endoberfläche 14 des Flansches i2 ist eben und verläuft senkrecht zur Achse Cckr Vu:iie S. Der die Wellenbohrung 10 umschließende Teil des Gehäuses H besitzt eine verdickte Wandstärke. Eine kegelförmige Oberfläche 11 ist an diesem Teil des Gehäuses H gegenüber der inneren Endoberfläche 14 angeordnet. Die kegelförmige Fläche 11 ist so angeordnet, daß der Abstand zwischen ihr und der inneren Endfläche 14 radial nach außen zunimmt. Infolgedessen wird ein radial nach außen sich verbreitender Ringspalt A zwischen der inneren Endfläche 14 des Flansches 12 und der kegelförmigen Oberfläche des Gehäuses //gebildet.

Um eine Abdichtung zwischen der rotierenden Welle 5 und dem Gehäuse H zu erreichen, ist der oben erwähnte Dichtungsring R in dem Ringspalt. A angeordnet Die Dichtungsflächen 9, Ij rles Dichtungsringes R liegen an der kegelförmigen Flache 11 des Gehäuses H bzw. an der inneren Endfläche 14 des Flansches 12 des rotierenden Schafts S an. Der Dichtungsring R mit seiner kegelförmigen Dichtungsfläche, die Vv'ellenbohrung 10 des Gehäuses H und die rotierende Welle Shaben eine gemeinsame Achse C

Der Spitzenwinkel, der zwischen der konischen Endfläche 9 des Dichtungsringes R und der Achse C gebildet wird, stimmt mit dem Spitzenwinkei zwischen der konischen kegelförmigen Oberfläche 11 des Gehäuses H und der Achse C üerein. In dieser Anordnung übt die Ringfeder 7 eine radial nach innen gerichtete gleichmäßige Anpreßkraft auf die ganze äußere periphere Oberfläche des äußeren Ringes 1 aus. Diese Druckkraft erzeugt eine Andrückkraft gegen die kegelförmige Fläche 11 und eine Kraftkomponente parallel zur kegelförmigen Fläche 11. Die Komponente P ihrerseits erzeugt eine Komponente Q, die senkrecht zur inneren Endfläche des Flansches 12 gerichtet ist.

Infolgedessen legt sich der Dichtungsring R mit seiner kegelförmigen Fläche dicht an die Fläche 11 des Gehäuses H und mit seiner anderen Endfläche an die innere Endfläche des Flansches 12 an und erbrir.gt eine dichte Abdichtung zwischen dem Gehäuse H und der rotierenden Welle 5.

Durch geeignete Wahl des Abstandes zwischen der äußeren peripheren Kante der kegelförmigen Fläche 11 am Gehäuse H und der inneren Endfläche 14 des Flansches 12, kann man verschiedene Kontaktdrücke entsprechend unterschiedlichen Betriebsbedingungen erreichen. Es werden infolgedessen ideale Abdichtungsverhältnisse erreicht.

Bei Rotation der Welle S neigen die Ringe 1 und 2 dazu, mitgenommen zu werden. Um dies zu verhindern, kann eine Anschlageinrichtung zwischen den Ringen 1, 2 einerseits und dem Gehäuse H andererseits vorgesehen sein.

Bei dem Dichtungsring kann die Ringfeder, die die äußere Umfangsfläche des Dichtungsringes als federndes Spannglied Umschlingt, durch eine Blattfeder oder ein anderes federndes Glied ersetzt werden, i,m eine radial nach innen wirkende Druckkraft zu erzeugen.

Hierzu 1 Blatt Zeichrungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Dichtungseinrichtung mit einem durch eine Feder beaufschlagten Dichtungsring zur Abdichtung des Zwischenraumes zwischen einem feststehenden und einem rotierenden Teil, bei weicher der Dichtungsring und der Zwischenraum eine ebene Dichtfläche aufweisen, und bei welcher der Dichtungsring aus zwei Ringen gebildet wird, die je eine konische Fläche aufweisen, und von denen wenigstens einer geschlitzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß