DE29704264U1

DE29704264U1 - Dichtungsring

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Publication number: DE29704264U1
Application number: DE29704264U
Authority: DE
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 1997-03-08
Filing date: 1997-03-08
Publication date: 1997-04-24
Anticipated expiration: 2007-03-09
Also published as: DE19802463A1; DE19802463B4

Description

G 17 823 - les 14.02.1997

Festo KG, 73734 Esslingen Dichtungsring

Die Erfindung betrifft einen Dichtungsring zur Abdichtung zwischen zwei relativ zueinander axial bewegten Bauteilen, mit einer ringförmigen, radial nachgiebigen Dichtlippe, die an ihrer im Einsatz dem mit ihr zusammenwirkenden Bauteil radial zugewandten Arbeitsseite zum freien Lippenende hin mit einer konvexen Rundung ausläuft.

Dichtungsringe dieser Art kommen beispielsweise bei fluidbetätigten Arbeitszylindern zum Einsatz, um zwischen dem axial bewegten Kolben oder der Kolbenstange und dem Gehäuse eine dynamische Abdichtung hervorzurufen. Auch bei Ventilen können derartige Dichtungsringe zur Abdichtung zwischen dem Steuerschieber und dem Ventilgehäuse eingesetzt werden. Sie verfügen meist über einen zu ihrer ortsfesten Halterung an dem einen Bauteil dienenden Grundkörper, der eine schräg zum anderen Bauteil ragende ringförmige Dichtlippe trägt. Je nachdem, ob der Dichtring das dynamisch abzudichtende Bauteil umschließt oder innerhalb dieses Bauteils angeordnet ist, befindet sich die Dichtlippe am radial innen oder am radial außen liegenden Ab-

schnitt des Grundkörpers.

Der Anmelderin bekannte Dichtungsringe verfugen an der dem abzudichtenden Bauteil radial zugewandten Arbeitsseite im Querschnitt gesehen über zwei winkelig zueinander verlaufende Flächenabschnitte, einen sich ausgehend vom Wurzelbereich der Dichtlippe schräg nach vorne erstreckenden längeren Flächenabschnitt und einen sich an diesen abgewinkelt anschließenden kürzeren Flächenabschnitt. Dadurch ergibt sich eine mit der Oberfläche des abzudichtenden Bauteils zusammenwirkende Dichtkante. Bei Dichtungsringen der eingangs genannten Art ist der kürzere Flächenabschnitt im Anschluß an den längeren linearen Flächenabschnitt konvex gerundet.

Obwohl mit den bekannten Dichtungsringen kurz- und mittelfristig eine gute Dichtqualität erzielt wird, ergeben sich doch Probleme im Langzeitverhalten. Beim Wechsel der axialen Bewegungsrichtung und der daraus resultierenden abwechselnden ziehenden und stemmenden Beaufschlagung der Dichtlippe stellt sich eine sehr unterschiedliche Pressungsverteilung ein. Gerade im stemmenden Betrieb ist fast immer eine starke Druckspitze festzustellen, was eine Art Scheibenwischereffekt zur Folge hat, wobei der Schmierfilm unter der Dichtlippe stark abgestreift wird. Dadurch verringert sich im Laufe der Zeit die Schmierung der Dicht-

lippe, was zu einer Erhöhung der Reibung und des Verschleißes führt, so daß die Abdichtqualität leidet und die Lebensdauer verringert wird.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Dichtungsring zu schaffen, der bei hoher Lebensdauer auch langfristig eine gute Abdichtqualität im dynamisch beanspruchten Bereich der Dichtlippe garantiert.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß die Dichtlippe an der Arbeitsseite eine den im Einsatz möglichen Kontaktbereich mit dem zusammenwirkenden Bauteil beinhaltende, bereits im unbeaufsch!agten Grundzustand im Querschnitt gesehen durchgehend konvex gekrümmte Lippenfläche aufweist, die in dem dem freien Lippenende zugeordneten vorderen Bereich stärker gekrümmt ist als in dem sich daran anschließenden hinteren Bereich.

