DE7900776U1 - Sealing device - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Dichtring und eine Dichteinrichtung mit einem solchen Dichtring.The present invention relates to a sealing ring and a sealing device with such a sealing ring.
Es sind Dichtringe bekannt, welche eine Dichtstelle zwischen der Bohrung eines Gehäuses und einem Kolben herstellen können, welcher in der Bohrung verschiebbar ist. Auf diese Weise kann die Bohrung gegen den Außenraum abgedichtet werden. Derartige Dichtringe werden üblicherweise bei hydraulischen Hauptbremszylindern dazu verwendet, den Hydraulikkreis von der Atmosphäre zu trennen. Üblicherweise sind die Dichtringe in einer Ringnut des Kolbens des Hauptbremszylinders angebracht, welche in der Nachbarschaft der auf den Kolben arbeitenden Druckstange vorgesehen ist. Diese Dichtringe weisen einen Ringkörper auf, welcher mit seiner ersten Oberfläche einen kragenförmigen Flansch begrenzt. Die Dichtringe haben ferner eine außenliegende Dichtlippe und eine innenliegende Dichtlippe, welche mit derjenigen Oberfläche des Ringkörpers verbunden sind, die der ersten Oberfläche gegenüberliegt. Eine jede der Dichtlippen hat eine außenliegende Kante, die strömungsmitteldicht mit einer zugeordneten Berührfläche zusammenarbeitet. Letztere besteht aus der Innenwand der Bohrung des Gehäuses des Hauptbremszylinder und dem Boden der die Dichtung aufnehmenden Ringnut.Sealing rings are known which can produce a sealing point between the bore of a housing and a piston, which is displaceable in the bore. In this way, the bore can be sealed against the outside space. Such sealing rings are usually used in hydraulic master cylinders to isolate the hydraulic circuit from the atmosphere. Usually the sealing rings are mounted in an annular groove of the piston of the master cylinder, which is in the vicinity of the on the piston working push rod is provided. These sealing rings have an annular body which delimits a collar-shaped flange with its first surface. The sealing rings also have a external sealing lip and an internal sealing lip, which are connected to that surface of the ring body which is opposite to the first surface. Each of the sealing lips has an outboard edge that fluid-tightly cooperates with an associated contact surface. The latter consists of the Inner wall of the bore of the housing of the brake master cylinder and the bottom of the annular groove receiving the seal.
Beim normalen Betrieb einer Bremsanlage erhält man mit einem Dichtring der oben angegebenen Art eine zufriedenstellende Abdichtung. iDuring normal operation of a brake system one obtains with a sealing ring of the type indicated above a satisfactory seal. i
Dies gilt jedoch dann nicht, wenn im Hydraulikkreis ein UnterdruckHowever, this does not apply if there is a negative pressure in the hydraulic circuit
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herrscht. Ein solcher Unterdruck kann z.B. beim Entlüften der Bremsanlage,beim Nachfüllen von Bremsflüssigkeit oder beim Leeren der Bremsanlage auftreten. Diejenige Oberfläche des Dichtrings, welche auf derselben Seite liegt wie die Druckstange, bleibt dann weiterhin unter atmosphärischem Druck, während die ihr gegenüberliegende Oberfläche des Dichtrings nun mit dem im Hydraulikkreis herrschenden Unterdruck beaufschlagt ist.prevails. Such a negative pressure can occur, for example, when bleeding the brake system, when refilling the brake fluid or when emptying it occur in the braking system. That surface of the sealing ring which is on the same side as the push rod then remains still under atmospheric pressure, while the opposite surface of the sealing ring is now with that in the hydraulic circuit prevailing negative pressure is applied.
Dies führt dann dazu, daß die außenliegende Dichtlippe des Dichtrings verkippt wird, und infolgedessen können Luftblasen in den Hydraulikkreis eindringen, was unerwünscht ist.This then leads to the fact that the outer sealing lip of the sealing ring is tilted, and as a result, air bubbles can enter the hydraulic circuit, which is undesirable.
