DE3002715C2

DE3002715C2 - Dichtungsanordnung

Info

Publication number: DE3002715C2
Application number: DE3002715A
Authority: DE
Inventors: Helmut 7000 Stuttgart Ott; Albrecht 7053 Kernen Siegle
Original assignee: HERION-WERKE KG 7012 FELLBACH DE
Current assignee: HERION-WERKE KG 7012 FELLBACH DE
Priority date: 1980-01-25
Filing date: 1980-01-25
Publication date: 1983-09-08
Also published as: FR2474633A1; JPH0114470B2; IT8119212A0; CH650572A5; FR2474633B1; IT1135087B; JPS56105158A; DE3002715A1; US4371178A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung, insbesondere zur Abddichtung eines Ventilkolbens gegenüber einem Ventilgehäuse, mittels in axialem Abstand angeordneten Dichtungsringen, die durch Stützringe abgestützt und gehalten werden, wobei eine Mehrzahl von Stützringen mit den zugehörigen Dichtungsringen zu einem einheitlichen Dichtungselement verbunden ist.

Aus der US-PS 36 82 049 ist eine Kolben-Zylinder-Anordnung bekannt bei der der Kolben aus mehreren Ringen zusammengebaut ist, die in axialem Abstand angeordnete Dichtungsringe abstützen. Die Ringe sind kraftschlüssig miteinander verbunden, sie fallen jedoch beim Ausbau des Kolbens auseinander, weshalb auf diese Weise der Aufbau einer eigenständigen, selbsttragenden Dichtungsanordnung nicht möglich ist.

Die DE-OS 18 03 014 zeigt einen Trockealauf-Kolbenverdichter, bei dem ebenfalls in axialem Abstand angeordnete Dichtungsringe durch Stützringe abgestützt sind, wobei diese Stützringe aber Teile des Kolbens bilden. Die Ringe sind gegeneinander zentriert und werden durch eine Verschraubung axial zusammengehalten. Beim Lösen der Verschraubung zerfällt der Kolben in eine Mehrzahl von einzelnen Stützringen und Dichtungsringen.

Das DE-GM 69 00 947 betrifft einen Kolben, der mittels einer Dichtungsmanschette gegenüber dem zugehörigen Zylinder abgedichtet ist. Die Dichtungsmanschette wird durch O-Ringe gegen die Zylinderwandung angedrückt.

Aus dem DE-GM 74 28 256 ist ein Führungsring für Kolben bekannt, wobei auf dem Kolben Führungsringe in axialem Abstand angebracht sind, zwischen denen Dichtungsringe angeordnet sind. Die Dichtungsringe sind aber hier in radialer Richtung direkt durch den Kolben abgestützt

Schließlich ist aus dem DE-GM 18 94 963 ein mehrteiliger Hydraulikkolben bekannt auf welchem Dichtungsringe angeordnet sind, die an ihren axialen Stirnseiten durch Stützringe gehalten werden, wobei Dichtungsringe und Stützringe axial durch den mehrteiligen Kolben zusammengepreßt werden. Bohrt man den Kolben auseinander, so zerfällt die Dichtungsanordnung wieder in einzelne Dichtungsringe und Stützringe.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Dichtungsanordnung der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß ein selbsttragendes Dichtungselement geschaffen wird, de 3 sn unterschiedliche Ventilkolbenlängen anpaßbar, leicht austauschbar sowie schnell und einfach montierbar und demontierbar ist

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Stützringe formschlüssig durch eine Rastverbindung miteinander gekoppelt sind.

Dieses, eine komplette Einheit bildende Dichtungselement kann als Ganzes schnell und problemlos ein- und ausgebaut und damit auch ausgetauscht werden. Durch Verwendung von mehr oder weniger Stützringen und zugehörigen Dichtungsringen kann es an unterschiedliche Ventilkolbenlängen bzw. unterschiedliche Ventile angepaßt werden.

