DE6938938U - SEALING PACKING FOR GAP SEALING - Google Patents
SEALING PACKING FOR GAP SEALINGInfo
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Description
A 4309A 4309
U. OTTO, Entwicklungsbüro für Hydropneumatic, 7305 A 11 b a c h, Lindenstraße 3U. OTTO, Development Office for Hydropneumatic, 7305 A 11 b a c h, Lindenstrasse 3
Die Erfindung betrifft eine Dichtungspackung zur Spaltabdichtung, insbesondere zur Abdichtung für Kolben und Kolbenstangen, gegenüber hydraulischen oder pneumatischen Drücken, mit einer Folge von Dichtringen aus gummielastischem Werkstoff, die jeweils durch mindestens eine Stützscheibe voneinander getrennt sind.The invention relates to a packing for sealing gaps, in particular for sealing pistons and piston rods, against hydraulic or pneumatic pressures, with a series of sealing rings made of elastic material, each of which is separated from one another by at least one support disc.
Dichteinrichtungen der vorstehend geschilderten Gattung sind bekannt. So beschreibt z. B. die deutsche Auslegeschrift 1 252 487 ein Dichtungs-Sealing devices of the type described above are known. So describes z. B. the German Auslegeschrift 1 252 487 a sealing
H/WH / W
paket, bei dem eine Anzahl von jeweils aurcn Stützringe oder tkutescheiben voneinander getrennten Dichtringen hintereinander angeordnet ist. Die Dichtringe liegen mit ihren Umfangsf lachen an den kreiszylindrischen, abzudichtenden Flächen, insbesondere trocken laufenden Kolben oder Kolbenstangen, an. Die Stützscheiben, die ein Iferausziehen der Dichtringe aus den zwischen den Stützscheiben gebildeten Nuten verhindern sollen, sind an ihren den abzudichtenden Zylinder flächen zugewendeten Flächen konisch ausgebildet und liegen mit ihrer "scharfen" Kante an den Dichtringen an. Außerdem halten die Stütz scheiben gegen diese Zylinderfläche ein minimales Laufspiel ein. Die Dicht- und Stützscheiben sind zusammen in je einem Abstand haltenden und dabei eine Ringnut bildenden Trägerring eingesetzt.package in which a number of aurcn support rings or turkey washers separate sealing rings is arranged one behind the other. The circumferential surfaces of the sealing rings lie on the circular cylindrical, surfaces to be sealed, in particular dry running pistons or piston rods. The support washers that pull out an Ifer to prevent the sealing rings from the grooves formed between the support disks, the cylinder to be sealed are on their surfaces facing surfaces are conical and rest with their "sharp" edge on the sealing rings. In addition, the support washers hold a minimal running clearance against this cylinder surface. The sealing and support disks are each holding a spacing and used a carrier ring forming an annular groove.
Es sind weiterhin Dichtungspakete oekannt, bei denen abwechselnd aus Dichtmaterial bestehende, kreisförmige Scheiben mit Stahlscheiben gleichen Durchmessers zu einer Fackung verspannt sind. Durch die Verspannung werden die Dichtscheiben komprimiert, so daß sie über den Umfang der dazwischenliegenden Stahlscheiben hinaustreten und dadurch eine Dichtwirkung beim axialen Gleiten an der abzudichtenden Zylinderfläche entfalten. Diese Dichtwirkung ist jedoch insofern unvollkommen, als durch das Herauspressen des Dichtungsmaterials zwischen den Stahlscheiben torusförmige Umfangsf lachen der Dichtscheiben entstehen. Dadurch vermögen die einseitig auf das Dichtungspaket wirkenden hydraulischen oder pneumatischen Drücke in die auf diese Weise hervorgerufenen, im Querschnitt annähernd keilförmigen Spalte vor den Dichtflächen einzudringen und die Dichtung relativ leicht von der Wand abzudrängen4. Diese Dichtungen sind' somit zur Abdichtung höherer Drücke in der Größenordnung von bis zu 100 atü nicht geeignet und benötijfön überdies auch bei Abdichtung niedrigerer Drücke eine relativSealing packages are also known in which circular disks consisting of sealing material are alternately braced with steel disks of the same diameter to form a convexity. As a result of the tensioning, the sealing disks are compressed so that they protrude beyond the circumference of the steel disks lying in between and thereby develop a sealing effect during axial sliding on the cylinder surface to be sealed. However, this sealing effect is imperfect in that the pressing of the sealing material between the steel disks results in toroidal circumferential surfaces of the sealing disks. As a result, the hydraulic or pneumatic pressures acting on one side of the seal package are able to penetrate the gap in cross-section which is approximately wedge-shaped in cross-section in front of the sealing surfaces and to push the seal off the wall relatively easily 4 . These seals are therefore not suitable for sealing higher pressures in the order of magnitude of up to 100 atmospheres and, moreover, require a relatively high pressure even when sealing lower pressures
4309 /hu ·4309 / hu
große Baulänge des Pakets.large overall length of the package.
