DE3036700A1

DE3036700A1 - Dichtringanordnung

Info

Publication number: DE3036700A1
Application number: DE19803036700
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl.-Ing. 3000 Hannover Brausfeld; Helmut 3004 Isernhagen Göttling; Dieter 3016 Seelze Jürgens; Gerhard 3007 Gehrden Scharnowski
Original assignee: Wabco Westinghouse Steuerungstechnik and Co GmbH
Current assignee: Wabco Westinghouse Steuerungstechnik and Co GmbH
Priority date: 1980-09-29
Filing date: 1980-09-29
Publication date: 1982-05-13

Description

2. Dichtringanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch die andere Flanke der Nut bezgl. der Längsachse des Kolbens schräg verläuft.

3. Dicht ringanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der Druckmittel beaufschlagten Seite des Dichtringes (17) zugewandte Flanke der Nut (16) bezgl. der Längsachse des Kolbens schräg verläuft, und zwar derart, daß der Abstand dieser Flanke bezgl. der Mittelsenkrechten der Nut nach außen hin größer wird.

4. Dichtringanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanken der Nut eine Bohrung (9) aufweisen, welche mit, dem Druckmittelstrom verbindbar ist.

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Hannover, den 22.9.1980
WP-Nr. 42/80 K./Gb

WABCO Steuerungstechnik GmbH & Co., Hannover
Dichtringanordnung

Die Erfindung betrifft eine Dichtringanordnung in einem Wegeventil, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei Verwendung von Dichtringen, insbesondere O-Ringen, als dynamisches Dichtelement in Wegeventilen tritt das Problem auf, da ß bedingt durch die relativ breite Auflagefläche des O-Ringes auf der Lauffläche, der den Schaltkolben führenden Gehäusebohrung eine hohe Anpreßkraft auftritt.

Diese hohe. Anpreßkraft hat verschiedene negative Auswirkungen bei der Betätigung des Schaltkolbens.

Zum einen verursacht die hohe Anpreßkraft einen Klebeeffekt zwischen der Lauffläche der Gehäusebohrung und der Lauffläche des O-Ringes, was zum verzögerten Ansprechen des Schaltkolbens führt; zum anderen ist der O-Ring beim Überfahren von in der Gehäuse-

bohrung vorgesehenen Durchbrüchen, wie z.B. Druckmitteleinlaß und Druckmittelauslaß, bestrebt, seine ursprüngliche Form einzunehmen, was wiederum Beschädigungen des O-Ringes durch die Kanten des Druckmitteleinlasses bzw. des Druckmittelauslasses zur Folge hat.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Dichtringanordnung zu schaffen, bei welcher die Anpreßkraft zwischen der Lauffläche des Diehtringes und der Lauffläche der Gehäusebohrung reduziert wird.

Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Mitteln gelöst.

Von Vorteil ist bei der erfindungsgemäßen Dichtringanordnung, daß bedingt durch die kleinere. Dichtringauflagefläche die Anpreßkraft der Lauffläche des Diehtringes verringert wird, so daß der Klebeeffekt nur noch sehr gering ist und ein Eindringen des Diehtringes in die in der Wand der Gehäusebohrunge angeordneten Durchbrüche weitgehendst ausgeschlossen ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen aufgezeigt.

Anhand von Ausführungsbeispielen wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Kolben mit einer schwalbenschwanzförmigen Nut, in welche ein Dichtring mit Spiel eingelegt ist,

Fig. 2 einen Kolben mit einer schwalbenschwanzförmigen Nut, in welcher ein Dichtring gelagert ist, wobei die Flanken der Nut von einer Bohrung durchdrungen werden,

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Fig. 3 einen Kolben mit einer Nut und einem Dichtring, wobei lediglich die dem Druckmittelstrom zugewandte Flanke bezgl. der Längsachse des Kolbens schräg verläuft,

Fig. 4 einen Kolben mit einer Nut, in welcher ein Dichtring gelagert ist, wobei die Flanken der Nut, bezogen auf ihre Hochachse parallel zueinander angeordnet sind und bezgl. der Längsachse des Kolbens schräg verlaufen.

In der Fig. 1 ist im Schnitt ein Teil einer Gehäusebohrung 1 dargestellt, in welcher ein Kolben 2 geführt wird. Der Kolben 2 weist eine schwalbenschwanzförmige Nut 3 auf, die als Lager für einen O-Ring 4 dient. Zwischen der dem Druckmittelstrom zugewandten Seite des O-Ringes 4 und der dem Druckmittelstrom abgewandten Flanke der Nut 3 ist ein Luftspalt X vorgesehen, so daß bei Betätigung des Kolbens 2 diese Seite des O-Ringes 4 mit Druckmittel beaufschlagt und der O-Ring 4 gegen die dem Druckmittelstrom zugewandte Flanke der Nut 3 gedrückt wird.

Bei den üblichen Dichtringanordnungen mit rechteckiger Nut treten aufgrund der Elastizität des Dichtringes eine Kraft P 1 und eine aus dieser resultierende Anpreßkraft P 2 auf. Durch die Anpreßkraft P 2 wird der Klebeeffekt zwischen Zylinderwand und Dichtring erzeugt. Die Stärke des Klebeeffektes ist abhängig von der Stärke der Anpreßkraft P 2, die im wesentlichen abhängig ist vom anstehenden Druck und der wirksamen Auflagefläche des O-Ringes an der Wand der Gehäusebohrung. Hat der Dichtring einen kleinen Querschnitt, so sind der auf ihn ausgeübte Druck und die Auflagefläche ebenfalls klein, woraus eine niedrige Anpreßkraft P 2 und '"ein geringer Klebeeffekt resultieren. Weist der. Dichtring jedoch einen großen Querschnitt

auf, so sind demzufolgen die Anpreßkraft P 2 und der Klebeeffekt groß.