Auf diese Weise ist gewährleistet, daß die Dichtlippe unabhängig vom radialen Verformungsgrad stets mit einem konvex gekrümmten und somit zumindest leicht balligen Kontaktbereich an dem dynamisch mit ihr zusammenwirkenden Bauteil anliegt. Berechnungen haben ergeben, daß auch schon bei einer nur geringen Krümmung des sich an den stärker gekrümmten vorderen Bereich der Lippenfläche anschließenden Abschnittes unabhängig von der Beaufschla-

gungsintensitat eine gleichmäßigere Pressung auftritt, die trotz der Beiastungsumlagerung bei ziehender und stemmender Beaufschlagung nicht zu sehr unterschiedlich ist. Man erreicht unter der Dichtlippe in einem sehr breiten Betriebsbereich einen annähernd parabolischen Verlauf der Pressungsverteilung. Dadurch wird insbesondere im stemmenden Betrieb das Auftreten einer starken Druckspitze vermieden und die Tendenz zum Abschaben des Schmierfilmes von dem mit der Dichtlippe zusammenwirkenden Bauteil beträchtlich reduziert. Auch im Langzeitbetrieb kann somit eine ausreichende Schmierung gewährleistet werden, was auch noch nach langer Einsatzzeit eine gute Abdichtqualität verspricht.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Zweckmäßigerweise erfolgt die Auslegung der Dichtlippe derart, daß der im Betrieb mögliche Kontaktbereich an der Arbeitsseite im Querschnitt gesehen von einer Teillänge aer durchgehend konvex gekrümmten Lippenfläche eingenommen wird. Die gekrümmte Lippenfläche erstreckt sich zweckmäßigerweise zumindest annähernd über die gesamte Querschnittslänge der Dichtlippe, wobei sie am hinteren Endbereich vorzugsweise über eine konkav gerundete Übergangsfläche in den die Dichtlippe tragenden Grundkörper des

Dichtungsringes übergeht.

Der Übergangsbereich zwischen dem stärker und dem schwächer gekrümmten Bereich der an der Arbeitsseite befindlichen Lippenfläche ist zweckmßigerweise dem vorderen Ende des im Betrieb möglichen Kontaktbereiches zugeordnet. Die Auslegung ist also vorzugsweise so getroffen, daß die Dichtlippe im Normal betrieb nur mit dem weniger gekrümmten Bereich der Lippenfläche am abzudichtenden Bauteil anliegt. Gleichwohl kann es auf Grund toleranzbedingter Maßabweichungen geschehen, daß sich der Kontaktbereich nach vorne über das Ende des schwächer gekrümmten Flächenbereiches hinauserstreckt. In diesem Falle gewährleistet der stärker gekrümmte vordere Flächenbereich weiterhin eine Anlage ohne Druckspitzen, so daß der Dichtungsring insgesamt in der Lage ist, große Fertigungsund Montagetoleranzen auszugleichen.

Die Ausgestaltung der arbeitsseitigen Lippenfläche ist zweckmäßigerweise so getroffen, daß die Bereiche stärkerer und geringerer Krümmung allmählich ineinander übergehen. Es kann insbesondere ein tangentialer Übergang zwischen dem stärker und dem schwächer gekrümmten Bereich vorliegen, in welchem Falle die beiden unterschiedlich stark gekrümmten Bereiche der Lippenfläche zweckmäßigerweise jeweils kreisbogenförmig gekrümmt sind, wobei der Bogen-

radius des vorderen Flächenbereiches erheblich geringer ist als aer Bogenradius des sich anschließenden rückwärtigen Flächenbereiches.

Handelt es sich um einen Dichtungsring, der durch Spritzgießen oder ein ähnliches formgebendes Herstellungsverfahren hergestellt wird, bei dem mehrere formgebende Formteile zum Einsatz gelangen, ist es zweckmäßig, die Anordnung so zu treffen, daß die an der Dichtlippe entstehende Formtrennstelle im vorderen Lippenbereich außerhalb der durchgehend gekrümmten Lippenfläche zu liegen kommt.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1 eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dichtringes im Querschnitt entlang einer sich axial und zugleich radial erstreckenden Schnittebene, wobei nur ein Ausschnitt des Dichtungsringes im Bereich der Dichtlippe gezeigt ist und wobei in durchgezogenen Linien die im unbeaufschlagten Zustand vorliegende Formgebung und strichpunktiert die beim Einsatz durch Verformung üb!iche Gestalt der Dichtlippe angedeutet ist, und

Fig. 2 ein Belastungsdiagramm der Dichtlippe aus Fig. bei stemmender und ziehender Beanspruchung, wobei zum Vergleich strichpunktiert die beim Stand der Technik auftretende Beanspruchung angedeutet ist.