Andererseits ist ein ganz allgemeines Problem bei Dichtringen der oben angesprochenen Art das, die während der Bewegung des Kolbens in der Bohrung entstehenden Reibungskräfte ganz erheblich zu vermindern. On the other hand, a very general problem with sealing rings of the type discussed above is that which occurs during the movement of the piston to reduce the frictional forces generated in the bore quite considerably.
Durch die vorliegende Erfindung soll daher ein Dichtring und eine Dichteinrichtung mit einem solchen Dichtring geschaffen werden, mit welchen eine gute Abdichtung zwischen dem Hydraulikkreis und der Atmosphäre erhalten wird. Durch die vorliegende Erfindung soll ferner ein Dichtring und eire Dichteinrichtung geschaffen werden, bei welchen die Reibungskräfte zwischen a) dem Dichtring und b) dem Kolben und der Bohrung vermindert sind.The present invention is therefore intended to provide a sealing ring and a sealing device with such a sealing ring, with which a good seal between the hydraulic circuit and the atmosphere is obtained. The present invention aims to Furthermore, a sealing ring and a sealing device are created in which the frictional forces between a) the sealing ring and b) the piston and the bore are reduced.
Hierzu schafft die Erfindung einen Dichtring gemäß Anspruch 1 und eine Dichteinrichtung gemäß Anspruch 8.To this end, the invention creates a sealing ring according to claim 1 and a sealing device according to claim 8.
Bei der Dichteinrichtung, welche für eine Abdichtung zwischen einem mit einer Bohrung versehenen Gehäuse und einem in der Bohrung bewegbaren Kolben sorgen soll, ist ein Dichtring gemäß Anspruch 1 vorgesehen, welcher koaxial zum Kolben in einer Ringnut angeordnet ist, die ihrerseits in der Bohrung des Gehäuses oder im Kolben ausgebildet ist. Der Dichtring ist so ausgelegt, daß der Abstand zwischen dem Boden der Ringnut und der gegenüberliegenden ringförmigen Oberfläche der Bohrung oder des Kolbens kleiner ist als der maximale Abstand zwischen den außenliegenden Kanten der Dichtlippen des Dichtringes im unbelasteten Zustand. Dieser Abs-cand ist aber auch größer als die radiale Dicke des Ringkörpers des Dichtrings. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß die außenliegende Dichtlippe stets strömungsmitteldicht mit der zylindrischen Oberfläche der Bohrung zusammenarbeitet, während die außenliegende Kante der innenliegenden Dichtlippe strömungsmitteldicht mit der zylindrischen Oberfläche des Kolbens zusammenarbeitet.When the sealing device, which is used for a seal between a to provide a housing provided with a bore and a piston movable in the bore is a sealing ring according to claim 1 provided, which is arranged coaxially to the piston in an annular groove, which in turn is formed in the bore of the housing or in the piston is. The sealing ring is designed so that the distance between the bottom of the annular groove and the opposite annular Surface of the bore or piston is smaller than the maximum Distance between the outer edges of the sealing lips of the sealing ring in the unloaded state. But this abs-cand is also greater than the radial thickness of the annular body of the sealing ring. In this way it is ensured that the outer sealing lip always cooperates in a fluid-tight manner with the cylindrical surface of the bore, while the outer edge of the inner sealing lip cooperates in a fluid-tight manner with the cylindrical surface of the piston.
