DE3823261A1 - Einseitig druckbeaufschlagbarer dichtungsring zum abdichten zweier zueinander verschieblicher teile - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Dichtungsring des Patentanspruches 1.

Dichtungsringanordnungen der gattungsgemäßen Art, welche auch als Nutringe bezeichnet sind, weisen in einer Ringnut der gegenseitig abzudichtenden Teile befindlich zwei Dichtlippen auf, welche verformbar und hierdurch jeweils in dichtende Anlage an eine Seitenwand der den Dichtungsring aufnehmenden Ringnut anpreßbar sind. Bei von einer Seite vollzogener pneumatischer Beaufschlagung eines derartigen Dichtungsringes wird der der druckbeaufschlagten Seite zugewandte Lippenkörper axial nach innen gerichtet verformt, derart, daß der Raum zwischen den beiden Lippen dem Arbeitsdruck ausgesetzt wird und hierdurch eine radial und axial gerichtete Kraftkomponente auf die Dichtkante bzw. die Lippendichtfläche der zweiten Lippe entsteht. Obwohl der Druckaufbau und damit die Verformung des Dichtringes in seine Dichtposition im wesentlichen verzögerungsfrei vollzogen wird, kann es dort, wo es auf geringste Reibung ankommt, zwischen den abzudichtenden Teilen zu Problemen kommen, derart, daß der Raum zwischen den beiden Dichtlippen vor vollständiger Entlüftung schließt und hierdurch eine verbleibende radial gerichtete Restanpreßkraft für die Dichtkante des Dichtungsringes hingenommen werden muß. Bei Verschiebung der beiden Teile zueinander ist es in bestimmten Anwendungsfällen jedoch äußerst wichtig, daß vom Dichtungsring nur noch geringer Reibungswiderstand ausgeübt wird. Dies ist insbesondere im unteren Druckbereich von größter Bedeutung, z.B. bei Arbeitsdrücken von < 1 bar, also bei Drücken, bei welchen es auf geringste Reibung bei Relativverschiebungen der beiden Teile ankommt.

Davon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, einen Dichtungsring der gattungsgemäßen Art so auszubilden, daß die Be­ und Entlüftung des Raumes zwischen den beiden Lippen nahezu verzögerungsfrei geschieht; gleichzeitig soll ausreichende Anpreßkraft im Bereich der Dichtkante und der Dichtflanke einer der Lippen sichergestellt sein, wenn eine einseitige Druckbeaufschlagung vorliegt. Insbesondere bei kleinen Drücken soll sich diese Wirkungsweise zeigen.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale nach dem Kennzeichnungsteil des Patentanspruches 1.

Der Dichtungsring ist im Bereich seiner Kammer bzw. seines Raumes zwischen den beiden Lippen sehr schnell mit der druckbeaufschlagbaren Seite im Spalt zwischen den abzudichtenden Teilen verbindbar, da die der druckbeaufschlagten Seite zugewandte Lippe als im wesentliche formstabile Führungslippe ausgebildet ist, während die auf der druckabgewandten Seite befindliche Lippe in herkömmlicher Weise als verformbare Dichtlippe besteht. Durch den Druckaufbau im Bereich zwischen den beiden Lippen kann die erwünschte radiale als auch axiale Anpreßung erreicht werden, gleichzeitig ist es jedoch ermöglicht, den Druckabbau so schnell im Bereich zwischen den Lippen wirksam werden zu lassen, daß eine Verschiebung der zueinander beweglichen Teile bei geringster Reibung vollzogen werden kann.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung ist der Dichtungsring an seinem Außenumfang mit einer zweiten Dichtkante ausgestattet, welche zusätzlich in dichtendem Sinne zur Anlage am zweiten der abzudichtenden Teile zur Anlage kommt, wenn ein vorbestimmtes Druckniveau im Raum zwischen den beiden Lippen existiert. Die radiale Bauhöhe dieser zweiten Dichtkante kann so gewählt sein, daß sie sich bei Druckentlastung von dem zweiten, abzudichtenden Teil wieder löst, derart, daß die Reibung allein auf den Bereich der ersten Dichtkante beschränkt bleibt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den weiteren Patentansprüchen aufgeführt.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert.

Fig. 1 ist eine Teilschnittansicht eines Dichtungsringes nach der Erfindung; und

Fig. 2 ist eine Teilschnittansicht einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung.