Die Fig. 1 zeigt einen möglichen Einsatzfall des erfindungsgemäßen Dichtungsringes 1 im Zusammenhang mit einem f1uidbetätigten Arbeitszylinder, wobei strichpunktiert ein Ausschnitt des Gehäuses 2 und der Kolbenstange 3 des Arbeitszylinders gezeigt sind. Die Längsachse des Arbeitszylinders, die gleichzeitig die axial verlaufende Längsachse des Dichtungsringes 1 darstellt, ist bei 4 angedeutet. Das Ganze stellt einen Längsschnitt durch den Arbeitszylinder dar, wobei zur Vereinfachung nur der unterhalb der die Symmetrieachse bildenden Längsachse 4 liegende Teil angedeutet ist und wobei der Dichtungsring entlang einer sich axial und radial erstreckenden Schnittebene quergeschnitten dargestellt ist. Die Abbildung des Dichtungsringes 1 in durchgezogenen Linien gibt den unbeaufsch!agten Zustand wieder, also den Zustand, in dem sich der Dichtungsring 1 befindet, bevor er bestimmungsgemäß eingebaut wird und bevor seine Dichtlippe 5 mit einem abzudichtenden Bauteil, hier: mit der Kolbenstange 3, zusammenarbeitet. Mit der strichpunktierten Linie 6 ist die Gestalt der Dichtlippe 5 wiedergegeben, die diese im

Einsatz beispielsweise einnimmt. Beim Ausführungsbeispiel ist dies die radial verformte Stellung der Dichtlippe 5, die sich auf Grund der sie beaufschlagenden Kolbenstange einstel1t.

Der Dichtungsring 1 verfügt außer der schon erwähnten ringförmigen Dichlippe 5 über einen ebenfalls ringförmigen Grundkörper 7, welcher die Dichtlippe 5 trägt. Sowohl die Dichtlippe 5 als auch der Grundkörper 7 bestehen zweckmäßigerweise aus Material mit gummi elastisehen Eigenschaften, insbesondere einem Elastomermaterial. Die Gestalt des Grundkörpers 7 ist beliebig, beispielsweise kann in den Grundkörper 7 noch mindestens ein Versteifungselement eingebettet sein.

Der Grundkörper 7 dient im Einsatz des Dichtungsringes 1 zu dessen Festlegung an dem einen der beiden gegeneinander abzudichtenden Bauteile. Hierzu wird der Dichtungsring 1 beim Ausführungsbeispiel mit seinem Grundkörper 7 in einer ringförmigen Ausnehmung 8 des Gehäuses 2 an einer Stirnseite des Arbeitszylinders gehalten. Die Kolbenstange 3 durchdringt das Gehäuse 2 stirnseitig und durchsetzt dabei gleichzeitig koaxial den am Gehäuse 2 festgelegten Dichtungsring 1. Die zylindrische Außenfläche 12 der Kolbenstange 3 beaufschlagt dabei die Dichtlippe 5 in radial nach außen weisender Richtung. Im Einsatz ist die Dicht-

• ·

lippe 5 im Vergleich zum unbeaufschl agten Zustand- vor dem Einsatz radial nach außen verformt, so daß der von ihr umschlossene Querschnitt eine geringfügige konzentrische radiale Aufweitung erfährt. Dadurch ist gewährleistet, daß die Dichtlippe 5 im Einsatz unter einer gewissen Vorspannung an der Außenfläche der Kolbenstange 3 anliegt. Im Betrieb des Arbeitszylinders führt die Kolbenstange 3 relativ zum Gehäuse 2 eine hin- und hergehende Axialbewegung gemäß Doppelpfeil 13 aus, wobei sie mit ihrer Außenfläche 12 an dem an ihr anliegenden ringförmigen Abschnitt der der Kolbenstange 3 radial zugewandten ringförmigen Lippenfläche 14 anliegt. Diese Lippenfläche 14 sei nachfolgend als "arbeitsseiti ge Lippenfläche" bezeichnet.

