DE3034692A1

DE3034692A1 - Dichtring fuer einen kolben oder eine kolbenstange

Info

Publication number: DE3034692A1
Application number: DE19803034692
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl.-Ing. 6940 Weinheim Hölzer
Original assignee: Carl Freudenberg KG
Current assignee: Carl Freudenberg KG
Priority date: 1980-09-15
Filing date: 1980-09-15
Publication date: 1982-03-25
Also published as: FR2490309B1; GB2083873B; GB2083873A; SE8103911L; SE448907B; FR2490309A1; DE3034692C2

Description

Anmelderin: Firma Carl Freudenberg, Weinheim/Bergstraße

Dichtring für einen Kolben oder eine Kolbenstange

Die Erfindung betrifft einen Dichtring für einen Kolben oder eine Kolbenstange, bestehend aus einem Lippenring aus einem elastomeren Werkstoff, der eine dem abgedichteten Medium zugewandte innere und äußere Dichtlippe aufweist mit statischer bzw» dynamischer Funktion, sowie aus einer dem Lippenring zugeordneten Aufnahme zu dessen fester Lagerung auf dem Kolben bzw. in dem Zylinder.

Dichtungen der vorstehend angesprochenen Art werden insbesondere

in der Leistungshydraulik eingesetzt. In diesen Bereichen treten Arbeitsdrücke bis zu 400 bar auf, was erhebliche mechanische Anforderungen an die eingesetzten Dichtringe stellt.

üblicherweise werden zur Abdichtung derartiger Drücke Nutringe verwendet, die auf der dem abgedichteten Medium zugewandten Seite zwei durch eine tiefe Nute voneinander getrennte Dichtlippen aufweisen, und die in eine ringförmige Aussparung des Kolbens bzw. des Zylinders eingesetzt werden, die ein winkelförmiges Profil aufweist, dessen dem abgedichteten Medium zugewandte Öffnung durch einen speziell angepaßten Stützring geschlossen wird.

Herstellung und Montage derartiger Nutringe sind aufgrund der besonderen Profil gestaltung sowohl des Stützringes als auch des Nutringes aufwendig und teuer. Der Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, einen Dichtring für einen Kolben oder eine Kolbenstange zu entwickeln_s die bei vergleichbaren Gebrauchseigenschaften kostengünstiger herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Dichtring der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Aufnahme des Lippenringes aus einem Stützring mit einem U-förmigen Profil besteht, dessen öffnung dem relativ bewegten Maschinenteil zugewandt ist, daß der Lippenring mit einer Dichtlippe auf dem sich in axialer Richtung erstreckenden Schenkel des Stützringes aufliegt, und mit der weiteren Dichtlippe auf dein relativ bewegten Maschinenteil, wobei der dem abgedichteten Medium zugewandte Schenkel des Stützringes einen umlaufenden Vorsprung aufweist, der in einem radialen Abstand von beiden Dichtlippen auf dem Lippenring aufliegt.

Der vorgeschlagene Dichtring bildet eine in sich vollständige Einbaueinheit, die ohne das Erfordernis der Verwendung sekundärer Sicherungsmittel, zuverlässig in angepaßten Aussparungen des Kolbens bzw. eines

Zylinders gehalten wird. Diese Sicherheit der Verankerung in einer Aussparung mit einem winkelförmigen Profil wird durch Anwendung einer Preßpassung zwischen dem Versteifungsring und der aufnehmenden Aussparung erreicht. Die diesbezüglich anzuwendenden maßlichen Toleranzen sind seit langem geläufig. Sie haben jedoch in bezug auf die Sicherung der Verankerung eines Dichtringes für einen Kolben bzw. für eine Kolbenstange für extrem hohe Drücke bisher keine Anwendung gefunden. Der in radialer Richtung verlaufende Schenkel des winkelförmigen Profils der Aussparung soll der druckabgewandten Seite zugeordnet sein.

