DE3800941A1

DE3800941A1 - Sealing arrangement

Info

Publication number: DE3800941A1
Application number: DE19883800941
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl Ing Krambrock
Original assignee: AVT Anlagen und Verfahrenstechnik GmbH
Current assignee: AVT Anlagen und Verfahrenstechnik GmbH
Priority date: 1988-01-15
Filing date: 1988-01-15
Publication date: 1989-07-27

Abstract

The proposal is for a sealing arrangement to seal off two parts that can be moved relative to one another, sealing being effected in the stationary condition. In order to accomplish the sealing of the movable part (3) relative to the fixed part (2) in the stationary condition, the invention provides an inflatable flexible seal (5) which can be pressurized via a three-way valve (16). A control unit (22) serves to control the pressure in the flexible seal (5) (cf. drawing). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a sealing arrangement according to the Preamble of claim 1.

Zur Abdichtung von Maschinen- oder Vorrichtungsteile gegeneinander sind O-Ringe oder auch aufblasbare Dichtungen bekanntgeworden. Will man beispielsweise einen kreiszylindrischen Deckel in einem Gehäuse abdichten, so kann dies mittels derartiger Dichtungen geschehen. Eine Abdichtung bereitet stets dann Probleme, wenn sie nur zeitweise abdichten soll, wenn große Toleranzen zwischen den Bauteilen vorhanden sind, wenn gegenüber hohen Drücken abzudichten ist oder wenn der Verlauf der Dichtung nicht kreisförmig, sondern eine sonstige Kontur aufweist. So können Dichtungen in einem Drehküken in einem Mehrwegeventil für strömendes Medium verschiedene, zum Beispiel elliptische Formgebungen aufweisen.For sealing machine or device parts against each other are O-rings or inflatable Seals became known. For example, if you want one Seal the circular cylindrical cover in a housing, see above this can be done by means of such seals. A Sealing always causes problems when it only should temporarily seal when there are large tolerances between the components are present when facing high pressures is to be sealed or if the course of the seal is not circular, but has another contour. So can seal in a rotary plug in one Multi-way valve for flowing medium various to Example have elliptical shapes.

Mittels einer bekannten aufblasbaren Dichtung können Toleranzen zwischen den abzudichtenden Teilen ausgeglichen werden. Wählt man hierfür eine entsprechend große O-Ring- Dichtung, so lassen sich die Teile gegeneinander nur schwer bewegen, was auch für eine ständig unter Druck stehende aufblasbare Dichtung gilt. Die gegeneinander abzudichtenden Teile müssen jedoch immer wieder gegeneinander bewegt werden, so daß die Dichtung während des Bewegungsvorgangs hinderlich sein kann und den Bewegungsvorgang zwischen den Teilen unter Umständen sehr erschwert oder unmöglich macht, auf jeden Fall aber aufgrund der Reibung einem mehr oder weniger starken Verschleiß unterliegt.Using a known inflatable seal Tolerances between the parts to be sealed balanced will. If you choose a correspondingly large O-ring Seal, so the parts can only be against each other move hard, which is also constantly under pressure standing inflatable seal applies. The against each other parts to be sealed, however, must be repeated are moved against each other so that the seal during can be a hindrance to the movement process and Movement process between the parts may be very much difficult or impossible, but in any case due to the friction a more or less strong Wear is subject.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dichtungsanordnung zur Abdichtung von gegeneinander zu bewegenden Teilen zu schaffen, wobei die Abdichtung im stationären Zustand erfolgt und die es ermöglicht, den Bewegungsvorgang einfach und ohne Kraftaufwand sowie Verschleiß oder gar Beschädigung der Dichtung vorzunehmen.The invention has for its object a Sealing arrangement for sealing against each other To create moving parts, the seal in steady state and which enables the Movement process simple and without effort as well Wear or even damage the seal.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Dichtungsanordnung der einleitend bezeichnenden Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This task is based on a seal arrangement of the introductory type according to the invention by the characterizing features of claim 1 solved.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Dichtungsanordnung möglich.By the measures listed in the subclaims are advantageous developments and improvements to seal arrangement specified in the main claim possible.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Abdichtung der Teile am effektivsten mit einer aufblasbaren Dichtung erfolgen kann, wobei die Druckbeaufschlagung zum Ausgleich von Toleranzen und zur Erhöhung der Druckdichtigkeit der abzudichtenden Teile dient. Eine druckbeaufschlagte Dichtung hat jedoch den Nachteil, daß die Teile während der Druckbeaufschlagung nur schlecht oder gar nicht gegeneinander bewegt werden können und die Dichtung einem reibungsbedingten Verschleiß unterliegt. Bei bestimmten Anwendungsfällen muß die Dichtung bei der Drehbewegung eines Teils, zum Beispiel bei einem Drehküken, über Öffnungen gleiten, wodurch es zu einer unzulässigen Verformung und auch Beschädigung der druckbeaufschlagten Dichtung kommen kann. Es ist deshalb vorteilhaft, wenn die Druckbeaufschlagung der Dichtung nur im stationären Zustand der Teile erfolgt, d. h. wenn die gegeneinander abzudichtende Teile ihre jeweilige Arbeitsposition eingenommen haben. Ist diese Position erreicht, so kann die aufblasbare Dichtung mit Druck beaufschlagt werden, um eine hohe Dichtungswirkung zu erzielen.The invention is based on the knowledge that the Sealing the parts most effectively with a inflatable seal can be made, the Pressurization to compensate for tolerances and Increasing the pressure tightness of the parts to be sealed serves. However, a pressurized seal has the Disadvantage that the parts are under pressure can only be moved against each other badly or not at all can and the seal a frictional wear subject to. For certain applications, the Seal when a part rotates, for example at a rotary plug, slide over openings, causing it to an impermissible deformation and also damage to the pressurized seal can come. That is why advantageous if the seal is only pressurized takes place in the stationary state of the parts, d. H. if the parts to be sealed against each other their respective Have taken up a working position. Is this position reached, the inflatable seal with pressure be applied to a high sealing effect achieve.

