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Hochdruckdichtung Die Abdichtung des Kolbens im Zylinder bietet bei
hydraulischen Pressen um so größere Schwierigkeiten, je höher der angewendete Druck
der Preßflüssigkeit ist. Einfache Dichtungen aus elastischen Stoffen, vorzugsweise
aus ölfestem synthetischem Gummi, werden bei hohen Drücken so stark beansprucht,
daß sie sich nach kurzer Zeit abnutzen und dann keine absolute Dichtung mehr darstellen.
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Auch bei der Verwendung mehrerer übereinander angeordneter Dichtungen
wird diesem Übelstand nicht abgeholfen, da dann auf der dem Preßraum am nächsten
liegenden Dichtung immer der volle Preßdruck ruht. Man ist deshalb dazu übergegangen,
bei mehreren übereinander angeordneten Dichtungen in deren Stoff faserartige Körper
einzubetten, welche nach einer gewissen Benutzungszeit der Dichtung, nämlich dann,
wenn der Hüllstoff etwas abgenutzt ist, hervortreten und nicht mehr völlig abdichten.
Auf diese Weise tritt dann hinter der Dichtung ebenfalls noch ein Druck auf, und
die Dichtung selbst wird nur durch die Druckdifferenz vor und hinter derDichtungbeaufschlagt,
so daß sich der Gesamtdruck abgestuft auf die übereinandergeschichteten Dichtungen
verteilt. Auch bei einzelnen derartigen Dichtrungen tritt bereits eine Druckabstufung
an der Dichtungsfläche vom Eintritt des Druckes bis zum Austritt auf. Eine bekannte
Bauform mehrgliedriger Dichtungen benutzt eine Anzahl dachartig übereinandergestülpter
Dichtungsringe. Bei allen diesen Dichtungen mit Fasereinlage besteht aber die
Schwierigkeit
darin, daß die durch die hervortretendenFasern gebildetePorositätnichtbeherrscht
wird und sich im Betrieb dauernd verändert, so daß die Aufrechterhaltung des angestrebten
Effektes nicht gesichert ist.
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Gegenstand der Erfindung ist eine mehrgliedrige Dichtung, bei welcher
eine ganz bestimmte beherrschbare Porosität vorhanden ist und aufrechterhalten wird.
Zu diesem Zweck wird, wie in Fig. i schematisch dargestellt, jedes Dichtungsglied
aus einem Ring 3 aus starrem, aber porösem Stoff, beispielsweise aus Sin:termetall,
gebildet, dessen Durchlässigkeit durch d ias Herstellungsverfahren in an sich bekannter
Weise willkürlich bestimmt und dauernd aufrechterhalten werden kann. Derartige Ringe
werden übereinarndergeschichtet, und in jedem derselben ist in dem inneren Umfang
eine Ringnut angebracht, in welche ein Dichtungsring q beliebiger Art aus elastischem,
undurchlässigem, ölbeständigem Stoff, vorzugsweise aus synthetischem Gummi, eingelegt
wird.
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Der Querschnitt der Dichtungsringe 4 wird möglichst klein gewählt,
damit die vom Drucköl auf sie ausgeübten Kräfte nur geringe Werte annehmen können.
Beispielsweise eignen sich Schnurringe aus synthetischem Gummi mit Kreisquerschnitt.
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Die Ringe 3 sind in ihrem inneren und äußeren Durchmesser, mindestens
aber in, ihrem inneren Durchmesser so bemessen, däß sie den Zwischenraum zwischen
Kolben und Zylinderwand zwar ausfüllen, aber nicht abdichten.. Die Abdichtung des
Ringaußenumfanges gegen die Zylinderwand wird vorzugsweise durch Ringe 5 erreicht,
welche in Räume eingelegt werden, die durch Abfasung des äußeren. Ringumfanges z-,veier
aneinanderliegender Ringe entstehen. Ein Durchtritt des Drucköls zwischen. Zylinderinnenwand
und Ringaußenwand wird auf diese Weise verhindert., falls hierzu nicht andere an
sich bekannte Mittel benutzt werden.