Bei einem nicht näher dargestellten Einsatzfall des Dichtungsringes 1 ist dieser am im Betrieb eine Axialbewegung durchführenden Kolben eines Arbeitszylinders festgelegt, wobei seine Dichtlippe mit der Innenfläche des Zylindergehäuses dynamisch dichtend zusammenarbeitet. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, den Dichtungsring in Ventilen zur Abdichtung zwischen dem axial bewegten Steuerschieber und dem Ventilgehäuse einzusetzen. Diese Aufzählung der möglichen Einsatzfelder des Dichtungsringes ist selbstverständlich nicht abschließend.

Die ringförmige Dichtlippe 5 ist derart am Grundkörper angeordnet, daß sie im Querschnitt gesehen mit Bezug zur Längsachse 4 zum freien Lippenende 15 hin einen Schrägverlauf aufweist. Sie erstreckt sich axial vom Grundkörper 7 weg und dabei gleichzeitig radial in Richtung zu dem mit ihr zusammenwirkenden Bauteil, vorliegend der Kolbenstange 3. Die Dichtlippe 5 ist dabei am radial innen liegenden Abschnitt 16 des Grundkörpers 7 einstückig angeformt, wobei sich ihre Ringgestalt zum freien Lippenende 15 hin verjüngt.

In Einsatzfällen, bei denen das mit der Dichtlippe 5 zusammenwirkende Bauteil den Dichtungsring 1 radial außen koaxial umschließt, beispielsweise bei einer Anbringung des Dichtungsringes l*am Kolben eines Arbeitszylinders, ist die Dichtlippe 5 zweckmäßigerweise am radial außen liegenden Abschnitt des Grundkörpers 7 angesetzt und erweitert sich zum freien Lippenende hin schräg nach außen. Je nach Einsatzzweck befindet sich dabei die arbeitsseitige Lippenfläche 14 wie beim gezeigten Ausführungsbeispiel an der radialen Innenfläche der Dichtlippe 5 oder an der radialen Außenfläche.

Zur Optimierung des Dicht- und Verschleißverhaltens ist die arbeitsseitige Lippenfläche 14 mit einer besonderen Formgebung versehen. Diese besondere Formgebung liegt

bereits im unverformten Zustand der Dichtlippe 5 vor, also wenn der Dichtungsring 1 noch nicht im Einsatz ist bzw. wenn die Dichtlippe 5 noch nicht von dem mit ihr zusammenwirkenden Bauteil 3 beaufschlagt und dadurch verformt ist. Dieser Zustand der Dichtlippe 5, der in Fig. 1 in durchgezogenen Linien dargestellt ist, sei als "Grundzustand" bezeichnet.

Die besondere, bereits im Grundzustand vorliegende Formgebung der arbeitsseitigen Lippenfläche 14 äußert sich in einer im Querschnitt gesehen durchgehend konvexen Krümmung. Die Erstreckung "1" dieser durchgehend gekrümmten Lippenfläche 14 ist in Fig. 1 durch einen Doppelpfeil markiert. Die Länge bzw. Erstreckung "1" der durchgehend gekrümmten arbeitsseitigen Lippenfläche 14 entspricht mindestens der entsprechend gemessenen Länge des im Einsatz möglichen Kontaktbereiches zwischen der Außenfläche 12 des Bauteils 3 und der Dichtlippe 5. Wie schon erwähnt, wird die Dichtlippe 5 je nach Einsatzfall in Abhängigkeit von Einbautoleranzen und insbesondere von Querschnittstoleranzen des Bauteils 3 mehr oder weniger weit in Radialrichtung verformt, wobei die Dichtlippe 5 eine Art Schwenkbewegung gemäß Doppelpfeil 20 um ihren Wurzel bereich 17 ausführt. Die im Querschnitt gemessene Länge und/oder die lokale Plazierung des tatsächlichen Kontaktbereiches kann daher in gewissem Rahmen variieren.