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:The invention is described below using an exemplary embodiment explained in more detail with reference to the accompanying drawing. In this show:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Teil eines HauptFig. 1 is a longitudinal section through part of a main
bremszylinders für eine hydraulische Bremsanlage;brake cylinder for a hydraulic brake system;
Fig. 2 einen axialen Schnitt durch eine Hälfte einesFig. 2 is an axial section through one half of a
Dichtringes, über welche der Kolben des Hauptbremszylinders gegen die Bohrung im Gehäuse des Hauptbremszylinders abgedichtet ist, wobeiSealing ring, over which the piston of the master cylinder against the bore in the housing of the master cylinder is sealed, wherein
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der Dichtring im unbelasteten Zustand gezeigt ist;the sealing ring is shown in the unloaded state;
Fig. 3 einen axialen Schnitt durch den in Fig. 2 gezeigtenFIG. 3 shows an axial section through that shown in FIG
Dichtring, wobei nun der Dichtring in einer Ringnut des Kolbens des HauptbremsZylinders eingebaut gezeigt ist;Sealing ring, whereby the sealing ring is now installed in an annular groove in the piston of the master brake cylinder is shown;
Fig. 4 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 3, wobei jedochFIG. 4 is a view similar to FIG. 3, but with
der Dichtring in der Gestalt wiedergegeben ist, die er bei Unterdruckbeaufschlagung des Hydraulikkreises einnimmt.the sealing ring is shown in the shape that it would when the hydraulic circuit was subjected to negative pressure occupies.
Fig. 1 zeigt einen Hauptbremszylinder 1o für eine hydraulische Bremsanlage. Er hat ein Gehäuse 12 mit einer Bohrung 14. Das rechts gelegene Ende der Bohrung 14 steht mit der Atmosphäre in Verbindung. In der Bohrung 14 ist ein Kolben 16 verschiebbar angeordnet. Er hat eine mittige Ausnehmung 18, in welche sich eine Druckstange 2o hinein erstreckt. Die Betätigung der Druckstange 2o erfolgt durch das Bremspedal. Der Kolben 16 hat eine in Umfangsrichtung verlaufende ringförmige Nut 22, deren Länge so bemessen ist, daß sie ständig über einen in der Wand des Gehäuses 12 ausgebildeten Kanal 24 mit einem nicht gezeigten Vorratsbehälter für Hydraulikflüssigkeit in Verbindung steht.Fig. 1 shows a master cylinder 1o for a hydraulic Braking system. It has a housing 12 with a bore 14. The end of the bore 14 located on the right is in communication with the atmosphere. A piston 16 is slidably disposed in the bore 14. It has a central recess 18 into which a push rod 2o extends into it. The push rod 2o is actuated by the brake pedal. The piston 16 has a circumferential direction annular groove 22, the length of which is dimensioned so that it is constantly via a channel 24 formed in the wall of the housing 12 with is in communication with a reservoir, not shown, for hydraulic fluid.
Ein Sprengring 26 stellt sicher, daß der Kolben 16 nicht aus der Bohrung 14 herausbewegt werden kann. Derjenige Abschnitt des Kolbens 16, der in der Nähe seines rechüs gelegenen Endes liegt, weist eine Ringnut 2 8 auf, in welcher ein Dichtring 3o angeordnet ist.A snap ring 26 ensures that the piston 16 cannot be moved out of the bore 14. That section of the piston 16, which is near its right-hand end, points an annular groove 2 8 in which a sealing ring 3o is arranged.
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Der letztere hat einen zentralen Ringkörper, welcher eine außenliegende Dichtlippe trägt, die strömungsmitteldicht an der Bohrung 14 anliegt. Der Ringkörper trägt ferner eine innenliegende Dichtlippe, welche strömungsmitteldicht am Boden der Nut 28 anliegt. Durch den Ring 3o werden die Ringnut 22 und die Atmosphäre strömungsmitteldicht voneinander getrennt.The latter has a central ring body, which is an outer one Bears sealing lip, which rests fluid-tight on the bore 14. The ring body also has an internal sealing lip, which rests on the bottom of the groove 28 in a fluid-tight manner. The ring groove 22 and the atmosphere become fluid-tight through the ring 3o separated from each other.
