DE3606011A1 - Extrusion-resistant sealing ring - Google Patents
Extrusion-resistant sealing ringInfo
- Publication number
- DE3606011A1 DE3606011A1 DE19863606011 DE3606011A DE3606011A1 DE 3606011 A1 DE3606011 A1 DE 3606011A1 DE 19863606011 DE19863606011 DE 19863606011 DE 3606011 A DE3606011 A DE 3606011A DE 3606011 A1 DE3606011 A1 DE 3606011A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- sealing ring
- connecting line
- extrusion
- line
- section
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/166—Sealings between relatively-moving surfaces with means to prevent the extrusion of the packing
Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Dichtring aus zähelastischem oder elastisch-plastischen Kunstoff oder aus Elastomerwerkstoff, bei dem die an einen niederdruckseitigen Gehäusespalt angrenzende Zone so gestaltet ist, daß bei hohem Druck des abzudichtenden Fluids die Extrusion des Dichtrings in den Gehäusespalt verhindert oder verzögert wird.The invention relates to a sealing ring made of tough elastic or elastic plastic or made of elastomer material, in which the zone adjoining a housing gap on the low-pressure side is designed that the extrusion at high pressure of the fluid to be sealed of the sealing ring in the housing gap is prevented or delayed.
Dichtringe der genannten Art werden schon bei verhältnismäßig niederem Druck des abzudichtenden Fluids in den Gehäusespalt extrudiert, wenn im noch nicht vom Druck belasteten Zustand des Dichtrings dessen freie, dem Gehäusespalt zugewandte Oberfläche, eine zum Gehäusespalt hin vorspringende, konvexe Form aufweist. Bei einer Erhöhung des auf den Dichtring einwirkenden Druckes wird die dem Gehäusespalt zugewandte, freie, nicht an einer Wandung anliegende Oberfläche des Dichtrings größer und weist dabei eine immer weiter zunehmende Dehnung und Zugspannung auf. Dichtringe, deren Querschnitt eine dem Gehäusepalt zugewandte, ausspringende Ecke aufweist, setzen der Extrusion den geringsten Widerstand entgegen. Der Extrusionswiderstand von Dichtringen, beispielsweise von O-Ringen, mit einer niederdruckseitig gewölbt vorspringenden Oberfläche ist etwas größer, ebenso der von Dichtringen mit einer im Querschnitt schräg angefrasten Ecke.Sealing rings of the type mentioned are already at a relatively low Pressure of the fluid to be sealed extruded into the housing gap when in state of the sealing ring not yet under pressure, its free, the Surface facing the housing gap, a protruding towards the housing gap has a convex shape. With an increase on the sealing ring pressure, the free gap facing the housing gap surface of the sealing ring not lying against a wall larger and shows an ever increasing elongation and tension. Sealing rings, the cross section of which faces a housing gap, protruding corner provide the least resistance to extrusion opposite. The extrusion resistance of sealing rings, for example von O-Ringen, with a protruding arched on the low pressure side Surface is slightly larger, as is that of sealing rings with an im Cross-section obliquely milled corner.
Abgesehen von einer unmittelbaren Schädigung des Dichtrings an der Kante der Gehäusewand infolge einer Extrusion in den Gehäusespalt hat diese bei Dichtringen für bewegte Maschinenteile noch weitere, gravierende Nachteile. Stangendichtungen und Wellendichtungen werden zur Optimierung der hydrodynamischen Rückförderwirkung auf der Niederdruckseite mit einer kegeligen Oberfläche versehen, die zusammen mit dem zylinderischen Maschinenteil einen sich zur Niederdruckseite hin öffnenden Keilspalt bildet. Bei höherem Druck des abzudichtenden Fluids schließt sich zwar in der Regel dieser Keilspalt. Trotzdem bleibt aber in der dann zwischen der ursprünglichen kegeligen Fläche des Dichtrings und der Stange bestehenden Berührfläche eine die hydrodynamische Rückförderung begünstigende Verteilung der Flächenpressung erhalten. Diese wird jedoch empfindlich gestört, wenn es zum Hineinzwängen des Dichtrings in den Gehäusespalt kommt. Extrusion zu verhindern ist also auch für die Erhaltung der optimalen Funktion dynamischer Dichtungen eine Aufgabe von entscheidender Bedeutung.Except for direct damage to the sealing ring on the edge the housing wall as a result of extrusion into the housing gap has this Sealing rings for moving machine parts are other, serious ones Disadvantage. Rod seals and shaft seals are used for optimization the hydrodynamic return effect on the low pressure side provided with a conical surface, which together with the cylindrical Machine part has a wedge gap that opens towards the low pressure side forms. At higher pressure the fluid to be sealed closes usually this wedge gap. Nevertheless remains in the then between the original conical surface of the sealing ring and the rod existing contact surface favoring hydrodynamic return Get distribution of surface pressure. However, this will sensitively disturbed when it comes to squeezing the sealing ring into the Housing gap is coming. Preventing extrusion is also for conservation the optimal function of dynamic seals a task of vitally important.