Wichtig ist daher, daß die Dichtlippe 5 an ihrer dem mit ihr zusammenwirkenden Bauteil 3 zugewandten Arbeitsseite zumindest über den möglichen Kontaktbereich hinweg eine durchgehend konvexe Krümmung aufweist. Diese Krümmung liegt wie gesagt bereits im unverformten Grundzustand der Dichtlippe 5 vor.

Zweckmäßigerweise wird man die Ausgestaltung der Dichtlippe 5 so treffen, daß die durchgehend gekrümmte arbeitsseitige Lippenfläche 14 im Querschnitt gesehen eine größere Länge aufweist als der mögliche Kontaktbereich. Insbesondere bietet es sich an, die gekrümmte arbeitsseitige Lippenfläche so auszubilden, daß sie sich zumindest annähernd über die gesamte Lippenlänge an der Arbeitsseite erstreckt. In dem schon erwähnten Wurzelbereich schließt sich an die konvex gekrümmte Lippenfläche 14 unmittelbar und insbesondere tangential eine konkav gerundete Übergangsfläche 18 an, die in die beim Ausführungsbeispiel zylindrische, der Kolbenstange 3 zugewandte Grundfläche 19 des Grundkörpers 7 übergeht.

Die Krümmungsgestalt der durchgehend konvex gekrümmten Lippenfläche 14 ist so gewählt, daß ihr dem freien Lippenende 15 zugeordneter vorderer Flächenbereich 22 stärker gekrümmt ist als der sich daran anschließende hintere Flächenbereich 23. Der Übergangsbereich 24 zwischen den

beiden vorgenannten Flächenbereichen 22, 23 befindet sich in der Nähe des freien Lippenendes 15, wobei die in Axialrichtung gemessene Erstreckung des stärker gekrümmten vorderen Flächenbereiches 22 erheblich geringer ist als derjenige des weniger stark gekrümmten hinteren Flächenbereiches.

Der Übergangsbereich 24 ist insbesondere so gelegt, daß er sich im Bereich des vorderen Endes des beim Einsatz üblicherweise beaufschlagten Kontaktbereiches "k" befindet. Dieser im Einsatz üblicherweise beaufschlagte Kontaktbereich "k" hat bezogen auf die Längsrichtung der Dichtlippe 5 eine geringere Erstreckung als der maximal mögliche Kontaktbereich und stellt denjenigen Bereich dar, der bei üblicher Belastung unter Berücksichtigung der üblicherweise auftretenden Toleranzen mit der Außenfläche 12 der Kolbenstange 3 zusammenarbeitet. Beim Ausführungsbeispiel ist die Auslegung so getroffen, daß die Kolbenstange 3 im Betrieb etwa mit dem vorderen Endabschnitt des üblicherweise beaufschlagten Kontaktbereiches "k" zusammenarbeitet. Bei Einsatz einer toleranzbedingt etwas größeren Querschnitt aufweisenden Kolbenstange verlagert sich die Berührzone zum hinteren Endabschnitt dieses Kontaktbereiches "k".

Damit auch bei vom üblichen Anwendungsfall abweichenden

Extrembedingungen gewährleistet ist, daß die Dichtlippe 5 mit einer konkav gekrümmten Fläche an der Kolbenstange 3 anliegt, ist die durchgehend gekrümmte Lippenfläche 14 mit der größeren Erstreckung "1" ausgeführt, so daß sich der üblicherweise beaufschlagte Kontaktbereich "k" innerhalb der gekrümmten Lippenfläche 14 befindet und sich sowohl vorne als auch hinten noch ein gekrümmter Flächenabschnitt der Lippenfläche 14 an den üblicherweise beaufschlagten Kontaktbereich "k" anschließt. Es kann insbesondere vorgesehen sein, daß der stärker gekrümmte vordere Flächenbereich 22 der Lippenfläche 14 nicht zu dem üblicherweise beaufschlagten Kontaktbereich "k" gehört, sondern sich an letzteren insbesondere unmittelbar anschließt. Es ist sogar möglich, den Übergangsbereich 24 so zu plazieren, daß er geringfügig außerhalb des üblicherweise beaufschlagten Kontaktbereiches "k" liegt.