Fig. 2 zeigt einen Halbschnitt durch den Dichtring 3o im unbelasteten Zustand. Der Dichtring 3o weist einen Ringkörper 32 auf, und dieser hat eine erste Oberfläche 34, die in Fig. 2 rechterhand liegt. Durch die Oberfläche 34 ist ein kragen-förmiger Flansch 36 begrenzt» Der Ringkörper 32 trägt eine außenliegende Dichtlippe 38 und eine innenliegende Dichtlippe 4o, die mit der linken Oberfläche des Ringkörpers 32 verbunden sind. Die außenliegende Dichtlippe 38 verläuft unter einem endlichen Winkel zur mit XX' bezeichneten Achse des Ringkörpers 32 nach außen. Die außenliegende Dichtlippe 38 hat eine außenliegende Kante 42 und eine innenliegende Kante Das Ende der außenliegenden Kante 42 ist strömungsmitteldicht an die Bohrung 14 anlegbar. Die innenliegende Dichtlippe 4o verläuft unter einem kleinen Winkel zur Achse XX' des Ringkörpers 32 nach innen geneigt. Sie hat eine außenliegende Kante 46 und eine innenliegende Kante 48. Der linke Teil der außenliegenden Kante 46 ist strömungsmitteldicht an den Boden der Ringnut 28 anlegbar. Bei dem hier betrachteten Ausführungsbeispiel ist die obere Dichtlippe 38 im unbelasteten Zustand um etwa 3o zur Achse XX1 des Ringkörpers 32 geneigt, während die innenliegende Dichtlippe 4o mit der Achse S XX' einen Winkel von größenordnungsmäßig 1o° einschließt.Fig. 2 shows a half section through the sealing ring 3o in the unloaded state. The sealing ring 3o has an annular body 32, and this has a first surface 34 which is on the right in FIG. 2. A collar-shaped flange 36 is delimited by the surface 34. The ring body 32 carries an outer sealing lip 38 and an inner sealing lip 40, which are connected to the left surface of the ring body 32. The outer sealing lip 38 extends outwards at a finite angle to the axis of the ring body 32, which is designated by XX '. The outer sealing lip 38 has an outer edge 42 and an inner edge. The end of the outer edge 42 can be placed against the bore 14 in a fluid-tight manner. The inner sealing lip 4o is inclined inwardly at a small angle to the axis XX 'of the ring body 32. It has an outer edge 46 and an inner edge 48. The left part of the outer edge 46 can be placed against the bottom of the annular groove 28 in a fluid-tight manner. In the exemplary embodiment considered here, the upper sealing lip 38 is inclined in the unloaded state by about 3o to the axis XX 1 of the ring body 32, while the inner sealing lip 4o forms an angle of the order of magnitude of 1o ° with the axis S XX '.
■ ι ι■ ι ι
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Der Dichtring 3o ist so ausgelegt, daß die oben liegende Dichtlipp-e 38 und die untenliegende Dichtlippe 4o jeweils eine Dicke haben, die im wesentlichen g3sLch der axialen Dicke des Ringkörpers 32 ist. Auf diese Weise ist die elastische Verformbarkeit des Dichtringes größer als bei einem Dichtring, bei dem der Ringkörper dicker ist als die Dichtlippen. Die innenliegenden Kanten der außenliegenden Dichtlippe 38 und der innenliegenden Dichtlippe 4o sind schließlich über eine im wesentlichen torusförmige Verb in dungs f3ä?he mit-U-Xl cuiucj. ν <zj-xj U11U.C11 · i_/j-c; j_c: t-£* i_c;j_ c: uC«. ^ _i.ii.c:x-i i\j. uimuuii^ oj_ cx^a j_ uo £\ / w-^_i_The sealing ring 3o is designed in such a way that the sealing lip 38 lying on top and the sealing lip 4o lying below each have a thickness which is essentially equal to the axial thickness of the ring body 32. In this way, the elastic deformability of the sealing ring is greater than that of a sealing ring in which the ring body is thicker than the sealing lips. The inner edges of the outer sealing lip 38 and the inner sealing lip 4o are finally in a manner similar to -U-Xl cuiucj via an essentially toroidal connection. ν <zj-xj U11U.C11 · i_ / jc; j_c: t- £ * i_c; j_ c: uC «. ^ _i.ii.c: xi i \ j. uimuuii ^ oj_ cx ^ a j_ uo £ \ / w - ^ _ i_
eher zwischen der Hälfte und einem Drittel der axialen Dicke des Ringkörpers 32 liegt.rather between half and a third of the axial thickness of the Annular body 32 is located.