Bei der erstgenannten Dichtungspackung gemäß der DAS 1 252 487 wird durch die Anordnung der an ihren Außenflächen konischen Stützscheiben ein Herausziehen der Dichtringe verhindert und es wird für eine Anlage der kreiszylindrischen Umfangsflache der Dichtringe an der abzudichtenden Fläche gesorgt. Die Ausbildung der Stützscheiben mit ihrer konischen Außenfläche und ihr erforderliches geringes Laufspiel gegenüber der abzudichtenden Fläche sowie die Anordnung dieser Dichtungskombination in eigenen Tragringen sind jedoch relativ teuer und aufwendig.In the case of the first-mentioned packing according to DAS 1 252 487 the arrangement of the support disks conical on their outer surfaces prevents the sealing rings from being pulled out and it is used for a Plant of the circular cylindrical circumferential surface of the sealing rings on the area to be sealed. The formation of the support disks with their conical outer surface and their required low running clearance compared to the surface to be sealed and the arrangement of this sealing combination in its own support rings are relatively expensive and laborious.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Dichtungspackung der eingangs genannten Art zur Abdichtung gegenüber hydraulischen oder pneumatischen Drücken vorzuschlagen, bei der eine einwandfreie Abdichtung auch bei hohen Drücken gewährleistet ist und die darüber hinaus einfach und billig herstellbar ist und eine hohe Lebensdauer hat. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Stützscheiben eine Dicke von höchstens der Hälfte der Dichtringe besitzen, mit ihrem der abzudichtenden Fläche abgewendeten Rand an einer Gegenfläche geführt sind und gegenüber der abzudichtenden Fläche ein Spiel von etwa dem 0,8-fachen bis zum 1, 2-fachen der Dicke der Dichtringe aufweisen.Based on this prior art, it is the task of the present one Invention, a packing of the type mentioned for To propose sealing against hydraulic or pneumatic pressures, in which a perfect seal even at high Pressing is guaranteed and, moreover, can be produced easily and cheaply and has a long service life. This is what makes this job solved that the support disks have a thickness of at most half the sealing rings, with their facing away from the surface to be sealed Edge are guided on a mating surface and compared to the surface to be sealed a game of about 0.8 to 1.2 times the thickness of the sealing rings.
Zweckmäßigerweise bestehen die Stützscheiben aus einem WerkstoffThe support disks are expediently made of one material
ο sehr hoher Festigkeit, z.B. Stahl von 140 bis 160 kp/mm . ο very high strength, e.g. steel from 140 to 160 kp / mm.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen und an-Further details and features of the invention emerge from the following description of preferred embodiments and other
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hand der beiliegenden Zeichnung. Hierin zeigen:hand of the accompanying drawing. Show here:
Fig. 1 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform betreffend die Abdichtung einer Kolbenstang ^;1 relating to a section through a first embodiment the sealing of a piston rod ^;
Fig. 2 einen Schnitt durch eine zweite bevorzugte Ausführungsform betreffend die Abdichtung eines Kolbens;2 shows a section through a second preferred embodiment concerning the sealing of a piston;
Fig. 3 Schnitte durch drei bevorzugte Ausführungsformen von Dichtringen.Fig. 3 sections through three preferred embodiments of sealing rings.
Wie Fig. 1 zu entnehmen, ist in einem Dichtungsgehäuse 1 ein Dichtungspaket 2 angeordnet, welches gegen einen Bund 3 des Dichtungsgehäuses 1 einerseits und gegen eine ringförmige, einstellbare Scheibe 4 andererseits anliegt, die mit dem Dichtungsgehäuse 1 verschraubt ist. Das Dichtungspaket 4 besteht aus mehreren Dichtringen 5 aus gummielastischem Dichtwerkstoff, die jeweils durch ringförmige Stahlscheiben 6 (Stützscheiben) voneinander getrennt sind. Die Dichtringe 5 liegen dichtend mit ihren äußeren Umfangsflächen gegen die Innenwandung des Dichtungsgehäuses 1 und mit ihren inneren Umfangsflächen an einer Kolbenstange 7 an, die in Achsrichtung beweglich ist. Durch das Dichtungspaket wird ein Raum mit einem hohen Druck P1 gegenüber einem Raum mit einem niedrigen Druck P„ abgedichtet.As can be seen from FIG. 1, a seal package 2 is arranged in a seal housing 1, which lies against a collar 3 of the seal housing 1 on the one hand and against an annular, adjustable disk 4 on the other hand, which is screwed to the seal housing 1. The sealing package 4 consists of several sealing rings 5 made of rubber-elastic sealing material, each of which is separated from one another by ring-shaped steel disks 6 (support disks). The sealing rings 5 are sealingly with their outer peripheral surfaces against the inner wall of the seal housing 1 and with their inner peripheral surfaces on a piston rod 7 which is movable in the axial direction. The seal package seals a space with a high pressure P 1 from a space with a low pressure P ".