Der Lippenring besteht aus einem Werkstoff mit elastischen Eigenschaften, und die von dem abgedichteten Medium abgewandte Seite wird vollständig durch den zugeordneten, sich in radialer Richtung erstreckenden Schenkel des Stützringes abgetragen. Der Lippenring ist vorzugsweise in axialer Richtung durch sich in radialer Richtung erstreckende Stirnflächen begrenzt. Er kann dementsprechend kostengünstig aus einem schlauchform!gen oder aus einem ebenen

Material gewonnen werden. Die den Lippenring in radialer Richtung nach innen und nach außen begrenzenden Flächen haben in Richtung der druckabgewandten Seite einen sich stetig vermindernden Abstand. Entsprechend der Lage des größten Durchmessers werden entsprechend auf der dem abgedichteten Medium zugewandten Seite Dichtlippen auf dem Außen- und dem Innenumfang gebildet. Der Freiwinkel soll an der dynamisch wirkenden Dichtlippe 2 bis 4 betragen, an der statisch wirkenden Dichtlippe 0,5 bis 2°.

Der Vorsprung des Stützringes liegt in einem Bereich zwischen den beiden Dichtlippen auf der dem abgedichteten Medium zugewandten Stirnfläche des Lippen ringes auf. Die Berührungszone des Vorsprunges soll etwa in der Mitte zwischen den beiden Dichtlippen liegen. Durch den beiderseits verbleibenden Abstand werden unsymmetrische Deformationen des Profils des Lippenringes vermieden, was sich positiv auf

das Schwiηgungsverhalten und damit auf die Gebrauchseigenschaften auswirkt. Es wurde gefunden, daß eine besondere Anpressung des Vorsprunges gegen die Stirnfläche des Lippenringes nicht erforderlich ist.

Nach einer besonderen Ausgestaltung ist es vorgesehen, daß sich der von dem abgedichteten Medium abgewandte Schenkel des Profils des Stützringes bis in die unmittelbare Nähe des relativ bewegten Maschinenteiles erstreckt. Durch diese Maßnahme wird insbesondere der Austrieb von Bestandteilen des Lippenringes bei der Abdichtung höchster Drücke verhindert.

Der Stützring des vorgeschlagenen Dichtringes besteht aus

Blech, vorzugsweise aus einem Stahlblech, wobei der Vorsprung durch das Ende des Profils des dem abgedichteten Medium zugewandten Schenkels des Stützringes gebildet wird. Eine entsprechende Ausführung läßt sich besonders vorteilhaft erzeugen, wenn der Vorsprung eine umlaufende Einroll ung des dem abgedichteten Medium zugewandten Schenkels des Stützringes ist, welche unter Anwendung eines-bekannten mechanischen Uniformungsverfahrens erzeugt wird.

Der durch den Lippenring, den Stützring und den Vorsprung umschlossene, ringförmige Hohlraum kann durch eine öffnung mit dem abgedichteten Raum verbunden sein. Die öffnung darf nur einen sehr geringen Durchmesser haben, beispielsweise einen solchen zwischen 0,3 und 1 mm. Sie begünstigen in besonderer Weise das gleichmäßige Abdichtungsverhalten des vorgeschlagenen Dichtringes.

Die in der Anlage beigefügte Zeichnung nimmt Bezug auf zwei beispielhafte Ausführungen des vorgeschlagenen Dichtringes. Es zeigen:

Figur 1 einen Dichtring in halbgeschnittener Darstellung in einer Ausführung für die Abdichtung einer Kolbenstange.

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Figur 2 einen Dichtring in halbgeschnittener Darstellung in einer Verwendung für die Abdichtung eines Kolbens.

Der Dichtring gemäß Figur 1 besteht aus einem in eine winkelförmige Aussparung eines Gehäuses 4 eingesetzten Stützring 5 und einem davon umschlossenen Lippenring 6. Der Lippenring liegt mit einer statisch wirkenden Dichtlippe 7 an der Innenseite des Stützringes 5 an, mit einer dynamisch wirkenden Dichtlippe 8 auf der Oberfläche der abgedichteten Welle 3. Der mit einem hohen Druck beaufschlagte Raum ist mit 1 bezeichnet, der druckfreie Raum mit 2.