Diese Anordnung allein hat jedoch den Nachteil, daß eine eigene Drucksteuerung für die aufblasbare Dichtung notwendig ist. However, this arrangement alone has the disadvantage that a own pressure control for the inflatable seal necessary is.

Gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgt diese Drucksteuerung ohne zusätzliche, von außen einzugebende Steuersignale dadurch, daß die Endlage der Teile vorzugsweise mittels einer mechanischen Steuereinheit erkannt wird und die Druckbeaufschlagung oder die Druckentlastung der aufblasbaren elastischen Dichtung automatisch erfolgt. Es ist demnach kein zusätzliches Steuersignal zur Betätigung der Dichtung nötig.According to the present invention, this is done Pressure control without additional, to be entered from the outside Control signals in that the end position of the parts preferably by means of a mechanical control unit is detected and the pressurization or the Pressure relief of the inflatable elastic seal done automatically. It is therefore not an additional one Control signal required to operate the seal.

Zur Minimierung von Reibung während der Verstellung und Verschleiß am Stößel, ist es besonders vorteilhaft, die Ausbildung der Steuereinheit in Form eines gegen Verdrehen gesicherten Rollenstößels vorzusehen, der in eine Wandungsaussparung in der jeweiligen stationären Endlage einrastet und hierdurch die Druckbeaufschlagung der Dichtung über ein Dreiwegeventil steuert. Die Druckleitung wird demnach über das Dreiwegeventil zur Dichtung hin dann geöffnet, wenn der Rollenstößel in die vorgesehene Wandaussparung zur Bestimmung der stationären Endlage einrastet. Durch eine nur geringfügige Verschiebung des Rollenstößels gleitet dieser aus der Wandungsaussparung hinaus und betätigt das Dreiwegeventil im Sinne einer Schließung der Druckzuführungsleitung zur elastischen Dichtung und einer Öffnung der Druckentlastungsleitung. Danach kann das zu bewegende Teil ohne den Druck in der elastischen Dichtung leicht bewegt werden.To minimize friction during adjustment and Wear on the tappet, it is particularly advantageous that Formation of the control unit in the form of a against twisting secure roller tappet to be provided in a Wall recess in the respective stationary end position engages and thereby the pressurization of the Gasket controls via a three-way valve. The pressure line is then via the three-way valve to the seal opened when the roller tappet is in the intended position Wall recess for determining the stationary end position snaps into place. By only slightly shifting the Roller plunger slides out of the wall recess and operates the three-way valve in the sense of a Closure of the pressure supply line to the elastic Seal and an opening of the pressure relief line. After that, the part to be moved can be moved without the pressure in the elastic seal can be moved easily.