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Das ganze Ringpaket stützt sich vorzugsweise auf einen Rezeß 8 des
Zylinders :2 und, wird in der anderen Richtung in beliebiger Weise, beispielsweise
durch einen Sprengring 6, festgehalten. Auf der untersten Dichtung 4 und dem untersten
Dichtungsring 3 lastet der volle Öldruck -des Preßzylinders. Jedoch tritt durch
die Poren des untersten Ringes Öl hindurch, so daß auch hinter dem untersten Dichtungsring
4 noch ein von der Porosität und Dimensionierung des untersten Ringes 3 abhängiger
Öldruck besteht, der aber gegenüber dem Zylinderdruck kleiner ist, da er durch die
Drosselwirkung der Poren des Ringes 3 reduziert wird. Auf die gleiche- Weise vermindert
sich dann ,die Druckbelastung der einzelnen Dichtungsringe 4 vom Zylinderinnern
nach außen stetig, wie es in der Fig. 2 schematisch dargestellt ist. In dieser Figur
ist d ein poröser Körper, der den Zwischenraum zwischen den Wänden e und f verschließt.
Ist auf der mit Drucköl bezeichneten Seite des Körpers ein Druck P1 vorhanden. und
auf der mit Lecköl bezeichneten Seite ein Druck Po, so sinkt, gleichmäßige Porosität
vorausgesetzt, der Druck P1 über die Länge des Körpers d etwa linear auf den Druck
Po ab.
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In Fig.3 sind die Verhältnisse dargestellt, die sich ergeben, wenn,
der Körper d den Zwischenraum zwischen den Wänden e und f so ausfüllt,
daß er gegen die Wand f auf seiner ganzen Länge dichtend ist, gegen die Wand e :dagegen
nur .durch eingebettete, elastische, umdurchlässige Dichtungen a, b, c abdichtet.
Der Druck Pi nimmt dann innerhalb -des porösen Körpers d etwa nach der in dem Koordinatensystem
aufgezeichneten Kurve ab. Die Welligkeit dieser Kurve entsteht dadurch, daß an den
Stellen, an denen die Dichtungsringe a, b, c
eingebettet sind, in dem Körper
d jeweils eine Querschnittsverminderung stattfindet, so -daß hier eine größere Druckabnahme
und nach der neuen Erweiterung des Querschnittes kleinere Druckabnahme erfolgt.
In den zwischen den. Dichtungen a, b, c bzw. hinter der Dichtung c entstehenden
Räumen I, II, III treten dann Drücke auf, die sich gegenüber dem Drucköl P, stufenweise
in der durch gestrichelte Linien im dem Koordinatensystem angedeuteten Weise ausbilden.
Die einzelnen Dichtungskörper a, b, c usw. werden jetzt immer nur mit dem Differenzdruck
zweier benachbarter Räume beaufsehlagt, also der Dichtungskörper a mit dem Druck
Pi-P2, der Dichtungskörper b mit dem Druck P2 P3 und der Dichtungskörper c mit dem
Druck P"-0. Man hat es also auf diese Weise vollkommen in, -der Hand. durch - genügend
weitgehende Unterteilung des Druckes -die Dichtungen selbst bei: höchstem Druck
Pi immer nur in zulässiger Weise zu belasten. Die Wirklichkeit entspricht natürlich
den in der Fig. 3 dargestellten rein schematischen Verhältnissen nicht, denn es
wird unter Umständen erforderlich sein, auch zwischen dem Körper d und der Wand;
f Dichtungen einzubetten, wodurch dann weitere Einengungen entstehen, so d:aß die
Kurve in Fig. 3 einen anderen Verlauf nimmt, aber immer wird grundsätzlich die Abstufung
bzw. Unterteilung des- Gesamtdruckes über -die verschiedenen Dichtungsringe eintreten.