Der Ringkörper besteht aus verhältnismäßig gut flexiblem, elastischem Material, so daß die Dichtlippen 38,4o in radialer Richtung verformt werden können. Auf diese Weise werden die Reibungskräfte vermindert, welche bei einer Relativbewegung zwischen dem Dichtring und der Bohrung sowie dem Kolben entstehen. Der kr&genförmige Flansch 36 ist ebenfalls in radialer Richtung nach außen verformbar wenn seine Oberfläche 34 mit Druck beaufschlagt ist. Dies erfolgt durch ein Verkippen um die Enden der Dichtlippen des Dichtrings.The ring body consists of a relatively flexible, elastic material Material so that the sealing lips 38.4o can be deformed in the radial direction. In this way the frictional forces reduced, which arise with a relative movement between the sealing ring and the bore and the piston. The crown-shaped Flange 36 is also deformable outward in the radial direction when its surface 34 is pressurized. This is done by tilting around the ends of the sealing lips of the sealing ring.
Fig. 3 zeigt den Dichtring 3o in der Form, die er nach dem Einbau in die Ringnut 28 des Kolbens 16 von Fig. 1 einnimmt, wenn der Kolben 16 stillsteht oder nach links bewegt wird. Der Dichtring ist so dimensioniert, daß der maximale radiale Abstand H zwischen den außenliegenden Kanten seiner Dichtlippen 38,4o (vgl. Fig. 2) bei unbelastetem Dichtring größer ist als der Abstand h zwischenFig. 3 shows the sealing ring 3o in the form that it is after installation occupies in the annular groove 28 of the piston 16 of Fig. 1 when the piston 16 is stationary or is moved to the left. The sealing ring is dimensioned so that the maximum radial distance H between the outer edges of its sealing lips 38.4o (see. Fig. 2) with no load on the sealing ring is greater than the distance h between
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zwischen der Wand der Bohrung 14 und dem Boden der Ringnut 28. Andererseits ist der Abstand h größer als die radiale Dicke e des Ringkörpers 32 (vgl. Fig. 2). Befindet sich der Dichtring 3o in der Ringnut 28, so wird er also derart zusammengedrückt, daß die außenliegende Kante der außenliegenden Dichtlippe (38) strömungsmitteldicht an der Wand der Bohrung 14 anliegt. Die zylindrische Berührfläche ist in Fig. 3 mit S1 bezeichnet. Zugleich liegt die außenliegende Kante der innenliegenden Dichtlippe 4o strömungsmitteldicht am Boden der Ringnut 28 an. Die so erhaltene zylindrische Dichtfläche ist in Fig. 3 mit S2 bezeichnet. Die Oberfläche 34 des Dichtringes liegt an derjenigen Kante der Ringnut 28 an, welche der Atmosphäre benachbar ist. Bei der in Fig. 3 gezeigten Stellung kommt ein außenliegender, in ümfangsrichtung verlaufender Oberf]ä:henabschnitt 5o nicht in Anlage an die Bohrung 14.between the wall of the bore 14 and the bottom of the annular groove 28. On the other hand the distance h is greater than the radial thickness e of the ring body 32 (see. Fig. 2). If the sealing ring is 3o in the annular groove 28, so it is compressed in such a way that the outer edge of the outer sealing lip (38) is fluid-tight rests against the wall of the bore 14. The cylindrical contact surface is denoted by S1 in FIG. 3. At the same time the outer edge of the inner sealing lip 4o fluid-tight at the bottom of the annular groove 28. The cylindrical sealing surface obtained in this way is denoted by S2 in FIG. 3. The surface 34 of the sealing ring rests against that edge of the annular groove 28 which is adjacent to the atmosphere. In the one shown in FIG Position comes an external one, running in the circumferential direction Surface section 5o not in contact with bore 14.