Vorteilhaft ist weiterhin, daß die Dichtung einen rechteckförmigen Querschnitt in einer rechteckförmigen Nut aufweist. Hierdurch ist ein besonders guter Halt und eine Fixierung der Dichtung gewährleistet. Die Nut für die Dichtung kann auch als Hinterschneidung ausgebildet sein, da die elastische Dichtung durch den Hohlraum in den hinterschnittenen Raum eingebracht werden kann. It is also advantageous that the seal one rectangular cross section in a rectangular groove having. This is a particularly good hold and one Fixation of the seal guaranteed. The groove for that Seal can also be designed as an undercut, because the elastic seal through the cavity in the undercut space can be introduced.

Vorteilhaft ist weiterhin, wenn die Nutenflanken oder die Flanken der Dichtung Erhöhungen bzw. Vertiefungen, insbesondere V-förmige Einschnitte aufweisen, um eine formschlüssige Verzahnung der Dichtung in der Nut zu gewährleisten. Vorzugsweise kann die Dichtung auch in die Nut eingeklebt sein, um ein ungewolltes Herausziehen der Dichtung zu verhindern.It is also advantageous if the groove flanks or the Flanks of the seal ridges or depressions, in particular have V-shaped incisions to a positive toothing of the seal in the groove guarantee. Preferably, the seal can also in the Be glued in the groove to prevent unwanted pulling out of the To prevent seal.

Weitere erfindungswesentliche Einzelheiten und Vorteile sind in der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung näher erläutert.Further details and advantages essential to the invention are one in the description below Embodiment explained in more detail with reference to the drawing.

Die Figur zeigt eine linke Symmetriehälfte einer Dichtungsanordnung.The figure shows a left half of symmetry Sealing arrangement.

Die in der Figur dargestellte Dichtungsanordnung (1) dient zur Abdichtung eines feststehenden Teils (2), zum Beispiel einer zylindrischen Behälterwandung, gegenüber einem beweglichen Teil (3), zum Beispiel einem Behälterverschluß. Der Innenraum (4) des Behälters (2) steht beispielsweise unter einem hohen Druck, der durch den Verschluß (3) abgedichtet werden muß.The sealing arrangement ( 1 ) shown in the figure is used to seal a fixed part ( 2 ), for example a cylindrical container wall, against a movable part ( 3 ), for example a container closure. The interior ( 4 ) of the container ( 2 ) is under high pressure, for example, which has to be sealed by the closure ( 3 ).

Die Dichtungsanordnung (1) besteht aus einer aufblasbaren elastischen Dichtung (5) mit einem Hohlraum (6) zur Druckbeaufschlagung. Ein Druckzuführungsnippel (7) wird vor dem Einbau der Dichtung (5) in die Dichtungsnut (8) von der Rückseite der Dichtung her durch diese bis in den Hohlraum (6) hineingestoßen. Der Nippel weist hierfür eine V-förmige Spitze (9) auf, deren breite Rückseite (10) sich nach dem Durchstoßen in den Hohlraum (6) an die Hohlraumwandung anlegt. Die Dichtung (5) wird dann mit dem Nippel (7) durch eine Bohrung (11) der Wandung (12) des Teils (3) hindurchgeschoben und mittels einer Kontermutter (13) befestigt. Die Druckzuführungsleitung (14) führt vom Nippel (7) über die Druckleitung (15) zum Dreiwegeventil (16). Die Druckbeaufschlagung auf das Dreiwegeventil (16) erfolgt über die Druckleitung (17). Der Pfeil (18) stellt die Richtung der Druckbeaufschlagung dar.The seal arrangement ( 1 ) consists of an inflatable elastic seal ( 5 ) with a cavity ( 6 ) for pressurization. A pressure supply nipple ( 7 ) is pushed into the seal groove ( 8 ) from the back of the seal through this into the cavity ( 6 ) before the seal ( 5 ) is installed. For this purpose, the nipple has a V-shaped tip ( 9 ), the wide rear side ( 10 ) of which bears against the cavity wall after being pierced into the cavity ( 6 ). The seal ( 5 ) is then pushed with the nipple ( 7 ) through a bore ( 11 ) in the wall ( 12 ) of the part ( 3 ) and fastened by means of a lock nut ( 13 ). The pressure supply line ( 14 ) leads from the nipple ( 7 ) via the pressure line ( 15 ) to the three-way valve ( 16 ). The three-way valve ( 16 ) is pressurized via the pressure line ( 17 ). The arrow ( 18 ) represents the direction of the pressurization.