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Bei der angestellten Überlegung ist es vollkommen gleichgültig, ab
der poröse Körper d aus einem Stück besteht oder aus einzelnen aneinanderliegenden
Ringen, wie in Fig. i dargestellt, -denn es spielt keine Rolle; wenn die Ringe gegeneinander
nicht dicht schließen, solange man, wie in Fig. i dargestellt, zwischen den einzelnen
Ringen die Abdichtungen 5 gegenüber der Zyli:nderinnenwand vorsieht. Wie schon schematisch
in Fig. z und 3 angedeutet, können aber die einzelnen Ringe 3 durch eine längere
Buchse 7 ersetzt werden, wie es in Fig.4 dargestellt ist. Diese Buchse wäre dann
lediglich durch geeignete Mittel, beispielsweise durch einen oder mehrere Dichtungsringe
5, gegenüber der Zylinderinnenwand abzudichten. Die Druckabnahme von innen nach
außen in den Räumen zwischen den Dichtungen 4 bleibt dabei die gleiche wie bei der
Verwendung einzelner Ringe.
Die beiderseits der Dichtungen 4 liegenden
inneren Ringflächen der Ringe 3 oder der Buchse 7 dienen gleichzeitig als tragende
Lagerstellen für den Kolben. Wegen der guten Schmierung dieser Stellen durch das
gleichmäßig über die ganze Länge verteilte Drucköl ist eine hohe Belastung mit Querkräften
zulässig. Die Gesamtlänge der Dichtung einschließlich Lagerung kann auf diese Weise
gegenüber den gebräuchlichenAusführunger beträchtlich verringert werden.
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Die Buchse kann aber auch über den untersten oder obersten Dichtungsring
q, hinaus verlängert werden, um so eine größere Führungslänge zu erzielen. Bei den
guten Gleiteigenschaften und der hohen Belastbarkeit derartiger poröser Stoffe ergeben
sich zusätzliche Vorteile. Ferner bewirkt eine Verlängerung der Buchse nach der
Druckseite hin eine Vergrößerung der Eintrittsfläche für das Sickeröl, wodurch die
Gefahr, daß die Poren des Eintrittsquerschnittes durch vom Sickeröl mitgeführte
Fremdkörper verstopfen, vermieden wird.
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Eine diesem Zweck dienende Vergrößerung des Eintrittisquerschnittes
für das Sickeröl kann aber auch durch die Anordnung von Bohrungen 14 oder Schlitzen
erzielt werden.
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Andererseits bietet aber die Unterteilung in Einzelringe 3 den Vorteil
der Auswechselbarkeit einzelner Ringe bei etwaigem Verschleiß einzelner Dichtungen
4, wenn nicht eine durchgehende Buchse, sondern einzelne Ringe benutzt werden; so
sind hier verschiedene, zum Teil vorteilhafte Abwandlungen möglich, welche in der
Fig. 5 schematisch dargestellt sind. In dieser Figur ist zunächst ein Ring 3a dargestellt,
welcher an seiner Stirnseite und an seinem Umfang mit einer undurchlässigen Schicht
9, beispielsweise aus Blech, umhüllt ist oder wie der Ring 3b am Umfang und an beiden
Stirnseiten eine Umhüllung io aufweist, oder schließlich können auch nur undurchlässige
Ringe i i zwischen die nicht umhüllten porösen Ringe 3 eingelegt werden,.
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Alle diese Maßnahmen haben den gleichen Zweck, eindeutig bestimmte
Druckverhältnisse dadurch zu schaffen, daß in die Strombahn des durch die Poren
fließenden Sickeröls Widerstände und Riegel eingebaut werden.
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Zum gleichen Zweck kann auch der poröse Körper mit einer den äußeren
Umfang und die Stirnflächen ganz oder teilweise umschließenden abdichtenden Hülle
13 umgeben werden. Diese Hülle kann innen an passenden Stellen ringartige Verengungen
12 erhalten, die dem Sickerölstrom Widerstand entgegensetzen.
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Der bei Dichtungen der beschriebenen: Art auftretende Leckölverlust
ist gering und kann in den meisten praktisch vorkommenden Fällen in Kauf genommen
werden.