Weitere Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert in der

F i g. 1 im Längsschnitt eine Ventilanordnung zeigt, die aus einer Mehrzahl von Stützringen und Dichtungsringen aufgebaut ist;

F i g. 2 zeigt einen Querschnitt längs dt-r Linie 2-2 von Fig. I;

Fig.3 zeigt einen Längsschnitt durch die Ventilanordnung, ähnlich demjenigen nach Fig. 1, jedoch mit gegenüber F ig. 1 um 90° gedrehter Schnittebene;

F i g. 4 zeigt einen Längsschnitt durch einen Stützring;

Fig.5 zeigt eine Stirnansicht des Stützringes nach Fig.4;

F i g. 6 zeigt einen Längsschnitt durch einen Stutzring, jedoch mit gegenüber F i g. 4 um 90° gedrehter Schnittebene;

F i g. 7 zeigt einen Längsschnitt durch einen Endring;

Fig.8 zeigt eine Stimansicht des Endringes nach Fig.7;

Fig.9 zeigt einen Längsschnitt durch den Endring nach Fig.7, jedoch mit gegenüber Fig.7 um 90° gedrehter Schnittebene;

Fig. 10 zeigt einen Längsschnitt durch einen Verbindungsring;

F i g. 11 zeigt ebenfalls einen Längsschnitt durch den Verbindungsring nach Fig 10, jedoch mit gegenüber F i g. 10 um 90° gedrehter Schnittebene;

Fi g. 12 zeigt eine Stif liansicht des Verbindungsringes nach Fig. 10;

Fig. 13 zeigt vergrößert und im Detail die Abstützung und Halterung eines O-Ringes und eines T-Ringes;

Fig. 14 zeigt im Schnitt eine Dichtungsanordnung gemäß F i g. 3 in eingebauter Lage.

F i g. 1 zeigt eine Dichtungsanordnung oder eine Dichtungspatrone im Längsschnitt, die aus mehreren Stützringen 16, zwei Endringen 18 und eir-m Verbindungsring 20 zusammengebaut ist. Die einzelnen Ringe greifen, wie im einzelnen noch erläutert wird, mittels Schnappverbindungen ineinander und werden durch diese in der in F i g. 1 gezeigten Anordnung zusammengehalten, so daß mehrere Stützringe und ggf. Endringe und Verbindungsringe zusammen mit den zugehörigen Dichtungsringen, wie den O-Ringen 12 und den )o T-Ringen 14, zu einer integralen Einheit zusammengefaßt sind, die als Ganzes in ein Ventilgehäuse ein- und ausgebaut, ausgewechselt bzw. ausgetauscht und gelagert werden kann. Mit anderen Worten, die Stützringe, die Endringe, die Verbindungsringe und die Dichtungs- » ringe nach F i g. 1 bilden eine vollständige Dichtungsbaugruppe, die als Ganzes in ein Ventilgehäuse einsetzbar ist (und als Ganzes wieder herausgenommen werden kann), um einen Ventilkolben gegenüber dem Ventilgehäuse bzw. die einzelnen Anschlüsse untereinander abzudichten.

In Fig. 14 ist eine Dichtungsanordnung 10 nach den F i g. 1 und 2 in ein Ventilgehäuse 46 eingebaut und zwischen diesem und einem axial hin- und herbeweglichen Ventilkolben 48 angeordnet. Das Ventilgehäuse 46 ^α' ist an beiden Stirnenden durch Kappen 50 geschlossen sowie mi', einer Mehrzahl von Abschlüssen 52 für ein Druckmittel versehen, die. wie dargestellt, gegeneinander durch die Dichtungsgruppen, die jeweils aus einem O-Ring und einem T-Ring gebildet werden, abgedichtet >" werden.

F i g. 4 zeigt im Schnitt einen Stützring 16. Er besteht, wie insbesondere Fig.6 i.eigt, aus einem ringförmigen Abschnitt 34 und einem ringförmigen Abschnitt 36, die durch zwei sich diametral gegenüberliegende axiale ^Vl Stege 32 verbunden sind. Wie z. B. die F i g. 2 und 5 zeigen, erstrecken sich diese Stege 32 nur über einen Teil des Umfanges des Stützringes 16. und sie haben eine etwa dreieckförmige Form, wobei eine Seite des Dreiecks durch den Außenumfang aes Stützringes t>ⁿ gebildet wird.

Der Abschnitt 36 des Stützringes 16 ist mit einem axialen ringförmigen Bund 30 versehen, und von diesem Bund 30 erstrecken sich in axialer Richtung zwei sich diametral gegenüberliegende Paare von Nasen 22, wie &5 insbesondere F i g. 4 zeigt. Die Nasen 22 eines Paares haben in Umfangsrichtung einen Abstand voneinander, und sie sind mit vonf ^:-nander weg gerichteten, z. B.

keilförmigen Spitzen versehen.