Die die Dichtringe 5 voneinander trennenden Stahlscheiben 6 besitzen vorzugsweise eine Dicke von 1/5 der Dicke der Dichtringe 5. Der Außendurchmesser der Stahlscheiben 6 ist so bemessen, daß sie durch die Innenwandung des Dichtungsgehäuses 2 geführt sind und hieran anliegen. Konzentrisch zur Achse der Kolbenstange 7 sind in den Stahl-The steel disks 6 separating the sealing rings 5 from one another have preferably a thickness of 1/5 the thickness of the sealing rings 5. The outer diameter of the steel disks 6 is dimensioned so that they through the inner wall of the seal housing 2 are guided and bear against it. Concentric to the axis of the piston rod 7 are in the steel
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Scheiben 6 Bohrungen 8 angeordnet, deren Durchmesser derart gewählt ist, daß ein bestimmtes Spiel 9 zwischen der Innenwandung der Bohrungen 8 und der Außenwandung der Kolbenstange besteht. Das Spiel 9 ist vorzugsweise genauso groß wie die Dicke der die Stützscheiben bildenden Stahlscheiben 6. Es ist empfehlenswert, die Festigkeit des für die Stahlscheiben verwendeten Stahles sehr hoch zu wählen, damit diese die auftretenden Belastungen, z.B. infolge der unterschiedlichen Drücke, ohne Verformung zu übertragen vermögen und die Dichtringe 5 die gewünschte Abdichtfunktion ausüben. So ist z.B. Feder-Disks 6 holes 8 arranged, the diameter of which is chosen is that there is a certain game 9 between the inner wall of the bores 8 and the outer wall of the piston rod. That Game 9 is preferably just as large as the thickness of the steel disks 6 forming the support disks. It is recommended that the strength The steel used for the steel disks must be selected very high so that they can transfer the loads that occur, e.g. as a result of the different pressures, without deformation and the sealing rings 5 perform the desired sealing function. For example, spring
stahl mit einer Festigkeit von 140 - 160 kp/mm geeignet. Als Werkstoff für die Dichtringe 5 empfiehlt sich ein gummielastischer Dichtwerkstoff mit einer Shorehärte von 80 bis 100, insbesondere 90. Ein derartiger Werkstoff wird unter dem Handelsnamen "Perbunan" vertrieben. steel with a strength of 140 - 160 kp / mm. As a material A rubber-elastic sealing material with a Shore hardness of 80 to 100, in particular 90, is recommended for the sealing rings 5 such a material is sold under the trade name "Perbunan".
Die Dichtringe 5 sind ebenfalls mit zur Achse der Kolbenstange 7 konzentrischen Bohrungen versehen, deren Durchmesser jedoch geringfügig kleiner ist als der Durchmesser der Kolbenstange 7, so daß eine gewisse radiale Vorspannung der Dichtringe 5 in Richtung auf die Oberfläche der Kolbenstange 7 erzeugt wird. Entsprechend können auch die äußeren Abmessunger der Dichtringe 5 geringfügig größer gewählt werden als die Abmessungen der Innenwandung des Dichtungsgehäuses 1.The sealing rings 5 are also concentric with the axis of the piston rod 7 Provided bores, but their diameter is slightly smaller than the diameter of the piston rod 7, so that a a certain radial bias of the sealing rings 5 in the direction of the surface of the piston rod 7 is generated. The outer dimensions of the sealing rings 5 are chosen to be slightly larger than the dimensions of the inner wall of the seal housing 1.