Erfindungsgemäß wird der Querschnitt eines Dichtrings dadurch gegen Extrusion wesentlich widerstandsfähiger gestaltet, indem eine zwischen seiner stirnseitigen Anlagefläche und seiner kegeligen oder zylindrischen Umfangsfläche angeordnete Übergangsfläche so geformt wird, daß sie, wenn der abzudichtende Druck auf den Dichtring einwirkt, in jeder Richtung unter Druckspannung steht und dadurch die Stützwirkung eines Gewölbes aufweist. Zu diesem Zweck wird die Übertragungsfläche als eine in den Dichtring einspringende, vorzugsweise konkave Ringfläche ausgeführt. Bei einer derartig geformten Übergangsfläche wird das Vordringen des Dichtringwerkstoffs in Richtung auf den Gehäusespalt dadruch verhindert, daß innerhalb des Dichtrings in der Nähe der Übergangsfläche ein dreiachsiger Druckspannungszustand herrscht. Dadurch wird die aus dem Inneren des Dichtrings auf den Gehäusespalt zu gerichtete Schubkraft einerseits auf die Gehäusefläche und andererseits auf das zylindrische Maschinenteil abgeleitet, ohne daß sich dabei die Übergangsfläche im Hinblick auf die Dichtfunktion wesentlich verformt oder daß gar ein haltloses Fließen des Dichtringwerkstoffs in den Gehäusespalt eintritt.According to the invention, the cross section of a sealing ring is thereby counteracted Extrusion made much more resistant by using a between its front face and its tapered or cylindrical Circumferential surface arranged transition surface is shaped so that it when the pressure to be sealed acts on the sealing ring, in everyone Direction is under compressive stress and thereby the supporting effect of a Has vault. For this purpose, the transfer area is considered one in the sealing ring is preferably concave ring surface. With such a shaped transition surface, the advance of the Sealing ring material in the direction of the housing gap is prevented, that inside the sealing ring near the transition surface three-axis compressive stress state prevails. This will make the Inside the sealing ring to the shear force to be directed on the one hand on the housing surface and on the other hand on the cylindrical Machine part derived without the transition surface in With regard to the sealing function significantly deformed or that one steady flow of the sealing ring material enters the housing gap.
Erst beim Überschreiten einer von der makroskopischen und mikroskopischen Oberflächengestalt der vorzugsweise gewölbten Übergangsfläche abhängigen Stabilitätsgrenze kommt es durch Ausbeulen oder Ausknicken der Oberfläche zu einem weiteren Vordringen des Dichtringwerkstoffs in Richtung auf den Gehäusespalt. Dies geschieht jedoch erst bei einem abzudichtenden Druck, der wesentlich höher ist als derjenige, der bie der herkömmlichen Formgebung der niederdruckseitigen Dichtringoberfläche bereits zur Extrusion führt.Only when one of the macroscopic and microscopic is exceeded Surface shape of the preferably curved transition surface dependent stability limit it comes from bulging or buckling the surface to further penetration of the sealing ring material in Direction to the housing gap. However, this only happens with one to be sealed Pressure that is much higher than that of conventional Shape of the low-pressure side sealing ring surface already leads to extrusion.
Die der Erfindung zugrundeliegenden Sachverhalte und Maßnahmen sind in den Figuren 1 bis 6 weiter erläutert. Es zeigenThe facts and measures underlying the invention are in Figures 1 to 6 explained further. Show it
Fig. 1 die mit der Extrusion des Dichtrings zusammenhängenden Begriffe, Fig. 1, associated with the extrusion of the sealing ring terms,
Fig. 2 den Extrusionsvorgang beim O-Ring, Fig. 2 shows the extrusion process when O-Ring,
Fig. 3 einen typischen Dichtring mit Elastomer-Spannring, Fig. 3 shows a typical seal with elastomeric clamping ring,
Fig. 4 den Dichtring nach Fig. 3 im Zustand der Extrusion, Fig. 4 shows the sealing ring according to Fig. 3 in a state of extrusion,
Fig. 5 einen erfindungsgemäß gestalteten Dichtring und Fig. 5 shows a designed according to the invention the sealing ring and
Fig. 6 einen Dichtring mit verschiedenen Gestaltungsvarianten der erfindungsgemäßen Form. Fig. 6 shows a sealing ring with different design variants of the shape according to the invention.
