DE973501C - Dichtungsanordnung fuer die Durchfuehrung eines beweglichen Gliedes durch die Wand eines unter Innendruck stehenden Raumes - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dichtungsanordnung für die Durchführung eines beweglichen Gliedes durch die Wand eines unter Innendruck stehenden Raumes. Eine derartige Dichtungsanordnung kommt insbesondere bei der Durchführung einer in axialer Richtung verschiebbaren Stange oder einer sich drehenden Welle in Betracht, die ihrerseits zur Steuerung eines beweglichen Gliedes, z. B. des Ventilkörpers eines Absperrventils, dienen kann.

Es ist bekannt, die Abdichtung in solchen Fällen mittels eines unter dem Innendruck verformbaren Dichtungsringes vorzunehmen, der einen nach dem Inneren des abzudichtenden Raumes zu verjüngten Teil besitzt und die Abdichtung an dem beweglichen Glied unter der Einwirkung des Innendruckes bewirkt. Bei diesen bekannten Dichtungsanordnungen übernimmt ein und derselbe Teil des Dichtungsringes sowohl die Abdichtung gegenüber der hindurchgeführten Stange oder Welle als auch die Abdichtung nach außen hin gegen die Wand. Der Innendruck begünstigt dabei lediglich die erstgenannte Abdichtung nach innen gegen das bewegliche Glied, er ist aber unwesentlich für die zweitgenannte Aufgabe der Abdichtung nach außen an der Wand. Die letztgenannte Aufgabe wird bei den bekannten Dichtungsanordnungen dieser Art dadurch gelöst, daß durch mechanische Mittel, z. B. Festschrauben einer Stoffbüchsenmutter oder Festklemmen eines an dem Dichtungsring vorgesehenen

Flansches gegen eine Unterlage, ein axialer Anpreßdruck auf das Abdichtglied ausgeübt wird. Diese mechanische axiale Anpressung hat dabei vielfach noch die zusätzliche Aufgabe, durch Verformung des elastischen Dichtungsmaterials eine senkrecht zu den Gleitflächen des beweglichen Gliedes radial nach innen gerichtete Anpreßkraft zu erzeugen.

Bei anderen bekannten Ausführungen soll diese Radialkraft ganz oder zum größten Teil durch den ίο auf den verjüngten Teil ausgeübten Druck des abzudichtenden Mediums erzeugt werden.

Diese bekannten Dichtungsanordnungen sind infolge der dabei notwendigen Mittel zur mechanischen Anpressung eines Teils des Dichtungsringes umständlich, und sie haben außerdem den Nachteil, daß der Axialdruck in radialer Richtung nach innen und/oder nach außen nur eine im Verhältnis zu seiner Größe kleine abdichtende Druckkomponente erzeugt.

ao Letzteres gilt auch für eine bekannte Dichtung, bei der ein Dichtungsring mit trapezförmigem Querschnitt auf einer Welle sitzt und an der schmaleren Trapezseite verjüngte Teile aufweist, die der Innendruck von innen nach außen gegen die Wand andrückt, durch die die Welle hindurchgeführt ist.

Zur Vermeidung dieser Mängel der bekannten Dichtungsanordnung für axial- oder drehbewegliche Teile geht die Erfindung von einer Dichtungsanordnung aus, die für das Kuppeln von zwei glatten und zylindrischen, im wesentlichen ortsfesten Rohrenden miteinander mittels einer über diese greifenden Kupplungsmuffe bestimmt ist. Dabei weist diese Kupplungsmuffe zu jedem der beiden Rohrenden hin auf der Seite des Innendruckes einen das Rohrende ringförmig umgebenden Ansatz auf, und die Abdichtung erfolgt durch einen elastischen, an seinen beiden Stirnenden konisch verjüngten Dichtungsring, der mit seinen konisch verjüngten Teilen einerseits den Ansatz der Muffe und andererseits das durch diesen Ansatz hindurchgeführte Rohrende umgreift und vom Innendruck gegen diese beiden Teile gepreßt wird. Bei dieser Bauweise ist der Außendurchmesser des An-Satzes nur wenig größer als der Rohraußendurchmesser bzw. die etwa gleich große Bohrung der Kupplungsmuffe, so daß nur ein geringer Axialdruck von dem im Innern der Kupplungsmuffe befindlichen abzudichtenden Medium auf den Dichtungsring ausgeübt wird. Eine erhebliche axiale Druckkomponente ist in diesem Falle einer Rohrkupplung auch nicht erforderlich, weil die Kupplungsmuffe gegenüber den Rohrenden im wesentlichen fest liegt und sogar festgeklemmt ist und weil eine axiale Beanspruchung des Dichtungsringes vom Rohr aus praktisch nicht auftritt.