Anstelle dieser geringen Übermaße, die nicht unwesentlich zur Erzeugung einer guten Dichtwirkung beitragen, können die Dichtringe auch bündig eingesetzt und sodann durch die Scheibe 4 in axialer Richtung etwas verspannt werden, wodurch sich ebenfalls radiale Vorspannkräfte ergeben. Die xiale Vorspannung darf jedoch nicht so gewählt werden, daß eine wulstartige Verformung der inneren Teile der Dichtringe 5 imInstead of these small excesses, which are not insignificant to the generation contribute to a good sealing effect, the sealing rings can also be inserted flush and then through the disk 4 in the axial direction be tightened somewhat, which also results in radial prestressing forces. The axial preload, however, must not be selected in such a way that that a bead-like deformation of the inner parts of the sealing rings 5 in the
Bereich des Spieles 9 zwischen den Stahlscheiben 6 und der Kolbenstange 7 verursacht wird.Area of play 9 between the steel disks 6 and the piston rod 7 is caused.
In Fig. 1 ist mit ausgezogenen Linien die Lage der Dichtringe im drucklosen Zustand dargestellt, während die strichlierten Linien die Lage der Dichtringe bei Druckbeaufschlagung zeigen. Wie hierbei ersichtlich, "kippen" die inneren Teile der Dichtringe 5 unter Einwirkung des Druckes P1 etwas ab, so daß ein einwandfreier Dichtrand - siehe bei A in Fig. 1 - entsteht und eine gute Abdichtung gewährleistet ist. In dieser abgekippten Lage nimmt die Innenwandung der Bohrung der Dichtringe 5 eine gegenüber der Oberfläche der Kolbenstange geneigte Lage ein. Wie Versuche ergeben haben, ist die Größe der Neigung von großer Bedeutung. Die Größe der Neigung wird durch die Verhältnisse der Dicken der Dichtringe und Stützscheiben zueinander und zu der Größe des Spieles beeinflußt. Wie ebenfalls versuchsmäßig festgestellt werden konnte, ergeben sich besonders günstige Werte, wenn die Dicke der Dichtringe fünfmal so groß ist wie die Dicke der Stützscheiben und der Größe des Spieles entspricht.In Fig. 1, the position of the sealing rings in the unpressurized state is shown with solid lines, while the dashed lines show the position of the sealing rings when pressure is applied. As can be seen here, the inner parts of the sealing rings 5 "tilt" slightly under the action of the pressure P 1 , so that a perfect sealing edge - see at A in Fig. 1 - is created and a good seal is ensured. In this tilted position, the inner wall of the bore of the sealing rings 5 assumes a position inclined with respect to the surface of the piston rod. As tests have shown, the size of the slope is of great importance. The size of the inclination is influenced by the ratio of the thicknesses of the sealing rings and support disks to one another and the size of the game. As could also be determined by experiment, particularly favorable values result when the thickness of the sealing rings is five times as large as the thickness of the support disks and corresponds to the size of the play.
Die Stützscheiben können jedoch eine Dicke von höchstens* der Hälfte der Dichtringe besitzen. Das Spiel kann das 0, 8- bis 1,2-fache der Dicke der Dichtringe betragen. Im jeweiligen Anwendungsfall können die Verhältnisse innerhalb der vorgenannten Bereiche durch einfache Versuche derart gewählt werden, daß sich jeweils optimale Dichtwerte in Vt -bindung mit einer hohen Lebensdauer ergeben. Zu beachten de Einflußgrößen sind hierbei die Härte des Dichtwerkstoffes und gegebenenfalls auch der Durchmesser der Kolbenstange.However, the support disks can have a thickness of at most * half own the sealing rings. The game can be 0.8 to 1.2 times the Thickness of the sealing rings. In the respective application, the relationships within the aforementioned ranges can be set by simple Tests are chosen in such a way that optimum density values are achieved in each case in Vt bond with a long service life. To note The influencing factors here are the hardness of the sealing material and, if necessary, the diameter of the piston rod.
In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, welches die 4309In Fig. 2, a further embodiment is shown which the 4309
Abdichtung eines Kolbens betrifft und entsprechend dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ausgebildet ist. Die einander entsprechenden Teile sind mit denselben Bezugszeichen, jedoch mit einem Beistrich versehen. Da das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 analog zu dem gemäß Fig. 1 ausgebildet ist, kann auf eine eingehende Beschreibung verzichtet werden. Es sei nur darauf hingewiesen, daß der Kolbenstange 7 gemäß Fig. 1 der Zylinder V gemäß Fig. 2 und dem Dichtungsgehäuse 1 gemäß Fig. 1 der Kolben 1* gemäß Fig. 2 entspricht und daß die Dichtungs- und Stützringe in einer ringförmigen Nut des Kolbens angeordnet sind.Sealing of a piston relates and is designed according to the embodiment of FIG. The parts that correspond to one another are provided with the same reference numerals but with a comma. Since the exemplary embodiment according to FIG. 2 is designed analogously to that according to FIG. 1, a detailed description can be dispensed with. It should only be pointed out that the piston rod 7 according to FIG. 1, the cylinder V according to FIG. 2 and the seal housing 1 according to FIG. 1 corresponds to the piston 1 * according to FIG. 2 and that the sealing and support rings in an annular groove of the Pistons are arranged.