In Fig. 1 ist prinzipiell dargestellt, wie ein Dichtring vom Druck P des abzudichtenden Fluids in den Gehäusespalt zwischen dem Gehäuse und dem zylindrischen Maschinenteil gedrängt wird. Dieser Vorgang wird Extrusion gennant.In Fig. 1 is shown in principle as a sealing ring on the pressure P is forced the fluid to be sealed in the housing space between the housing and the cylindrical machine part. This process is called extrusion.
Fig. 2 zeigt den bekannten Elastomer-O-Ring im Zustand der Extrusion, die bei dieser Dichtungsform wegen der von Anfang an in Richtung zum Gehäusespalt vorspringenden Dichtringkontur und wegen des niederen Elastizitätsmoduls bereits bei verhältnismäßig niederem Druck erfolgt. Fig. 2 shows the known elastomer O-ring in the state of extrusion, which takes place in this sealing form because of the protruding from the beginning in the direction of the housing gap sealing ring contour and because of the low elastic modulus even at relatively low pressure.
Fig. 3 zeigt einen bekannten, aus PTFE-haltigem Kunststoff bestehenden, meist als Stangendichtung in der Hydrauliktechnik eingesetzten Dichtring 1, dessen Kegelfläche 3 mit der Stangenoberfläche 6 zusammen einen sich zur Niederdruckseite hin öffnenden Keilspalt 36 bildet. Der Dichtring legt sich unter Druckeinwirkung an der Stirnfläche 2 an. Stirnfläche und Kegelfläche stoßen an der vorspringenden Kante 23 zusammen. Fig. 3 shows a known, made of PTFE-containing plastic, usually used as a rod seal in hydraulic technology sealing ring 1 , the conical surface 3 together with the rod surface 6 forms a wedge gap 36 opening towards the low pressure side. The sealing ring rests on the end face 2 under the action of pressure. The end face and conical face meet at the projecting edge 23 .
Fig. 4 zeigt, wie der Dichtring nach Fig. 3 unter der Einwirkung hohen Druckes in den Gehäusespalt extrudiert wird. Dabei wird die Oberfläche des nicht an den Wänden anliegenden Teils der Dichtung gedehnt und setzt dabei der weiteren Verformung des Dichtrings wenig Widerstand entgegen. FIG. 4 shows how the sealing ring according to FIG. 3 is extruded into the housing gap under the action of high pressure. The surface of the part of the seal that does not abut the walls is stretched and there is little resistance to the further deformation of the sealing ring.
Fig. 5 zeigt, wie dieser Nachteil erfindungsgemäß durch die besondere Gestaltung der niederdruckseitigen Kontur des Dichtrings beseitigt wird. Die Stirnfläche 2 des Dichtrings 1 endet, im Querschnitt betrachtet, niederdruckseitig am Punkt S. Die Kegelfläche 3 endet am Punkt K. Die Verbindungslinie 5 zwischen S und K ist in Beziehung zum Dichtring nach innen gekrümmt, ist somit länger als die Verbindungsgerade 4 und repräsentiert eine in den Dichtring einspringende konkave Ringfläche, die eine Gewölbewirkung aufweist, derart, daß die auf den Gehäusespalt hin gerichtete Schubkraft aus dem Inneren des Dichtrings auf die angrenzenden Wände der Stange 6 und des Gehäuses abgeleitet wird, ohne daß sich dabei das Gewölbe wesentlich verformt. Zur Erzeugung der erfindungsgemäßen Wirkung genügt eine verhältnismäßig kleine konkave Fläche. Es genügt in der Regel, wenn der Abstand zwischen S und K etwa 10% bis 20% der axialen Länge des Dichtrings beträgt. Fig. 5 shows how this drawback is eliminated according to the invention by the special design of the low-pressure side contour of the sealing ring. The end face 2 of the sealing ring 1 , viewed in cross section, ends at point S on the low pressure side. The conical surface 3 ends at point K. The connecting line 5 between S and K is curved inwards in relation to the sealing ring, is thus longer than the connecting straight line 4 and represents a concave ring surface which projects into the sealing ring and which has an arching effect, such that the thrust force directed towards the housing gap results from the Inside the sealing ring on the adjacent walls of the rod 6 and the housing is derived without the vault deforming significantly. A comparatively small concave surface is sufficient to produce the effect according to the invention. It is usually sufficient if the distance between S and K is about 10% to 20% of the axial length of the sealing ring.