Von der Druckzuführungsleitung (14) zum Hohlraum (6) der Dichtung (5) führt eine weitere Druckentlastungsleitung (19) zum Dreiwegeventil (16) und von dort aus über die Leitung (20) ins Freie (Pfeil 21).Another pressure relief line ( 19 ) leads from the pressure supply line ( 14 ) to the cavity ( 6 ) of the seal ( 5 ) to the three-way valve ( 16 ) and from there via line ( 20 ) to the outside (arrow 21 ).

Die Steuereinheit (22) besteht aus einem durch die Feder (25) belasteten Stößel bzw. Rollenstößel (23), der in einer Wandungsaussparung (24) im Teil (2) einrastet. Der Stößel bzw. Rollenstößel (23) überträgt die Bewegung beim Ein- und Ausrasten aus der Wandaussparung (24) auf den Steuerschieber (26) des Dreiwegeventils (16). Der Steuerschieber (26) weist eine erste Bohrung (27) zur Verbindung der Druckleitungen (15, 17) und eine zweite Bohrung (28) zur Verbindung der Druckentlastungsleitungen (19, 20) auf. Die Bohrungen (27, 28) im Steuerschieber (26) sind derart angeordnet, daß immer nur eine Leitung (15, 17) oder (19, 20) durchgeschaltet ist. In der Figur ist beispielsweise nur die Leitung (15, 17) über die Bohrung (27) durchgeschaltet, während die Leitung (19, 20) durch die versetzte Bohrung (28) gesperrt ist.The control unit ( 22 ) consists of a tappet or roller tappet ( 23 ) which is loaded by the spring ( 25 ) and which engages in a wall recess ( 24 ) in part ( 2 ). The tappet or roller tappet ( 23 ) transmits the movement when engaging and disengaging from the wall recess ( 24 ) to the control slide ( 26 ) of the three-way valve ( 16 ). The control slide ( 26 ) has a first bore ( 27 ) for connecting the pressure lines ( 15 , 17 ) and a second bore ( 28 ) for connecting the pressure relief lines ( 19 , 20 ). The bores ( 27 , 28 ) in the control slide ( 26 ) are arranged such that only one line ( 15 , 17 ) or ( 19 , 20 ) is switched through. In the figure, for example, only the line ( 15 , 17 ) is connected through the bore ( 27 ), while the line ( 19 , 20 ) is blocked by the offset bore ( 28 ).

Die Druckbeaufschlagung der elastischen Dichtung (5) geschieht wie folgt: Das beispielsweise als Behälterverschluß (3) ausgebildete bewegliche Teil wird in den Behälter als feststehendes Teil (2) eingeschoben. In diesem Fall stützt sich der Stößel bzw. Rollenstößel (23) zunächst an der Innenwandung (29) des Behälters (2) ab, d. h. die Rolle ist um den Betrag s radial nach innen in den Behälterverschluß (3) geschoben. In diesem Fall ist die Bohrung (28) ebenfalls um den Betrag s radial nach innen gerückt, d. h. die Druckentlastungsleitungen (19, 20) sind durchgeschaltet, während die Bohrung (27), ebenfalls versetzt, den Weg der Leitungen (15, 17) versperrt. Hierdurch ist der Hohlraum (6) der elastischen Dichtung (5) ohne Druckbeaufschlagung bzw. eine Druckentlastung über die Leitung (14, 19), Bohrung (28) und Leitung (20) findet statt.The elastic seal ( 5 ) is pressurized as follows: The movable part, which is designed, for example, as a container closure ( 3 ), is pushed into the container as a fixed part ( 2 ). In this case, the tappet or roller tappet ( 23 ) is initially supported on the inner wall ( 29 ) of the container ( 2 ), ie the roller is pushed radially inwards into the container closure ( 3 ) by the amount s . In this case, the bore ( 28 ) is also moved radially inwards by the amount s , ie the pressure relief lines ( 19 , 20 ) are switched through, while the bore ( 27 ), also offset, blocks the path of the lines ( 15 , 17 ) . As a result, the cavity ( 6 ) of the elastic seal ( 5 ) without pressurization or pressure relief via the line ( 14 , 19 ), bore ( 28 ) and line ( 20 ) takes place.