Aus Fig. 3 sind versc hiedene Formgebungen der Innenbohrung der Dichtringe ersichtlich. Mittels der erfindungsgemäßen Dichtung ergibt sich der Vorteil einer einwandfreien Abdichtung auch bei hohen Drücken in Verbindung mit einer sehr hohen Lebensdauer. Ferner ist sehr vorteilhaft, daß die Herstellungskosten äußerst niedrig sind, da nur einfach herzustellende Teile verwendet werden und keine genauen Fertigungstoleranzen eingehalten werden müssen. Vorteilhaft ist auch, daß die axiale Baulänge der erfindungsgemäßen Dichtung sehr gering ist, was unter anderem darauf zurückzuführen ist, daß die Dicke der Stützscheiben relativ klein ist. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Dichtung ist darin zu sehen, daß die Reibung in der Dichtfläche sehr klein ist.From Fig. 3 are different shapes of the inner bore of the Sealing rings visible. By means of the seal according to the invention results the advantage of a perfect seal even at high pressures combined with a very long service life. Furthermore is very advantageous that the manufacturing costs are extremely low, since only easy-to-manufacture parts are used and no precise ones Manufacturing tolerances must be adhered to. It is also advantageous that the overall axial length of the seal according to the invention is very great is small, which is due, among other things, to the fact that the thickness of the support disks is relatively small. Another advantage of the invention Seal can be seen in the fact that the friction in the sealing surface is very small.
In Abwandlung von den dargestellten Ausführungsbeispielen können gegebenenfalls anstelle jeweils einer Stahlscheibe zwei entsprechend dünnere Stahlscheiben zur Anwendung gelangen. In weiterer Abwandlung kann die erfindungsgemäße Dichtung auch zur Abdichtung von nicht kreisförmigen, d.h. eckigen Flächen ^nutzt werden, was sowohl fürIn a modification of the exemplary embodiments shown, two steel disks can optionally be used instead of one steel disk each thinner steel disks are used. In a further modification, the seal according to the invention can also be used for sealing not circular, i.e. angular surfaces ^ can be used for both
die Λ belichtung einer Kolbenstange als auch für die Abdichtung eines Kolbens gilt. Hierbei kann z.B. die Kolbenstange gemäß Fig. 1 einen sechseckigen Querschnitt haben, während die Dichtringe und Stützscheiben mit kreisrunden Bohrungen versehen sind. Entsprechende0 gilt für die Abdichtung gegenüber der Innenwandung einer im Querschnitt eckig ausgebildeten Hülse.the Λ exposure of a piston rod as well as the sealing of a piston applies. Here, for example, the piston rod according to FIG. 1 can have a hexagonal cross section, while the sealing rings and support disks are provided with circular bores . Corresponding 0 applies to the seal against the inner wall of a sleeve with an angular cross-section.
Claims (6)
mit einer Bruchfestigkeit von 140 bis 160 kp/mm bestehen. ο
with a breaking strength of 140 to 160 kp / mm.
Fünftel der Dicke der Dichtringe (5,5') beträgt. 4. Seal package according to one of claims 1 to 3, characterized in that the thickness of the support disks (6,6 ') a quarter or a
Fifth of the thickness of the sealing rings (5.5 ') .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19696938938 DE6938938U (en) | 1969-10-06 | 1969-10-06 | SEALING PACKING FOR GAP SEALING |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19696938938 DE6938938U (en) | 1969-10-06 | 1969-10-06 | SEALING PACKING FOR GAP SEALING |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE6938938U true DE6938938U (en) | 1970-03-26 |
Family
ID=34125559
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19696938938 Expired DE6938938U (en) | 1969-10-06 | 1969-10-06 | SEALING PACKING FOR GAP SEALING |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE6938938U (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2931603A1 (en) * | 1979-08-03 | 1981-02-19 | Seals Eastern Inc | Multilayer seal for hydraulic piston - consists of stack of alternating elastomeric and metal rings with graduated thicknesses |
-
1969
- 1969-10-06 DE DE19696938938 patent/DE6938938U/en not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2931603A1 (en) * | 1979-08-03 | 1981-02-19 | Seals Eastern Inc | Multilayer seal for hydraulic piston - consists of stack of alternating elastomeric and metal rings with graduated thicknesses |
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