Von der inneren Stirnfläche 28 des ringförmigen Abschnittes 34 aus erstrecken sich axial zwei sich diametral gegenüberliegende Paare von Rasten 26, deren Form insbesondere in F i g. 4 erkennbar ist. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, erstrecken sich diese Rasten 26 in derselben axialen Richtung wie die Nasen 22, und sie liegen mit diesen im wesentlichen in eine: Flucht.

Der ringförmige Abschnitt 34 des Stützringes 16 ist an seiner unteren Stirnfläche oder an seinem Boden mit einer über den gesamten Umfang verlaufenden Aussparung 38 geringer axialer Tiefe versehen, deren Zweck noch erläutert wird. Ferner ist der ringförmige Abschnitt 34 am Umfang jeweils zwischen den Rasten 26 eines Paares mit einem axialen Durchbruch 40 versehen, durch welchen beim Zusammenfügen der Stützringe die Nasen 22 des angrenzenden Stützringes hindurchgreifen. F i g. 6 zeigt hierbei den Stützring 16, ebenfalls im Längsschnitt, wobei jedoch die Schnittebene um 9ö^J gegenüber derjenigen von F i g. 4 gedreht ist

F i g. 7 zeigt einen Endring 18 iiii Schnitt, der dazu dient, die Dichtungsanordnung nach F i g. 1 an ihren beiden Stirnenden abzuschließen. Er ist ebenso wie der Stützring 16 mit einem axial sich erstreckenden Rund 30 und mit zwei von diesem Bund ausgehenden, axial sich erstreckenden und sich diametral gegenüberliegenden Paaren von Nasen 22 versehen, die identisch angeordnet und ausgebildet sind wie die Nasen 22 des Stützringes 16. F i g. 9 zeigt den Endring 18 nach F i g. 7 ebenfalls im Längsschnitt, wobei die Schnittebene jedoch gegenüber F i g. 7 um 90° gedreht ist

Die F i g. 10 bis 11 zeigen einen Verbindungsring.

Die Dichtungsanordnung 10 kann, wenn gewünscht, aus einer Mehrzahl von Stützringen 16 und den zugehörigen Dichtungsringen aufgebaut sein, es wird aber ein Aufbau gemäß F i g. 1 bevorzugt, bei welchem die Dichtungsanordnung symmetrisch zu der Querebene 2-2 aufgebaut ist. Dies wird dadurch erreicht, daß die beiden inneren Stützringe 16 der Anordnung IC aufeinander zu gerichtet angeordnet und durch einen V«-rbindungsring 20 miteinander verbunden sind. An jeden dieser inneren Stützringe 16 ist dann ein weiterer Stützring 16 angesetzt, auf den jeweils ein Endring 18 folgt, der den stirnseitigen Abschluß der Dichtungsanordnung 10 bildet.

Fig. 10 zeigt nun im Längsschnitt einen solchen Verbindungsring 20. F i g. 11 zeigt diesen Ring ebenfalls im Längsschnitt, wobei jedoch die Schnittebene gegenüber F i g. 10 um 90° gedreht ist. F i g. 12 zeigt eine Stimansicht des Verbindungsringes 20.

Der Verbinduiigsring 20 besteht ebenso wie der Stützring aus zwei ringförmigen Abschnitten 54, 56. die durch zwei diametral gegenüberliegende, axial verlaufenue Stege 32 miteinander verbunden sind. Die Stege 32 sind identisch mit den Stegen 32 der Stützri.ige 16 ausgebildet. Sie liegen sich ebenso wie die letzteren diametral gegenüber, erstrecken sich nur über einen Teil des Umfanges des Verbindungsringes und sind in Umfangsrichtun·* gesehen außerhalb des Bereichs angeordnet, den die Rasten 26 einnehmen. Ebenso sind auch die Stege 32 der Stützringe 16 außerhalb des Bereichs angeordnet (gesehen in Umfangsrichtung), den die Rasten 26 bzw. die Nasen 22 einnehmen.