Es ist vor allem herstellungstechnisch besonders vorteilhaft, wenn die durchgehend konvex gekrümmte Lippenfläche von zwei ineinander übergehenden Flächenabschnitten 22, gebildet ist, die jeweils nach Art eines Kreisbogens gekrümmt sind und tangential ineinander übergehen. Die unterschiedlichen Radien der beiden kreisbogenförmigen Flächenabschnitte 22, 23 sind in Fig. 1 durch "R" und "r" markiert.

1 &Oacgr;

Anstelle eines derartigen direkten Überganges kann auch ein allmählicher übergang zwischen den unterschiedlichen Krümmungen erfolgen. Dies läßt sich beispielsweise durch mathematische SpIine-Funktionen beschreiben.

Außerhalb der durchgehend gekrümmten Lippenfläche 14 befindet sich beim Ausführungsbeispiel im vorderen Lippenbereich noch eine stufenartig ausgeführte Formtrennstelle 25. Sie resultiert aus dem Trennbereich der bei der Herstellung des Dichtungsringes aneinanderliegenden Formwerkzeuge. Die Herstellung des Dichtungsringes erfolgt zweckmäßigerweise durch Spritzgießen oder eine vergleichbare Urformung. Da die Formtrennstelle 25 außerhalb des möglichen Kontaktbereiches der Lippenfläche 14 liegt, wirkt er sich auf das Dichtverhalten nicht nachteilig aus.

In Fig. 2 sind zum Vergleich die Belastungskurven der erfindungsgemäßen Dichtlippe und einer Dichtlippe nach dem Stand der Technik bei den beiden möglichen axialen Bewegungsrichtungen aufgezeigt. Man erkennt strichpunktiert die Druckverläufe 26, 26', die bei bekannten Dichtungsringen im Kontaktbereich "k" auftreten. Die eine Kurve 26 gibt den Belastungsfall bei ziehender Beaufschlagung wieder, bei der sich die Kolbenstange 3 gemäß Pfeil 27 von der Dichtlippe 5 weggerichtet bewegt. Die andere Kurve 26' gibt die Belastung bei stemmender Beaufschlagung an, die

auftritt, wenn sich die Kolbenstange 3 gemäß Pfeil 27' axial auf die Stirnseite der Dichtlippe 5 zubewegt. Man erkennt aus den Belastungskurven die im stemmenden Betrieb auftretende starke Druckspitze 28, die dazu führt, daß der üblicherweise auf der Außenfläche 12 der Kolbenstange 3 befindliche Schmierfilm rasch abgeschabt wird, so daß yerschleißerscheinungen auftreten. Im Vergleich dazu haben die Belastungskurven beim Einsatz der erfindungsgemäßen Dichtlippe 5 sowohl bei ziehender Beaufschlagung (Kurve 32) als auch bei stemmender Beaufschlagung (Kurve 32") . einen gleichmäßigeren, annähernd parabolischen Verlauf. Die Pressungsverteilung ist hier also trotz der Be-1astungsumlagerung in einem sehr breiten Betriebsbereich nicht zu sehr unterschiedlich, so daß sich die Schmierung der Dichtlippe langfristig besser aufrechterhalten läßt, woraus eine Verbesserung sowohl der Reibungseigenschaften als auch der Lebensdauer resultiert.

Im Einsatz des Dichtungsringes, beispielsweise in einem Arbeitszylinder, erfolgt der Einbau regelmäßig so, daß im Bereich der radialen Außenseite der Dichtlippe 5 ein höherer Druck herrscht als im Bereich der radialen Innenseite bzw. arbeitsseitigen Lippenfläche 14. Dadurch wird die Dichtlippe infolge der herrschenden Druckdifferenz gegen die Außenfläche 12 des von ihr umschlossenen Bauteils 3 gedrückt. Beim Ausführungsbeispiel sitzt der

Dichtungsring so an einer stirnseitigen Abschlußwand des Gehäuses 2 eines Arbeitszylinders, daß die Dichtlippe axial dem Innern des Gehäuses 2 zugewandt ist, wo im Betrieb ein höherer Druck als an der Umgebung herrscht.

