DE9409779U1

DE9409779U1 - Sealing arrangement for the rotation control of slow running hydraulic motors

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Publication number: DE9409779U1
Application number: DE9409779U
Authority: DE
Original assignee: Paul Pleiger Maschinenfabrik GmbH and Co KG
Current assignee: Paul Pleiger Maschinenfabrik GmbH and Co KG
Priority date: 1994-06-16
Filing date: 1994-06-16
Publication date: 1994-08-04
Anticipated expiration: 2004-06-17
Also published as: ITMI951248A1; ITMI951248A0; IT1275753B1

Description

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Paul Pleiger Maschinenfabrik
GmbH S Co. KG, Witten, DE
Case P2117
40/baPaul Pleiger Machine Factory
GmbH S Co. KG, Witten, DE
CaseP2117
40/ba

Dichtungsanordnung für die Drehsteuerung von langsamlaufenden HydromotorenSealing arrangement for the rotation control of slow-running hydraulic motors

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung mit einem auf einer abzudichtenden Fläche gleitenden Gleitelement, das von einem Federelement in der Form'eines O-Ringes beaufschlagt ist, wobei diese Dichtungsanordnung insbesondere für die Drehsteuerung von langsamlaufenden Hydromotoren eingesetzt wird·The invention relates to a sealing arrangement with a sliding element sliding on a surface to be sealed, which is acted upon by a spring element in the form of an O-ring, this sealing arrangement being used in particular for the rotation control of slow-running hydraulic motors.

Aus dem IT-GBM O 215 602 ist eine derartige Dichtungsanordnung für die Drehsteuerung von langsamlaufenden Hydromotoren bekannt, wie sie auch in Fig. 5 wiedergegeben ist. Auf der abzudichtenden Fläche des Gehäuses 1 gleitet ein flacher bzw. relativ dünner Gleitring C, der an einem Stützring B anliegt, der von einem im Querschnitt wiedergegebenen O-Ring A beaufschlagt wird, der sich am Nutgrund einer Ringnut 2 abstützt, in der die Dichtungsanordnung aus Gleitring C, Stützring B und O-Ring A geführt ist. Auf der Seite des O-Ringes A ist der Stützring B konkav ausgebildet.Such a sealing arrangement for the rotation control of slow-running hydraulic motors is known from IT-GBM O 215 602, as is also shown in Fig. 5. A flat or relatively thin sliding ring C slides on the surface of the housing 1 to be sealed, which rests on a support ring B, which is acted upon by an O-ring A shown in cross section, which is supported on the groove base of an annular groove 2 in which the sealing arrangement consisting of sliding ring C, support ring B and O-ring A is guided. On the side of the O-ring A, the support ring B is concave.

Die Kraft-Weg-Kennlinie des O-Ringes A als Federelement, dasThe force-displacement characteristic of the O-ring A as a spring element, the

bei dieser Dichtungsart eine Axialkraft erzeugt, die notwendig ist, um bei drucklosem Zustand Hochdruck- und Niederdruckraum bei der Drehsteuerung von Hydromotoren sicher voneinander zu trennen, ist über dem Weg sehr steil und nicht linear, wie Fig. 6 zeigt. Die Kennlinie F-X wird durch die konkave Anlagefläche des Stützringes B weiter verschlechtert, weil die Kennlinie steiler wird. Schon bei minimalem Verschleiß des auf der Fläche 1 gleitenden Gleitelementes C (&Dgr;&KHgr; = Xq-X-) wird die für eine sichere Funktion der Drehsteuerung notwendige Axialkraft F erheblich sinken und schnell den minimal zulässigen WertWith this type of seal, an axial force is generated that is necessary to safely separate the high-pressure and low-pressure chambers in the rotary control of hydraulic motors when there is no pressure. It is very steep and not linear over the path, as Fig. 6 shows. The characteristic curve F-X is further worsened by the concave contact surface of the support ring B because the characteristic curve becomes steeper. Even with minimal wear of the sliding element C sliding on surface 1 (ΔΩ = Xq-X-), the axial force F necessary for the rotary control to function safely will drop considerably and quickly reach the minimum permissible value.