Fig. 6 zeigt schließlich eine Auswahl von Varianten für die Gestaltung der Verbindungslinie 5 zwischen den Punkten S und K. Für die Gewölbewirkung wesentlich ist dabei, daß die Verbindungslinie 5 länger ist als die Verbindungsgerade 4 und eine in den Dichtring einspringende, hohe Kontur bildet. Die Verbindungslinie kann eine durchweg gekrümmte Linie sein oder sie kann wahlweise aus geraden und gekrümmten Linien zusammengesetzt sein. Im übrigen wird die Kontur im erfindungsgemäßen Rahmen auch durch fertigungstechnische Gesichtspunkte bestimmt. Um eine günstige Gewölbewirkung zu erreichen, soll die Verbindungslinie vorzugsweise innerhalb eines über S und K gezeichneten Halbkreises liegen. Fig. 6 shows a selection of options for the design of the connection line 5 between the points S and K. It is essential for the arch effect that the connecting line 5 is longer than the connecting straight line 4 and forms a high contour that protrudes into the sealing ring. The connecting line can be a consistently curved line or it can optionally be composed of straight and curved lines. For the rest, the contour in the frame according to the invention is also determined by production engineering considerations. In order to achieve a favorable arch effect, the connecting line should preferably lie within a semicircle drawn over S and K.
Claims (4)
mit einer sich unter Druckeinwirkung an eine Gehäusefläche anlegenden Stirnfläche 2, die im Querschnitt des Dichtrings niederdruckseitig am Punkt S endet,
und mit einer, dem zylindrischen Maschinenteil zugewandten, mit diesem einen Keilspalt 36 bildenden Kegelfläche 3 mit geradem oder gekrümmten Mantellinien, wobei sich der Keilspalt zur Niederdruckseite hin öffnet und im Querschnitt des Dichtrings niederdruckseitig mit dem Punkt K endet,
dadurch gekennzeichnet, daß im Querschnitt des Dichtrings die Verbindungslinie 5 zwischen S und K länger ist als die Verbindungsgerade 4 zwischen S und K und daß, vom Dichtring her gesehen, die Verbindungslinie vor der Verbindungsgeraden liegt, so daß die von der Verbindungslinie gebildete, zwischen der Stirnfläche und der Kegelfläche angeordnete Übergangsfläche des Dichtrings in den Dichtring einspringt.1. sealing ring 1 made of plastic or elastomer for sealing a fluid under high pressure p at the passage point of a cylindrical machine part 6 through a housing forming a gap therewith,
with an end face 2 that presses against a housing surface and ends at point S in the cross section of the sealing ring on the low pressure side,
and with a conical surface 3, facing the cylindrical machine part and forming a wedge gap 36, with straight or curved surface lines, the wedge gap opening towards the low pressure side and ending in point K in the cross section of the sealing ring,
characterized in that in the cross section of the sealing ring the connecting line 5 between S and K is longer than the connecting line 4 between S and K and that, seen from the sealing ring, the connecting line lies in front of the connecting straight line, so that the line formed by the connecting line between the End face and the conical surface arranged transition surface of the sealing ring jumps into the sealing ring.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19863606011 DE3606011A1 (en) | 1986-02-25 | 1986-02-25 | Extrusion-resistant sealing ring |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19863606011 DE3606011A1 (en) | 1986-02-25 | 1986-02-25 | Extrusion-resistant sealing ring |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3606011A1 true DE3606011A1 (en) | 1987-09-17 |
Family
ID=6294880
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19863606011 Withdrawn DE3606011A1 (en) | 1986-02-25 | 1986-02-25 | Extrusion-resistant sealing ring |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3606011A1 (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19924534C2 (en) * | 1998-05-29 | 2001-09-13 | Tokico Ltd | Piston rod sealing device for cylinder assembly |