Der in Fig. 1 der Zeichnung wiedergegebene Dichtungsring 1 zum Abdichten zweier zueinander verschieblicher Teile 3 und 5 weist in bekannter Weise eine durch zulaufende Teilflächen 7 und 9 gebildete Dichtkante 11 auf, welche als Bestandteil des Kopfteiles 13 unter einer gewissen radialen Vorspannung am abzudichtenden Teil 5 z.B. an der Innenwand eines zylindrischen Gehäuses, anliegt. In einer im abzudichtenden Teil 3 verlaufenden Ringnut 15 ist der Fußteil 17 des Dichtungsringes 1 aufgenommen, wobei der Fußteil gemäß Darstellung aus zwei Lippen besteht, nämlich aus der Führungslippe 19 und der Dichtlippe 21. Die Führungslippe 19 ist der druckbeaufschlagten Seite des Dichtungsringes 1 zugewandt und erstreckt sich im wesentlich parallel zu der in der Darstellung nach Fig. 1 linken Seitenwand 23 der Ringnut 15. An der der Seitenwand 23 zugewandten Stirnfläche 25 der Führungslippe 19 sind unter Abstand zueinander Noppen 27 und dergleichen Erhebungen verschiedenartigster Gestaltung ausgebildet. Es können auch nutartige Vertiefungen 29 vorgesehen sein, zwischen welchen sich die Noppen 27 unter Abstand erstrecken, wobei der Abstand dieser Noppen gegenüber der Seitenwand 23 unterschiedlich bemessen sein kann. Die vorbeschriebene Konfiguration vermittelt eine sehr gute Verbindung mit dem der Führungslippe zugewandten, d.h. druckbeaufschlagten Abschnitt 31 des zwischen den Teilen 3 und 5 bestehenden Spaltes, so daß der Druck des Abschnittes 31 im wesentlichen ohne Verzögerung in dem zwischen den Lippen bestehenden Raum 33 vorherrscht, wenn eine Erhöhung des Luftdruckes im Abschnitt 31 des Spaltes zwischen den Teilen 3 und 5 herbeigeführt wird. Der im Raum 33 bestehende Druck wirkt in bekannter Weise gegenüber der Dichtlippe 21 und vermag diese an die Seitenwand 35 der Ringnut anzupressen, wobei gleichzeitig eine radial nach außen gerichtete Kraftkomponente dazu beiträgt, daß die Dichtkante 11 bei Druckerhöhung in verstärktem Maße gegenüber dem Teil 5 abdichtet.

Wird innerhalb des Abschnittes 31 des Spaltes zwischen den Teilen 3 und 5 der Druck abgebaut, was auch durch eine relative Axialverschiebung zwischen den Teilen 3 und 5 geschehen kann, dann ist dieser Druckabbau infolge der vorbeschriebnen Nut- und Noppenkonfiguration sofort innerhalb des Raumes 33 wirksam. Die die Dichtlippe 21 bei Druckbeaufschlagung an die Seitenwand 35 anpressenden Kräfte werden infolgedessen sofort abgebaut, d.h. daß der Dichtungsring 1 innerhalb kürzester Zeit wieder die in der Zeichnung dargestellte Lage einnimmt.

Im besonderen ist der Dichtungsring 1 für geringe Drücke, also auch im Bereich von <1 bar geeignet, wo es auf geringste Reibung ankommt und dennoch eine einfach-wirkende Dichtfunktion gewährleistet sein muß. Die vorbeschriebene Nut- und Noppenkonstruktion macht es im besonderen bei derart kleinen Drücken entbehrlich, in den Nutgrund 37 eine Entlüftungs-Ausgleichsbohrung münden zu lassen, d.h. eine Bohrung, über welche der Druck im Raum 33 sehr schnell abgebaut werden könnte. Die Dichtungsringkonstruktion nach der Erfindung ist demgegenüber baulich sehr einfach konzipiert und ist dennoch in der Lage, selbst bei geringsten Drücken ausreichende Dichtfunktion zwischen den beiden Teilen 3 und 5 zu gewährleisten.

Der in Fig. 1 dargestellte Dichtungsring 1 ist für einseitige Druckbeaufschlagung vorgesehen. Bei zweiseitiger Druckbeaufschlagung im Spalt zwischen den abzudichtenden Teilen 3 und 5 wird ein zweiter Dichtungsring der vorstehend beschriebenen Konstruktion spiegelbildlich, d.h. gemäß Darstellung rechts zum Dichtungsring 1 angeordnet, derart, daß die beiden Führungslippen jeweils den druckbeaufschlagten Seiten der Dichtungsringe zugewandt sind.