F , erreichen. Das sehr dünne Gleitelement C kann nach minimm F , can be achieved. The very thin sliding element C can be moved after a minimum

malern Verschleiß aus der Führung der Nut 2 herausgleiten und in den Spalt zwischen rotierender Steuerscheibe 3 und Gehäuse 1 gelangen. Hierdurch besteht die Gefahr, daß die Steuerung frühzeitig ausfällt.Due to wear, the rollers can slip out of the guide of the groove 2 and get into the gap between the rotating control disk 3 and the housing 1. This poses the risk of the control system failing prematurely.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dichtungsanordnung der bekannten Art so auszubilden, daß die Kraft-Weg-Kennlinie der Dichtungsanordnung flacher gestaltet wird.The invention is based on the object of designing a sealing arrangement of the known type in such a way that the force-displacement characteristic curve of the sealing arrangement is made flatter.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß das Gleitelement von wenigstens zwei hintereinander angeordneten O-Ringen beaufschlagt wird, wobei zwischen den O-Ringen ein Stützelement angeordnet ist.This object is achieved according to the invention essentially in that the sliding element is acted upon by at least two O-rings arranged one behind the other, with a support element being arranged between the O-rings.

Durch die wenigstens zwei O-Ringe kann die Kraft-Weg-Kennlinie der Dichtungsanordnung wesentlich flacher als bei der bekannten Dichtungsart gestaltet werden, wie dies Fig. 2 zeigt, so daß auch bei Verschleiß des Gleitelementes die notwendige Axialkraft erhalten bleibt, die eine sichere Funktion der Drehsteuerung gewährleistet.Due to the at least two O-rings, the force-displacement characteristic curve of the sealing arrangement can be made significantly flatter than with the known type of seal, as shown in Fig. 2, so that even if the sliding element wears out, the necessary axial force is maintained, which ensures reliable function of the rotary control.

Durch die Ausgestaltung des Gleitelementes mit wenigstens einem Führungsflansch, der sich in Richtung der Nachgiebigkeit der O-Ringe erstreckt und an der Steuerscheibe geführt ist, wird zudem erreicht, daß auch bei großem Verschleiß des Gleitelementes dieses sicher geführt wird und nicht in den SpaltBy designing the sliding element with at least one guide flange, which extends in the direction of the flexibility of the O-rings and is guided on the control disk, it is also ensured that even if the sliding element is heavily worn, it is safely guided and does not fall into the gap

zwischen rotierender Steuerscheibe und Gehäuse gelangen kann.between the rotating control disc and the housing.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung und in den Ansprüchen angegeben.Advantageous embodiments of the invention are specified in the following description and in the claims.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:Examples of embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the drawing. They show:

Fig. 1 in einer Querschnittsdarstellung die ringförmige Dichtungsanordnung nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,Fig. 1 shows a cross-sectional view of the annular sealing arrangement according to a first embodiment of the invention,

Fig. 2 die Kraft-Weg-Kennlinie der Dichtungsanordnung nach Fig. 1 im Vergleich zu der Kennlinie der bekannten Dichtungsanordnung nach Fig. 5,Fig. 2 shows the force-displacement characteristic curve of the sealing arrangement according to Fig. 1 in comparison with the characteristic curve of the known sealing arrangement according to Fig. 5,

Fig. 3 eine zweite Ausführungsform nach der Erfindung, Fig. 4 eine weitere Ausführungsform nach der Erfindung,Fig. 3 shows a second embodiment according to the invention, Fig. 4 shows a further embodiment according to the invention,

Fig. 5 in der Darstellung nach Fig. 1 die bekannte Dichtungsanordnung undFig. 5 in the representation according to Fig. 1 the known sealing arrangement and

Fig. 6 die Kraft-Weg-Kennlinie der bekannten Dichtungsanordnung .Fig. 6 shows the force-displacement characteristic of the known sealing arrangement.

In Fig. 1 ist mit 1 das Gehäuse eines langsamlaufenden Hydromotors bezeichnet, wobei auf der abzudichtenden Fläche des Gehäuses ein im Querschnitt U-förmiger Gleitring 4 mit einer glatten Anlagefläche anliegt, der von zwei hintereinander angeordneten O-Ringen 5, 5' in Richtung Anlagefläche beaufschlagt wird, zwischen denen ein Stützring 6 angeordnet ist. Der in Fig. 1 linke O-Ring 5' liegt in einer Ringnut 2 der sich relativ zum Gehäuse 1 drehenden Steuerscheibe 3. Der Stützring 6 weist eine derartige Axialabmessung auf, daß er teilweise in die Ringnut 2 und teilweise in die Ringnut des U-förmigen Gleitringes 4 eingreift und damit den Spalt zwischenIn Fig. 1, 1 designates the housing of a slow-running hydraulic motor, with a sliding ring 4 with a U-shaped cross-section and a smooth contact surface resting on the surface of the housing to be sealed, which is acted upon in the direction of the contact surface by two O-rings 5, 5' arranged one behind the other, between which a support ring 6 is arranged. The O-ring 5' on the left in Fig. 1 lies in an annular groove 2 of the control disk 3 rotating relative to the housing 1. The support ring 6 has an axial dimension such that it partially engages in the annular groove 2 and partially in the annular groove of the U-shaped sliding ring 4 and thus fills the gap between