Der Dichtungsring könnte im übrigen auch zwei einander axial entgegengesetzt ausgerichtete Dichtlippen 5 der beschriebenen Art aufweisen, beispielsweise wenn er als Kolbendichtung eingesetzt wird und je nach Druckbeaufschlagung des Kolbens die Druckunterschiede wechseln.

Claims

G 17 823 - 1 es 14.02.1997 FeStOKG573734Essl&igr; ngenDichtungsringAnsprüche

1. Dichtungsring zur Abdichtung zwischen zwei relativ zueinander axial bewegten Bauteilen, mit einer ringförmigen, radial nachgiebigen Dichtlippe (5), die an ihrer im Einsatz dem mit ihr zusammenwirkenden Bauteil (3) radial zugewandten Arbeitsseite zum freien Lippenende (15) hin mit einer konvexen Rundung ausläuft, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtlippe (5) an der Arbeitsseite eine den im Einsatz möglichen Kontaktbereich mit dem zusammenwirkenden Bauteil (3) beinhaltende, bereits im unbeaufschlagten Grundzustand im Querschnitt gesehen durchgehend konvex gekrümmte Lippenfläche (14) aufweist, die in dem dem freien Lippenende (15) zugeordneten vorderen Bereich. (22) stärker gekrümmt ist als in dem sich daran anschließenden hinteren Bereich (23).

2. Dichtungsring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durchgehend konvex gekrümmte Lippenfläche (14) in axialer Richtung eine größere Erstreckung aufweist als der im Einsatz mögliche Kontaktbereich (14).

3. Dichtungsring nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die durchgehend konvex gekrümmte Lippenfläche (14) am hinteren Endbereich über eine konkav gerundete Übergangsfläche (18) in den die Dichtlippe (5) tragenden Grundkörper (7) des Dichtungsringes (1) übergeht.

4. Dichtungsring nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche (22, 23) stärkerer und geringerer Krümmung allmählich ineinander übergehen.

5. Dichtungsring nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang zwischen dem stärker gekrümmten Bereich (22) und dem schwächer gekrümmten Bereich (23) nach einer mathematischen Spline-Funktion erfolgt.

6. Dichtungsring nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein tangentialer Übergang zwischen dem stärker und dem schwächer gekrümmten Bereich (22, 23) der durchgehend gekrümmten Lippenfläche (14) vor!iegt.

7. Dichtungsring nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die durchgehend konvex g e -

krümmte Lippenfläche (14) von zwei ineinander übergehenden, kreisbogenförmig gekrümmten Flächenabschnitten (22, 23) unterschiedlich großer Krümmungsradien gebildet sind.

8. Dichtungsring nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Übergangsbereich (24) zwischen dem stärker und dem schwächer gekrümmten Bereich (22, 23) der betreffenden Lippenfläche (14) im Bereich des vorderen Endes des beim Einsatz üblicherweise beaufschlagten Kontaktbereiches befindet.

9. Dichtungsring nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Übergangsbereich (24) vorne außerhalb des beim Einsatz üblicherweise beaufschlagten Kontaktbereiches befindet.

10. Dichtungsring nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich die durchgehend konvex gekrümmte Lippenfläche (14) im Querschnitt gesehen zumindest annähernd über die gesamte Länge der Dichtlippe (5) erstreckt.

11. Dichtungsring nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der zum Beispiel durch Spritzgießherstellung erfolgten Formung des Dichtungsringes (1) an der Dichtlippe (5) entstandende Formtrenn-

stelle (25) im vorderen Lippenbereich außerhalb der durchgehend gekrümmten Lippenfläche (14) liegt und sich an diese Lippenfläche (14) insbesondere unmittelbar anschließt.

12, Dichtungsring nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das im Einsatz mit der Dichtlippe (5) zusammenwirkende und dabei die durchgehend gekrümmte Lippenfläche (14) in dem Kontaktbereich beaufschlagende Bauteil (3) von der Kolbenstange oder dem Gehäuserohr eines f1uidbetätigten Arbeitszylinders oder vom zylindrisch konturierten Steuerschieber eines Ventils gebildet ist.