In Fig. 2 der Zeichnung ist ein Dichtungsring 39 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Der Dichtungsring 39 weist im Gegensatz zur vorstehend beschriebenen Konstruktion 2 Dichtkanten 41 und 42 auf, von welchen die in der Darstellung linke Dichtkante 41 in radialer Erstreckung geringere Bauhöhe besitzt als die in der Darstellung rechte Dichtkante 43. Bei Druckbeaufschlagung des Spaltes im Bereich des Abschnittes 45, d.h. bei einseitiger Druckbeaufschlagung, wie vorstehend beschrieben, wirkt der Druck im wesentlichen sofort innerhalb des Raumes 47, wobei die Dichtlippe 21 in bekannter Weise seitlich an die ihr zugewandte Seitenwand 35 der Ringnut angepreßt wird und erfindungsgemäß gleichzeitig eine verstärkte radiale Anpressung der beiden Dichtkanten 41 und 43 erfolgt. Eine erhöhte Abdichtung entlang des Außenumfanges des Dichtungsringes 39 ist die Folge. Die radiale Höhe der Dichtkante 41 kann hierbei so bemessen sein, daß sie bei Druckentlastung im Abschnitt 45 bzw. im Raum 47 vom Teil 5 abhebt, derart, daß nur noch die Dichtkante 43 ständig in Dichtungsberührung verbleibt. Bei axialer Relativverschiebung der Teile 3 und 5 ist hierdurch eine beträchtliche Reduzierung des Reibungswiderstandes zwischen Dichtungsring und Teil 5 sichergestellt; gleichzeitig ist im Falle der Druckerhöhung eine äußerst sichere Dichtfunktion gewährleistet.

Grundsätzlich ist der vorstehend beschriebene Dichtungsring 1 bzw. 39 bevorzugt für axial zueinander verschiebliche Teile bei einseitiger Druckbeaufschlagung vorgesehen. Es ist jedoch auch möglich, Dichtungsringe dieser Konstruktion für in Umfangsrichtung zueinander bewegliche Teile bei gleichzeitiger einseitiger pneumatischer Druckbeaufschlagung vorzusehen. Grundsätzlich ist, wie vorstehend erläutert wurde, auch eine zweiseitige Druckbeaufschlagung möglich, wenn der Dichtungsring als Zwillingsanordnung in einem der abzudichtenden Teile vorgesehen ist. Bevorzugte Verwendung erfährt der Dichtungsring im unteren Druckbereich, z.B. bei Drücken von < 1 bar, bei welchen es auf geringste Reibung und dennoch ausreichende Dichtung ankommt.

Bezugszeichenliste

 1 Dichtungsring
 3 Teil
 5 Teil
 7 Teilfläche
 9 Teilfläche
11 Dichtkante
13 Kopfteil
15 Ringnut
17 Fußteil
19 Führungslippe
21 Dichtlippe
23 Seitenwand
25 Stirnfläche
27 Noppen
29 Vertiefung
31 Abschnitt
33 Raum
35 Seitenwand
37 Nutgrund
39 Dichtungsring
41 Dichtkante
43 Dichtkante
45 Abschnitt
47 Raum

Claims (8)

1. Einseitig druckbeaufschlagbarer Dichtungsring zum Abdichten zweier zueiander verschieblicher Teile, mit einer in einem der Teile angeordneten Ringnut, welche den durch zwei Lippen gebildeten Fußteil des Dichtungsringes aufnimmt, wobei der Kopfteil des Dichtungsringes mittels einer Dichtkante an dem anderen der gegenseitig abzudichtenden Teile anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die der druckbeaufschlagten Seite des Dichtungsringes (1; 39) zugewandte Lippe als Führungslippe (19) ausgebildet ist, welche an ihrer der Seitenwand (23) der Ringnut (15) zugewandten Seite zur Entlüftung dienende Noppen (27), Vertiefungen und dergleichen geometrische Konfiguration aufweist, derart, daß der Raum (33, 47) zwischen den beiden Lippen entlang der Seitenwand (23) der Ringnut beschleunigt be- und entlüftbar ist.

2. Dichtungsring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an der druckabgewandten Seite des Dichtungsringes ausgebildete Lippe als herkömmliche Dichtlippe (21) ausgebildet ist, welche durch den Druck im Raum (33, 47) dichtend gegen die zugewandte Seitenwand (35) der Ringnut (15) anpressbar ist.

3. Dichtungsring nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen der Führungslippe und der Dichtlippe gebildete Raum (33, 47) gegenüber dem Nutgrund offen ist und bei Druckbeaufschlagung eine radial nach außen gerichete Kraftkomponente zum verstärkten Anpressen der Dichtkante (11) an das andere der abzudichtenden Teile vermittelt.

4. Dichtungsring nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungslippe (19) im wesentlichen formstabil ist und sich parallel zur Seitenwand (23) der Ringnut erstreckt.

5. Dichtungsring nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die der Seitenwand (23) zugewandten Nuten radial gerichtet im Material des Dichtungsringes ausgebildet sind, und daß in den Nuten unter Abstand Noppen eingesetzt sind.

6. Dichtungsring nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von der der Seitenwand (23) der Ringnut zugewandten Fläche der Führungslippe (19) Noppen oder dergleichen Vorsprünge unter Abstand zueinander frei auskragen.

7. Dichtungsring nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine zweite, am Außenumfang des Dichtungsringes angeordnete, gegenüber dem zweiten der abzudichtenden Teile wirkende Dichtkante (41).

8. Dichtungsring nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Dichtkante (41) eine kleinere radiale Bauhöhe besitzt und am Außenumfang der Führungslippe (19) ausgebildet ist.