Bei der erfindungsgemäßen Dichtringanordnung wird eine Reduzierung der Anpreßkraft, auch bei Dichtringen mit großem Querschnitt, durch die Abschrägung der Nutflanken und die Druckmittelbeaufschlagung einer Dichtringseite erreicht. ' Durch das Andrücken des O-Ringes 4 an eine schräge Flanke der Nut 3 wirkt eine Komponente der Kraft P 3 der Anpreßkraft P2 entgegen und reduziert so die Anpreßkraft P 2 um den Betrag der Komponente der Kraft P 3. Da nun die Lauffläche des O-Ringes 4 mit verringerter Anpreßkraft P 2 an die Wand der Gehäusebohrung gedruckt wird, verkleinert sich die wirksame Anpreßfläche zwischen der Wand der Gehäusebohrung 1 und der Lauffläche des O-Ringes 4, was zu einer Reduzierung des Klebeeffekts führt ohne jedoch die Dichtfunktion des O-Ringes 4 zu beeinträchtigen.

Ein Heraustreten des O-Ringes 4 aus der Nut 3 beim Überfahren von in der Gehäusebohrung vorgesehenen Durchbrüchen, wie z.B. Druckmitteleinlaß und Druckmittelauslaß, wird bei der erfindungsgemäßen Dichtringanordnung dadurch verhindert, daß durch die dem Druckmittelutrom gegenüberliegende: Flanke der Nut 3 und durch die auf die dem Druckmittelstrom zugewandte Seite des O-Ringes einwirkende Kraft des Druckmittels der O-Ring 4 gehalten wird.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist in einer Gehäusebohrung 5 ein Kolben 6 angeordnet, welcher in Umfangsrichtung eine schwalbenschwanzförmige Nut zur Aufnahme eines O-Ringes 8 aufweist. Die Nut 7 ist so bemessen, daß ihre Flanken am oberen Drittel der Seiten des O-Ringes 8 anliegen. Eine die Flanken der Nut 7 in Richtung der Längsachse des Kolbens 6 durchdringende Bohrung 9 ist mit dem Arbeitsraum des Kolbens 6 verbunden, so daß bei

Betätigung des Kolbens 6 die eine Seite des O-Rtnges 8 mit Druckmittel beaufschlagt und so der O-Ring 8 an die gegenüberliegende schräge Flanke der Nut 7 gedrückt wird.

Fig. 3 zeigt eine Gehäusebohrung 10 mit- einem Kolben 11, der eine Nut 12 zur Aufnahme eines O-Ringes 13 aufweist.

In diesem Ausführungsbeispiel verläuft nur die dem Druckmittelstrom entgegengerichtete Flanke der Nut

12 schräg bezgl. der Längsachse des Kolbens 11. Zwischen der senkrechten Flanke der Nut 12 und der dem Druckmittelstrom zugewandten Seite des O-Ringes

13 ist ein Luftspalt X vorgesehen, welcher eine Druckmittelbeaufschlagung dieser Seite des O-Ringes 13 und somit ein Andrücken des O-Ringes 13 an die gegenüberliegende Flanke der Nut 12 ermöglicht.

Diese Dichtringanordnung ist nur bei Geräten möglich, deren Kolben ausschließlich von einer Seite mit Druckmittel beaufschlagt werden.

In der Fig. 4 ist eine Gehäusebohrung 14 mit einem Kolben 15 dargestellt, welcher eine Nut 16 zur Aufnahme eines O-Ringes 17 aufweist. Beide Flanken der Nut

16 verlaufen schräg bezgl. der Längsachse des Kolben 15.

Die der druckmittelbeaufschlagten Seite des O-Ringes

17 zugewandte Flanke der Nut 16 verläuft in diesem Ausführungsbeispiel bezgl. der Längsachse des Kolbens 15 ebenfalls schräg, jedoch derart, daß der Abstand dieser Flanke bezgl. der Mittelsenkrechten des Nutgrundes 16 zum Außendurchmesser des Kolbens hin größer wird.

Auch diese Dicht ring anordnung läßt sich nur bei einseitig druckmittelbeaufschlagten Geräten einsetzen.

Claims

Hannover, den 22.9.1980
WP-Nr. 42/80 K./Gb

WABCO Steuerungstechnik GmbH & Co., Hannover
Patentansprüche

Iy Dichtringanordnung in einem Wegeventil, welches wenigstens einen Druckmitteleingang und einen Druckmittelausgang aufweist, sowie einen Schaltkolben besitzt, welcher einen in einer in Umfangsrichtung verlaufenden Nut gelagerten Dichtring aufweist,
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) wenigstens eine Flanke der Nut verläuft schräg bezüglich der Längsachse des Kolbens, so daß die Nut zum Nutgrund hin erweitert ist;

t>) zwischen der üruckml Lt«il beaufschlagten ocJ in des üichtringes und der dieser Seite gegenüberliegenden Flanke der Nut ist ein Luftspalt vorgesehen.