Jeder der beiden ringförmigen Abschnitte 54 und 56 ist an der Stirr'lache, die dem jeweils anderen ringförmigen Abschnitt gegenüberliegt, mit zwei Paaren von sich diametral gegenüberliegenden und axial sich

erstreckenden Rasten 26 versehen, so daß, wie die Fig. Il und 10 zeigen, die Rasten 26 nach innen und aufeinander zu gerichtet sind. Sie liegen sich axial gegenüber, haben aber einen ausreichenden axialen Abstand voneinander, um das Übergreifen und Einrasten der Nasen 22 der angrenzenden Stützringe zu ermöglichen, wie Fig. 1 zeigt. In Umfangsrichtung gesehen, sind die Rasten 26 um 90° versetzt zu den Stegen 32 angeordnet, ebenso wie die Stege 32 der Stützringe 16 um 90° versetzt (gesehen in Umfangsrichtung) zu den Rasten 26 bzw. Nasen 22 angeordnet sind. An jeder der beiden äußeren Stirnflächen ist der Verbindungsring 20 mit einer ringförmigen, über den gesamten Umfang verlaufenden Ausdrehung oder Aussparung 38 geringer radialer Tiefe versehen, wie insbesondere Fig. 10 zeigt. Die ringförmigen Abschnitte 54 und 56 sind in dem Umfangsbereich zwischen den jeweiligen Rasten 26 eines Paares mit axialen Durchbrüchen versehen, durch welche die Nasen 22 der angrenzenden Stützringe 16 beim Zusammenbau hindurchgreifen, wie noch erläutert wird.

Fig. 13 zeigt in einem vergrößerten Teilschnitt zwei miteinander verbundene Stützringe 16, wobei jedoch die Schnappverbindung, die mittels der Nasen 22 und der Rasten 26 herbeigeführt wird, in Fig. 13 nicht gezeigt ist.

Wie dargestellt, greift die ringförmige Schulter 30 des einen Stützringes 16 in die ringförmige Aussparung 38 des anderen Stützringes 16 axial ein in der Weise, daß die Stirnfläche des Bundes 30 am Boden der Aussparung 38 anstößt und daß die zylindrische Außenfläche 58 des Bundes 30 an der zylindrischen Innenfläche der ringförmigen Schulter 60 anliegt und durch diese zentriert wird, die bei der Herstellung der Aussparung 38 an dem Stützring 16 gebildet wird.

Durch das Eingreifen des Bundes 30 des einen Stützringes 16 in die Aussparung 38 des anderen Stützringes Ib werden somit die beiden Stützringe relativ zueinander zentriert. Durch die axiale Höhe oder Breite des Bundes 30 ist ferner der axiale Abstand der beiden Stützringe 16 bestimmt, so daß durch unterschiedliche Wahl dieser axialen Breite des Bundes 30 eine Anpassung an verschiedene Dichtungsringe 12,14 ermöglicht wird.

Da, wie Fig. 13 zeigt, der Außendurchmesser des Bundes 30 kleiner ist als der Außendurchmesser der Stützringe 16, wird eine Umfangsnut 62 gebildet, in welcher der O-Ring 12 angeordnet ist. der innen durch die zylindrischen Außenfläche 58 des Bundes 30 abgestützt ist.

Der innendichtende T-Ring 14 wird außen durch die zylindrische innenfläche des Bundes 30 abgestützt, während er axial durch die Flansche 64, 66 der beiden Stützringe gehalten wird. Radial einwärts wird der T-Ring 14 durch an den Flanschen 64, 66 angeformte ringförmige Lippen 68,70 abgestützt

Durch den Bund 30 wird somit der O-Ring 12 innen und der T-Ring 14 außen abgestützt, der axiale Abstand zwischen den beiden benachbarten Stützringen 16 bestimmt, und es werden die beiden Stützringe relativ zueinander zentriert.
Die einzelnen Ringe werden wie folgt zusammengebaut.

In einen Stützring 16 werden, wie Fig. 13 zeigt, ein O-Ring 12 und ein T-Ring 14 eingelegt, d. h. der O-Ring wird radial über dein Bund 30 und der T-Ring 14 wird innerhalb des Bundes 30 angeordnet. Danach wird ein

ίο zweiter Stützring 16 mit dem so vorbereiteten ersten Stützring 16 axial verbunden, indem die beiden Paare von Nasen 22 axial durch die Durchbrüche 40 zwischen den Rasten 26 des anderen Stützririges hindurchgeschoben werden, bis die Köpfe oder Spitzen der Nasen 22 des einen Stützringes 16 über die Rasten 26 des anderen Stützringes 16 greifen und über bzw. hinter diesen einrasten, wie Fig. I zeigt. Beim Einführen der Nasen 22 durch die Durchbrücne 40 werden die beiden Nasen etwas aufeinander zu zusammengedrückt, bis sie von den Rasten 26 freikommen, worauf sie nach außen, d. h. voneinander weg, in ihre ursprüngliche Lage zurückfedern und dabei eine Verrastung mia den Rasten bewirkt wird. Die Stützringe wie auch die Endringe und der Verbindungsring sind u. a. zu diesem Zweck aus einem Kunststoffmaterial ausreichender Elastizität bzw. mit ausreichendem Federungsvermögen hergestellt.