Rastet nun der Stößel bzw. Rollenstößel (23) in die Wandungsaussparung (24) ein, so drückt die Druckfeder (25) den Stößel bzw. Rollenstößel (23) und damit den Steuerschieber (26) um den Betrag s radial nach außen (in Figur nach links). Hierdurch wird die Druckleitung (17, 15) über die Bohrung (27) geöffnet, während sich die Druckentlastungsleitung (19) durch Verschieben der Bohrung (28) schließt. Dadurch erfolgt eine Druckbeaufschlagung der elastischen Dichtung (5) und damit eine Abdichtung der Teile (2 und 3) gegeneinander.If the tappet or roller tappet ( 23 ) snaps into the wall recess ( 24 ), the compression spring ( 25 ) presses the tappet or roller tappet ( 23 ) and thus the control slide ( 26 ) radially outwards by the amount s (in Figure to the left). As a result, the pressure line ( 17 , 15 ) is opened via the bore ( 27 ), while the pressure relief line ( 19 ) closes by moving the bore ( 28 ). As a result, the elastic seal ( 5 ) is pressurized and thus the parts ( 2 and 3 ) are sealed off from one another.

Verschiebt man das bewegliche Teil (3) gegenüber dem feststehenden Teil (2), so gleitet der Stößel bzw. die Rolle des Stößels (23) aus der Wandungsaussparung (24) heraus und verschiebt wiederum den Steuerschieber (26) im Sinne einer Absperrung der Leitung (15, 17) und einer Öffnung der Leitung (19, 20) zur Druckentlastung der Dichtung (5). Das Teil (3) muß deshalb nur einen sehr geringen Weg ausführen, bis die Druckentlastung der Dichtung (5) erfolgt. Danach kann das Teil (3) sehr leicht, d. h. ohne jede Reibung, gegenüber dem Teil (2) bewegt werden.If the movable part ( 3 ) is moved relative to the fixed part ( 2 ), the tappet or the roller of the tappet ( 23 ) slides out of the wall recess ( 24 ) and in turn shifts the control slide ( 26 ) in order to shut off the line ( 15 , 17 ) and an opening of the line ( 19 , 20 ) for pressure relief of the seal ( 5 ). The part ( 3 ) therefore only has to travel a very short distance until the pressure relief of the seal ( 5 ) takes place. The part ( 3 ) can then be moved very easily, ie without any friction, relative to the part ( 2 ).

Die Dichtung (5) selbst hat einen rechteckförmigen Querschnitt und ist in einer rechteckförmigen Nut (8) eingeklebt. Die V-förmigen Einschnitte (31) dienen zum leichteren Einführen der Dichtung (5) in die Dichtungsnut (8). Die Dichtungsnut (8) ist senkrecht zur Mantelfläche (30) des Teils (3) angeordnet, um die rechteckförmige Nut zu bilden. The seal ( 5 ) itself has a rectangular cross section and is glued into a rectangular groove ( 8 ). The V-shaped incisions ( 31 ) serve for easier insertion of the seal ( 5 ) into the sealing groove ( 8 ). The sealing groove ( 8 ) is arranged perpendicular to the lateral surface ( 30 ) of the part ( 3 ) to form the rectangular groove.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie kann vielmehr auf alle möglichen Anwendungsgebieten verwendet werden.The invention is not illustrated on and described embodiment limited. she can rather used in all possible areas of application will.

Claims

1. Sealing arrangement for sealing preferably two mutually movable parts, the sealing being carried out in the stationary state, with an endless seal inflatable by means of pressurization in the wall of one of the parts, characterized in that a pressure supply nipple ( 7 ) opens into the sealing cavity ( 6 ) , which is connected to a pressure supply line ( 14 ) and this with a three-way valve ( 16 ), and that the pressurization or relief of the seal ( 5 ) in the stationary end position via the three-way valve ( 16 ) by means of a control unit ( 22 ).

2. Sealing arrangement according to claim 1, characterized in that the control unit ( 22 ) consists of a, in a wall recess ( 24 ) engaging plunger or a roller plunger secured against rotation ( 23 ), which is arranged between the parts to be sealed ( 2 , 3 ) and that the movement of the ram and the roller tappet (23), the valve openings (27, 28) in the three-way valve (16) controls in the sense that in an engaged plunger or roller tappet pressurization (23) and pressed-follower or roller tappet ( 23 ) the seal ( 5 ) is depressurized.

3. Sealing arrangement according to claim 1, characterized in that the inflatable seal is rectangular or trapezoidal in cross section, the flanks of the sealing groove ( 8 ) being perpendicular or undercut to the lateral surface ( 30 ) of the seal carrier ( 3 ).

4. Sealing arrangement according to claim 3, characterized in that the groove flanks of the sealing groove ( 8 ) and / or the flanks of the seal ( 5 ) have elevations or depressions, in particular V-shaped incisions ( 31 ).

5. Sealing arrangement according to claim 3 or 4, characterized in that the rubber seal ( 5 ) in the groove ( 8 ) is glued.