Gleitring 4 und Steuerscheibe 3 in Achsrichtung überbrückt. Die äußere Umfangsfläche bzw. ein äußerer Führungsflansch des Gleitringes 4 liegt an einer entsprechend ringförmigen Führungsfläche 7 der Steuerscheibe an, so daß der Gleitring 4 bei einer Axialverschiebung, beispielsweise bei Verschleiß, längs dieser Führungsfläche 7 geführt wird. Mit 8 ist der zwischen Steuerscheibe 3 und Gehäuse 1 vorhandene Spalt bezeichnet, der durch den Gleitring 4 abzudichten ist. Mit D ist der Außendurchmesser des Gleitringes 4 bzw. der Führungsfläche 7 angegeben.Slide ring 4 and control disk 3 are bridged in the axial direction. The outer circumferential surface or an outer guide flange of the slide ring 4 rests against a corresponding ring-shaped guide surface 7 of the control disk, so that the slide ring 4 is guided along this guide surface 7 in the event of an axial displacement, for example in the event of wear. 8 designates the gap between the control disk 3 and the housing 1, which is to be sealed by the slide ring 4. D indicates the outer diameter of the slide ring 4 or the guide surface 7.

Der Gleitring 4 wird durch eine nicht dargestellte Verdrehsicherung gegen eine Verdrehung relativ zur Führungsfläche 7 gesichert, beispielsweise durch Nut und Feder oder dergleichen Verdrehsicherung.The sliding ring 4 is secured against rotation relative to the guide surface 7 by an anti-twisting device (not shown), for example by means of a tongue and groove or similar anti-twisting device.

Der im Querschnitt rechteckige Stützring 6, der sowohl im Gleitring 4 als auch in der Ringnut 2 der Steuerscheibe 3 geführt wird, kann aus Kunststoff oder Metall bestehen. Die Anlageflächen des Stützringes 6 für die O-Ringe 5, 5' sind als ebene Flächen ausgebildet wie auch die Anlageflächen am Grund der Nut 2 und am Nutgrund des Gleitringes 4. Die beiden O-Ringe 5, 5' haben die Funktion eines Federelementes wie auch die Funktion von Dichtelementen, wobei sie in axialer Richtung unter Vorspannung stehen, wie in Fig. 6 durch die Vorspannkraft F wiedergegeben.The support ring 6, which is rectangular in cross-section and is guided in both the sliding ring 4 and the annular groove 2 of the control disk 3, can be made of plastic or metal. The contact surfaces of the support ring 6 for the O-rings 5, 5' are designed as flat surfaces, as are the contact surfaces at the base of the groove 2 and at the groove base of the sliding ring 4. The two O-rings 5, 5' have the function of a spring element as well as the function of sealing elements, whereby they are prestressed in the axial direction, as shown in Fig. 6 by the prestressing force F.

Fig. 2 zeigt die Kraft-Weg-Kennlinie der Dichtungsanordnung nach Fig. 1 und die Kennlinie der in Fig. 5 wiedergegebenen bekannten Dichtungsanordnung. Die Kennlinie der Dichtungsanordnung nach der Erfindung ist wesentlich flacher als bei der bekannten Ausführungsform, so daß bei einem Verschleiß &Dgr;&KHgr; die Vorspannkraft F noch nicht die minimale Vorspannkraft F . erreicht, da &Dgr;&KHgr;¹ > &Dgr;&KHgr; ist. Bei erforderlicher Vorspannkraft F^. kann die Vorspannung XO wesentlich größer werden. Der zulässige Verschleiß &Dgr;&KHgr;', bei dem die'F . -Grenze erreicht wird, kann mindestens doppelt so hoch ausgelegt werden, wie bei der be-Fig. 2 shows the force-displacement characteristic curve of the sealing arrangement according to Fig. 1 and the characteristic curve of the known sealing arrangement shown in Fig. 5. The characteristic curve of the sealing arrangement according to the invention is significantly flatter than in the known embodiment, so that in the case of wear Δθ the preload force F does not yet reach the minimum preload force F ., since Δθ ¹ > Δθ. If a preload force F^ is required, the preload XO can be significantly greater. The permissible wear Δθ ' at which the'F . limit is reached can be designed to be at least twice as high as in the known embodiment.

kannten Ausführungsform.known embodiment.

Auch bei hohem Verschleiß am Gleitring 4 kann dieser durch den an der Führungsfläche 7 anliegenden Führungsflansch nicht aus seiner Führung herausgleiten.Even if the sliding ring 4 is heavily worn, it cannot slip out of its guide due to the guide flange resting on the guide surface 7.