Die Verbindung eines Endringes 18 mit einem Stützring 10 erfolgt in derselben V/eise, d. h. die Nasen 22 des Endringes 18 werden durch die Durchbrüche 44 des angrenzenden Stützringes 16 hindurchgeschoben, bis die Verrastung bewirkt wird.

Entsprechendes gilt auch für die Verbindung zwischen einem Stützring 16 oder einem Endring 18 eierseits mit dem Verbindungsring 20. Hier werden jedoch von beiden Stirnseiten des Verbindungsringes 20 her die beiden Stützringe 16 axial herangeführt, wobei auf den Bunden 30 der Stützringe die entsprechenden O-Ringe und die T-Ringe bereits angeordnet sind. Wiederum werden die Nasen 22 jedes der beiden Stützringe 16 durch die entsprechenden Durchbrüche 40 des Verbindungsringes 20 hindurchgeführt, bis sie über und hinter die Rasten 26 des Verbindungsringes 20 greifen und dort einrasten, wie Fig. 1 zeigt. Die Nasen dieser beiden Stützringe sind hierbei aufeinander zu gerichtet, so daß sich, wie F i g. 1 ebenfalls zeigt, ein symmetrischer Aufbau der Dichtungsanordnung 10 ergibt.

Diese so hergestellte und zusammengebaute Dichtungsanordnung 10, bei der sämtliche Elemente

so formschlüssig miteinander verbunden sind, bildet eine handelsfähige und lagerfähige Einheit. Sie kann als Ganzes ein- und ausgebaut und ausgetauscht werden. Ferner ist sie durch Verwendung von mehr oder weniger Stützringen und Dichtungsringen an unterschiedliche Ventile mit unterschiedlichen Längen bzw. einer unterschiedlichen Anzahl von Anschlußkanälen anpaßbar.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Dichtungsanordnung, insbesondere zur Abdichtung eines Ventilkolbens gegenüber einem Ventilgehäuse, mittels in axialem Abstand angeordneter Dichtungsringe, die durch Stützringe abgestützt und gehalten werden, wobei eine Mehrzahl von Stützringen mit den zugehörigen Dichtungsringen zu einem einheitlichen Dichtungselement verbunden ist, d a - ίο durch gekennzeichnet, daß die Stützringe (16) formschlüssig durch eine Rastverbindung miteinander gekoppelt sind.

2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Stützring (16) an seiner einen Stirnfläche wenigstens eine axial vorspringende Nase (22) und an seiner anderen Stirnfläche wenigstens eine in derselben axialen Richtung wie diese Nase vorspringende Raste (26) aufweist, derart, daß beim Zusammenbau der Stützruige jeweils die <Stäse des einen Stützringes hinter die Raste des angrenzenden, nächsten Stützringes greift und einrastet

3. Dichtungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring (16) einen die Nasen (22) tragenden ringförmigen Abschnitt (36) sowie einen die Rasten (26) tragenden ringförmigen Abschnitt (34) aufweist und daß diese beiden Abschnitte (36, 34) durch zwei sich diametral gegenüberliegende axiale Stege (32) verbunden sind, die, in Umfangsrichtung des Stützringes gesehen, außerhalb des Bereiches angeordnet sind, den die Nasen bzw. die Rasten einnehmen.

4. Dichtungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der die Rasten (26) tragende ringförmige Abschnitt (34) eine* Stützringes (16) jeweils zwischen den beiden Rasten eines Paares einen axialen Durchbruch (40) für den Durchtritt der Nasen (22) eines anderen benachbarten Stützringes aufweist.

5. Dichtungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei mit ihren Nasen (22) aufeinander zu gerichtete Stützringe (16) durch einen Verbindungsring (20) verbunden sind, der an jeder Stirnseite mit axial einwärts aufeinander zu gerichteten Rasten (26) versehen ist, hinter weiche die Nasen der Stützringe greifen und einrasten.

6. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Stützring (16) mit einem axialen ringförmigen Bund so (30) versehen ist, der zentrierend in eine entsprechende ringförmige Aussparung (38) des angrenzenden Stützringes (16) eingreift, und daß durch den ringförmigen Bund der axiale Abstand zwischen den einzelnen Stützringen sowie diesen und dem Verbindungsring (20) bestimmt ist.