Der Stützring 5 besteht aus einem tiefgezogenen Stahlblech. Er weist ein U-förmiges Profil auf, dessen öffnung nach innen gerichtet ist. Die von dem abzudichtenden Druck abgewandte Stirnfläche des Lippenringes wird vollflächig von dem zugeordneten, sich in radialer Richtung erstreckenden Schenkel des Stützringes 5 abgetragen. Der dem abgedichteten Medium zugewandte, nach innen weisende Schenkel ist nach innen eingerollt, und das Ende liegt zwischen den beiden Dichtlippen 1 und 8"auf der Stirnfläche des Ltppenringes auf. Das Profil des Endes ist abgerundet, um eine Beschädigung des Lippenringes aus gummi el astischem Werkstoff zu vermeiden. Der von dem Ende, dem Lippenring und dem sich in axialer Richtung erstreckenden Schenkel des Stützringes umschlossene, ringförmige Hohlraum ist durch eine Entlastungsbohrung 9 mit einem Durchmesser von 0,2 mm mit dem abgedichteten Raum verbunden. Der Hohlraum ist dementsprechend vollständig mit dem gleichen Medium gefüllt, wie ,der abgedichtete Raum.

Unter Betriebsbedingungen wird die 'Öffnung 9 nicht von wesentlichen Flüssigkeitsmengen passiert. Ein Verstopfen ist daher nicht zu befürchten.

Figur 2 nimmt Bezug auf eine Ausführung zur Abdichtung eines Kolbens. Der Außendurchmesser des Stützringes 12 ist geringfügig größer als der

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Innendurchmesser der winkelförmigen Aussparung des Kolbens 10. Nach der gewaltsamen Einpressung ergibt sich dadurch eine festhaftende Verbindung zwischen beiden Teilen, die durch die betriebsbedingt auftretenden Kräfte nicht gelöst werden kann.

Der Stützring besteht auch in diesem Falle aus einem tiefgezogenen Stahlblechring, dessen U-förmig nach außen geöffnetes Profil auf der dem abgedichteten Medium zugewandten Seite nach innen eingerollt ist, und mit einem umlaufenden Vorsprung zwischen beiden Dichtlippen auf der dem abgedichteten Medium zugewandten Stirnfläche des Lippenringes aufliegt. Der Lippenring 13 ist durch eine statisch wirkende Dichtlippe 14 gegenüber dem Stützring, durch eine dynamisch wirkende Dichtlippe 15 gegenüber der relativ beweglichen Zylinderwand abgedichtet.

Claims

. Patentansprüche

/L^Dichtring für einen Kolben oder eine Kolbenstange, bestehend aus einem Lippenring aus einem elastomeren Werkstoff, der eine dem abgedichteten Medium zugewandte innere und äußere Dichtlippe aufweist mit statischer bzw. dynamischer Funktion, sowie aus einer dem Lippenring zugeordneten Aufnahme zu dessen fester Lagerung auf dem Kolben bzw. dem Zylinder, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme aus einem Stützring (5, 12) mit einem U-fö'rmigen Profil besteht, dessen öffnung dem relativ bewegten Maschinenteil zugewandt ist, daß der Lippenring (6, 13) mit einer Dichtlippe (7, 14) auf dem sich in axialer Richtung erstreckenden Sehenkel des Stützringes (5, 12) aufliegt und mit der weiteren Dichtlippe (8, 15) auf dem relativ bewegten Maschinenteil (3, 11), wobei der dem abgedichteten Medium zugewandte Schenkel des Stützringes einen umlaufenden Vorsprung (10, 16) aufweist, der in einem radialen Abstand von beiden Dichtlippen auf dem Lippenring aufliegt.
2. Dichtring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lippenring in axialer Richtung durch sich in radialer Richtung erstreckende Stirnflächen begrenzt ist.
3. Dichtring nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der von dem abgedichteten Medium abgewandte Schenkel des Profils des Stützringes bis in die unmittelbare Nähe des relativ bewegten Maschinenteiles erstreckt.
4. Dichtring nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring aus Blech besteht, und daß der Vorsprung durch das Ende des Profils des dem abgedichteten Medium zugewandten Schenkels des Stützringes gebildet wird.
5. Dichtring nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung eine umlaufende Einrollung des dem abgedichteten Medium zugewandten Schenkels des Stützringes ist.

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6. Dichtring nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der durch den Lippenring, den Stützring und den Vorsprung umschlossene, ringförmige Hohlraum durch eine öffnung (9) mit dem abgedichteten Raum verbunden ist.