Durch die durch die erfindungsgemäße Bauweise erzielte flache Kraft-Weg-Kennlinie kann unabhängig von Fertigungstoleranzen der einzelnen Bauelemente eine optimale Vorspannkraft F eingestellt werden.Due to the flat force-displacement characteristic curve achieved by the design according to the invention, an optimal preload force F can be set independently of the manufacturing tolerances of the individual components.

Fig. 3 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bauweise, wobei zwei O-Ringe 5 und 5" mit unterschiedlichem Durchmesser vorgesehen sind und der Stützring 6 mit einem entsprechenden Absatz versehen ist, mit dem dieser in die schmälere Ringnut 2 eingreift, in der der O-Ring 5" mit kleinerem Durchmesser angeordnet ist. Durch diese Ausgestaltung kann die F-X-Kurve weiterverbessert bzw. flacher ausgestaltet werden.Fig. 3 shows a modified embodiment of the design according to the invention, in which two O-rings 5 and 5" with different diameters are provided and the support ring 6 is provided with a corresponding shoulder with which it engages in the narrower ring groove 2 in which the O-ring 5" with a smaller diameter is arranged. This design allows the F-X curve to be further improved or made flatter.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform nach der Erfindung, wobei mehrere im Durchmesser gleich große O-Ringe 5 als Federelemente hintereinander angeordnet sind und jeweils zwischen zwei O-Ringen ein im Querschnitt rechteckiger Stützring 6 vorgesehen ist. Bei dieser Ausführungsform ist der Gleitring 4 im Querschnitt etwa L-förmig gestaltet, wobei der kürzere Schenkel zur Anlage an der abzudichtenden Fläche am Gehäuse 1 dient, während der längere Schenkel 9 in einem Abstand von der gegenüberliegenden Fläche der Steuerscheibe 3 liegt und die Anordnung von O-Ringen 5 und Stützringen 6 abdeckt, während das freie Ende dieses Schenkels 9 an einer Führungsfläche 7 der Steuerscheibe 3 anliegt und durch diese in axialer Richtung geführt wird. Auch bei dieser Ausführungsform wird der Gleitring 4 gegen eine Verdrehung relativ zur Steuerscheibe 3 gesichert.Fig. 4 shows a further embodiment according to the invention, in which several O-rings 5 of the same diameter are arranged one behind the other as spring elements and a support ring 6 with a rectangular cross section is provided between each two O-rings. In this embodiment, the sliding ring 4 is approximately L-shaped in cross section, with the shorter leg serving to rest on the surface to be sealed on the housing 1, while the longer leg 9 is at a distance from the opposite surface of the control disk 3 and covers the arrangement of O-rings 5 and support rings 6, while the free end of this leg 9 rests on a guide surface 7 of the control disk 3 and is guided by it in the axial direction. In this embodiment, the sliding ring 4 is also secured against rotation relative to the control disk 3.

Die beschriebene Dichtungsanordnung kann nicht nur für die Qrehsteuerung von langsamlaufenden Hydromotoren sondern auch bei anderen Dichtungsanordnungen vorgesehen werden, bei denen mittels O-Ringen eine Vorspannkraft auf ein Gleitelement aufgebracht wird.The sealing arrangement described can be used not only for the rotation control of slow-running hydraulic motors but also for other sealing arrangements in which a preload force is applied to a sliding element by means of O-rings.

Claims

Expectations

1. Sealing arrangement, in particular for the rotation control of slow-running hydraulic motors, with a sliding element sliding on a surface to be sealed, which is acted upon by a spring element in the form of an O-ring,

characterized in that the sliding element (4) is acted upon by at least two O-rings (5) arranged one behind the other, with a support element (6) being arranged between the O-rings (5).

2. Sealing arrangement according to claim 1, characterized in that the sliding element (4) has at least one guide flange (9) which extends in the direction of the flexibility of the O-rings and rests against a guide surface (7) of the control disk (3) running in the axial direction.

3. Sealing arrangement according to claims 1 and 2, characterized in that the support element (6) has flat surfaces between the O-rings (5) for the contact of the O-rings.

4. Sealing arrangement according to claims 1 to 3, characterized in that O-rings (5, 5") of different diameters are arranged one behind the other.

Sealing arrangement according to the preceding claims, characterized in that the sliding element (4) is U-shaped in cross section and serves to accommodate at least one O-ring (5), the support element (6) engaging both in the groove of the sliding element (4) and in an annular groove (2) in the control disk (3), in which a further O-ring (5', 5") is arranged.