Für die Zwecke der Erfindung soll und muß demgegenüber Vorsorge getroffen werden, daß der Dichtungsring nicht infolge der Reibung des sich axial und/oder drehend stark bewegenden, hindurchgeführten Gliedes mitgenommen und aus seiner Abdichtstellung gelöst wird. Diese Sicherung der Abdichtstellung des Dichtungsringes geschieht nach der Erfindung, durch eine auf den das Glied umgebenden Ansatz hin gerichtete Axialkraft, die durch den abzudichtenden Druck hervorgerufen wird und die die Mitnahmekräfte des beweglichen Gliedes überwiegt. Dieses Ziel erreicht die Erfindung dadurch, daß der ringförmige Ansatz, dessen Stirnfläche etwa senkrecht zu seiner Achse verläuft, einen wesentlich größeren Außendurchmesser als das bewegliche Glied besitzt und daß der den Ansatz umgreifende Teil des Dichtungsringes tassenförmig ausgebildet ist, so daß er vom Innendruck und/oder von seiner Schraubenfeder axial gegen den Ansatz gedruckt wird.

Es genügen dann schon verhältnismäßig geringe Innendrücke, um eine gute Abdichtung sowohl "an dem beweglichen Glied als auch an der Wand zu gewährleisten, und es sind dann gleichwohl keine erheblichen Kräfte erforderlich, um das bewegliche Glied im Dichtungsring zu bewegen. Dabei kann auch ein weicher Dichtungsring verwendet werden, ohne daß übermäßiger Verschleiß auftritt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der genannte Ansatz an seiner Stirnseite eine konisch verjüngte Ausnehmung auf, die das bewegliche Glied konzentrisch umgibt und in welche ein entsprechend verjüngter Vorsprung am Boden des tassenförmigen Dichtungsteiles eingreift. Ausführungsformen der Erfindung sind an Hand der Zeichnungen im einzelnen nachstehend beispielsweise beschrieben, und zwar zeigt

Fig. ι einen senkrechten Schnitt durch eine Welle, die durch eine Gehäusewandung hindurchgeführt und gegen den Austritt unter Druck stehender Flüssigkeit aus dem Gehäuseinnern abgedichtet ist,

Fig. 2 einen der Fig. 1 ähnlichen Schnitt zur Darstellung einer abgeänderten Ausführungsform,

Fig. 3 einen der Fig. 1 ähnlichen Schnitt zur Darstellung weiterer Abänderungen des Dichtungsringes.

In der Zeichnung ist bei allen Ausführungsformen der Erfindung die Gehäusewandung oder sonstige Wandung, durch die eine sich drehende Welle oder eine axial verschiebbare Stange 11 hindurchgeführt ist, als Ganzes mit 10 bezeichnet. Ist das Glied 11 keine Welle, so braucht es nicht zylindrischen Querschnitt zu haben.

In dem von der Wandung 10 umschlossenen Raum 12 befindet sich ein unter Druck stehendes Medium, das an der Durchführungsstelle der Welle oder Stange 11 durch den Zwischenraum 13 entweichen würde, wenn nicht der erfindungsgemäße Dichtungsring 14 vorgesehen wäre.

Die Wandung 10 besitzt einen z.B. zylindrischen, abgebrochen dargestellten Teil 15 und den eine Bohrung 20 für die Welle 11 enthaltenden Teil, der die obere Stirnwand des abzudichtenden Raumes 12 bildet, während der untere Abschluß dieses unter Innendruck stehenden Raumes nicht gezeichnet ist. Die obere Stirnwand besitzt einen ringförmigen Ansatz 17, der in das Innere des Raumes 12 hineinragt und die Bohrung 20 umgibt. Die zur Welle 11 konzentrische Außenfläche 18 des Ansatzes 17 hat

einen wesentlich größeren Durchmesser als die Welle ii. Zwischen der Außenfläche 18 des Ansatzes 17 und der Innenfläche 16 des Wandungsteiles 15 wird ein Ringraum 19 gebildet, der zum Raum hin offen ist. Der Dichtungsring 14 besitzt einen die Außenfläche 18 des Ansatzes 17 dicht umgreifenden Teil, der tassenförmig ausgebildet ist und mit seinem Kragen in den Ringraum 19 hineinragt. Der tassenförmige Teil des Dichtungsringes 14 ist als Ganzes mit 30 und sein Bodenteil ist in Fig. 1 mit 26 bezeichnet. Der Außendurchmesser des tassenförmigen Teils 30 ist geringer als der Durchmesser der Innenfläche 16 des Wandungsteils 15, so daß das Druckmittel aus dem Raum 12 zwischen dem tassenförmigen Teil 30 des Dichtungsringes 14 und dem Wandungsteil 15 in den Ringraum 19 eintreten kann.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist der Ansatz 17 mit einer zylindrischen Ausnehmung 21 versehen, die eine innere Stirnfläche 22 und zur Welle

11 konzentrische Flanken 23 besitzt und zum Raum

12 hin offen ist. Die die Ausnehmung 21 umgebende Stirnfläche 25 des Ansatzes 17 ist dabei mit kleinen Zähnen versehen, die.als Aufrauhung wirken.

Bei allen Ausführungsformen der Erfindung schließt sich der tassenförmige Teil 30 des Dichtungsringes an einen Halsteil 27 an, der an der Außenseite28 zur Wellen hin konisch verjüngt ist und diese dicht umgreift. Auch der den Ansatz 17 umfassende Kragen des tassenförmigen Teils 30 ist an seiner Außenseite 31 verjüngt, und zwar in umgekehrter Richtung als der Halsteil 27 zum Ansatz 17 hin, so daß eine Dichtungslippe entsteht.
Bei den Ausführungsformen nach Fig. 2 und 3 ist an Stelle der zylindrischen Ausnehmung 21 der Fig. ι am inneren Ende der Bohrung 20 eine konisch verjüngte Ausnehmung 24 vorgesehen, in die ein entsprechend verjüngter Vorsprung 36 des Dichtungsrings 14 eingreift, der über den Boden des tassenförmigen Teils 30 vorsteht. Dabei legt sich der Vorsprung 36 in der konischen Ausnehmung 24 des Ansatzes 17 auf einer Kegelfläche 35 an, die den gleichen Kegelwinkel besitzt wie der Vorsprung 36.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist auf der Bodenfläche des tassenförmigen Teils 30 ein Verstärkungsring 40 angeordnet, der in eine zwischen dem Vorsprung 36 und dem Boden des tassenförmigen Teils vorgesehene Nut 41 eingreift.

Der tassenförmige Teil 30 bildet einen vom Halsteil 27 abstehenden Bund, gegen den ein Metallring 46 unter dem Druck einer Schraubenfeder 45 anliegt, die den Halsteil 27 und die Welle 8 umgreift und sich an der nicht gezeichneten unteren Stirnwand des Raumes 12 abstützt.

Der Dichtungsring 14 besteht aus einem Kunstharz, das wachsartige Konsistenz hat und gegen den Angriff des Druckmittels im gewünschten Temperaturbereich beständig ist, z. B. aus Polytetrafluoräthylen, dessen Verwendung als Dichtungs- Su werkstoff an sich bekannt ist.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, übt das Druckmittel im Raum 12 axiale und radiale Kräfte auf den Dichtungsring 14 aus und preßt ihn gegen die Dichtflächen des Ansatzes 17 bzw. gegen die Wellen. Dabei wird die Axialkraft des Druckmittels durch die Feder 45 verstärkt oder ersetzt, wenn nämlich in bestimmten Betriebszuständen kein Druckmittelüberdruck vorhanden sein sollte. Wesentlich ist außerdem, daß der Innendruck den Kragen des tassenförmigen Gliedes 30 mit seiner Dichtungsfläche 33 gegen die Außenfläche 18 des Ansatzes 17 andrückt und auch dadurch eine ReIativverschiebung des Dichtungsrings 14 gegenüber der Gehäusewandung 10 verhindert, wenn die Welle oder Stange 11 eine solche Relativbewegung gegenüber dem Dichtungsring 14 ausführt.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Dichtungsanordnung für die Durchführung eines beweglichen Gliedes, insbesondere einer Stange oder Welle, durch die Wand eines unter Innendruck stehenden Raumes, wobei die Wand auf der Seite des Innendruckes einen das bewegliche Glied ringförmig umgebenden Ansatz aufweist und die Abdichtung durch einen elastischen, an seinen beiden Stirnenden konisch verjüngten Dichtungsring erfolgt, der sowohl den Ansatz der Wand als auch das bewegliche Glied umgreift und vom Innendruck gegen diese beiden Teile gepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Ansatz (17), dessen Stirnfläche etwa senkrecht zu seiner Achse verläuft, einen wesentlich größeren Außendurchmesser als das bewegliche Glied (n) besitzt und der den Ansatz umgreifende Teil (30) des Dichtungsringes (14) tassenförmig ausgebildet ist, so daß er vom Innendruck und/oder von einer Schraubenfeder (45) axial gegen den Ansatz gedrückt wird.

2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (17) an seiner Stirnseite eine konisch verjüngte Ausnehmung (24) aufweist, die das bewegliche Glied (11) konzentrisch umgibt und in welche ein entsprechend verjüngter Vorsprung (36) am Boden des tassenförmigen Dichtungsteiles (30) eingreift.

In Betracht gezogene Druckschriften:
österreichische Patentschrift Nr. 113 234;
britische Patentschrift Nr. 556 346;
USA.-Patentschriften Nr. 1 035 063, 1697 516, 208 292, 2 411 229, 2 416 967, 2 547 428, 2 567 527, 2574209;

Katalog Nr. 810 der United States Gasket Company in Camden, New Jersey, USA.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

©909 726/8 S.