Der axiale Abstand zwischen der Oberfläche 34, durch welche der Flansch 36 begrenzt ist, und dem Ende der innenliegenden Dichtlippe 4o ist kleiner als die axiale Länge der Nut 28. Auf diese Weise erhält man bei eingebautem Dichtring 3o ein Spiel in der Ringnut 28, welches ein Verschwenken, Verformen und Umklappen des Rirjkörpers 32 begünstigt, wie nachstehend noch beschrieben wird.The axial distance between the surface 34 through which the Flange 36 is limited, and the end of the inner sealing lip 4o is smaller than the axial length of the groove 28. In this way With the sealing ring 3o installed, there is a play in the annular groove 28, which allows the Rirjkörpers to pivot, deform and fold over 32 favors, as will be described below.
Fig. 4 zeigt den in der Ringnut 28 befindlichen Dichtring 3o in der Lage, die er dann einnimmt, wenn die Nut 22 mit Unterdruck beaufschlagt ist, z.B. wenn der Hydraulikkreis beim Nachfüllen von Hydraulikflüssigkeit oder beim Leeren mit Unterdruck beaufschlagt wird. Dann herrscht auch in der Ringnut 28 ein Unterdruck, da dieseFig. 4 shows the sealing ring 3o located in the annular groove 28 in the position it assumes when the groove 22 is under negative pressure is pressurized, e.g. when the hydraulic circuit is subjected to negative pressure when refilling hydraulic fluid or when emptying will. Then there is also a negative pressure in the annular groove 28, since this
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mit der Nut 22 in Verbindung steht. Die Oberfläche 34 des Dichtrings ist aber weiterhin mit atmosphärischem Druck beaufschlagt, und infolgedessen wird der Flansch 36 in radialer Richtung nach außen verformt. Diese Verformung erhält man dadurch, daß der Ringkörper 32 entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt wird, nachdem er mit der innenliegenden Dichtlippe 4o in Anlage an das in der Zeichnung links gelegene Ende der Ringnut 2 8 gekommen ist, welches der innenliegenden Dichtlippe 4o gegenüberliegt. Der äußere , in Umfangsrichcung verlaufende Oberflächenabschnitt 5o des Flansches 36 kommt dann in Anlage an diefiohrung 14, und man erhält so eine zusätzliche Dichtstelle, durch welche die nun unter Unterdruck stehende Ringnut 22 weiterhin zuverlässig von der Atmosphäre getrennt ist.is in communication with the groove 22. The surface 34 of the sealing ring but is still subjected to atmospheric pressure, and as a result, the flange 36 is in the radial direction deformed on the outside. This deformation is obtained in that the ring body 32 is pivoted counterclockwise after with the inner sealing lip 4o it has come into contact with the end of the annular groove 2 8 located on the left in the drawing, which the inner sealing lip 4o is opposite. The outer, circumferentially extending surface section 5o of the flange 36 then comes into contact with the guide 14, and an additional sealing point is thus obtained through which the now under vacuum standing annular groove 22 is still reliably separated from the atmosphere.
Bei der oben beschriebenen Dichteinrichtung, durch welche ein bewegbarer Kolben gegen eine ihn aufnehmende Bohrung abgedichtet wird, war der Dichtring in einer Ringnut des Kolbens angeordnet. Es versteht sich, daß man den Dichtring genausogut in einer Ringnut der Bohrung anordnen kann.In the sealing device described above, through which a movable Piston is sealed against a bore receiving it, the sealing ring was arranged in an annular groove of the piston. It goes without saying that the sealing ring can just as easily be arranged in an annular groove in the bore.
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