| WO2002097310A1 (en) * | 2001-05-30 | 2002-12-05 | Mahle Metal Leve S.A. | Oil ring for an internal combustion engine |
| WO2004065827A1 (en) * | 2003-01-23 | 2004-08-05 | Automotive Products France S.A. | Seals |
| WO2004088182A1 (en) * | 2003-03-31 | 2004-10-14 | Busak + Shamban Deutschland Gmbh | Sealing arrangement |
| KR100724693B1 (en) * | 2001-05-30 | 2007-06-04 | 말레 콤포넨테스 드 모토레스 도 브라질 엘티디에이. | Oil ring for an internal combustion engine |
| DE4232893B4 (en) * | 1991-09-30 | 2009-01-15 | SKF USA, Inc., Elgin | drain plug |
| DE102009049319A1 (en) | 2009-10-14 | 2011-04-21 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Piston rod sealing device, has lip seal separating low pressure side and ambient pressure side and staying in sliding contact with piston rod, and reverses defined displacement path opposite to gap seal with piston rod |
| CN101300440B (en) * | 2005-10-28 | 2013-02-13 | 株式会社普利司通 | Method of manufacturing gasket and seal structure |
-
1986
- 1986-02-25 DE DE19863606011 patent/DE3606011A1/en not_active Withdrawn
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4232893B4 (en) * | 1991-09-30 | 2009-01-15 | SKF USA, Inc., Elgin | drain plug |
| DE19924534C2 (en) * | 1998-05-29 | 2001-09-13 | Tokico Ltd | Piston rod sealing device for cylinder assembly |
| WO2002097310A1 (en) * | 2001-05-30 | 2002-12-05 | Mahle Metal Leve S.A. | Oil ring for an internal combustion engine |
| KR100724693B1 (en) * | 2001-05-30 | 2007-06-04 | 말레 콤포넨테스 드 모토레스 도 브라질 엘티디에이. | Oil ring for an internal combustion engine |
| US7252292B2 (en) | 2001-05-30 | 2007-08-07 | Mahle Components De Motores Do Brasil Ltda | Oil ring for an internal combustion engine |
| WO2004065827A1 (en) * | 2003-01-23 | 2004-08-05 | Automotive Products France S.A. | Seals |
| WO2004088182A1 (en) * | 2003-03-31 | 2004-10-14 | Busak + Shamban Deutschland Gmbh | Sealing arrangement |
| JP2006521506A (en) * | 2003-03-31 | 2006-09-21 | ブザック ＋ シャンバン ドイチュランド ゲー エム ベー ハー | Sealing device |
| CN101300440B (en) * | 2005-10-28 | 2013-02-13 | 株式会社普利司通 | Method of manufacturing gasket and seal structure |
| DE102009049319A1 (en) | 2009-10-14 | 2011-04-21 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Piston rod sealing device, has lip seal separating low pressure side and ambient pressure side and staying in sliding contact with piston rod, and reverses defined displacement path opposite to gap seal with piston rod |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE3434763C2 (en) | Screw coupling for oilfield pipes | |
| EP0343395B1 (en) | Pressfitting, tap and method of manufacture | |
| DE2000921A1 (en) | Sealing arrangement | |
| DE2144681A1 (en) | Compound seal for piston rods and the like | |
| DE2735235A1 (en) | COMPOSITE SEAL | |
| DE3312528A1 (en) | PIPE CONNECTION | |
| CH659110A5 (en) | WORK CYLINDER. | |
| DE1475683A1 (en) | Clutch sealing ring | |
| DE1600682B1 (en) | SEAL ARRANGEMENT FOR A BALL VALVE | |
| DE3606011A1 (en) | Extrusion-resistant sealing ring | |
| DE2828760A1 (en) | CONNECTION FOR A REINFORCED, FLEXIBLE PIPE | |
| DE2024840A1 (en) | Sealing construction for pipe connections | |
| EP0906528B1 (en) | Seal | |
| DE2420335A1 (en) | HIGH PRESSURE PRESS | |
| DE3521178C2 (en) | ||
| EP1151220B1 (en) | Pipe coupling for plastic pipes | |
| DE19544161C2 (en) | Press fitting for the production of an inseparable tight connection of pipes | |
| EP1296087B1 (en) | Valve with multi-part seal | |
| DE2552524A1 (en) | BUTTERFLY VALVE | |
| DE19800827C1 (en) | poetry | |
| CH406757A (en) | Socket pipe connection | |
| DE2429218A1 (en) | PIPE CONNECTION WITH SEAL | |
| DE8214695U1 (en) | ELASTIC SEAL | |
| DE2915889A1 (en) | TURNTABLE | |
| DE1650126A1 (en) | Included plastic seal |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |