NO171577B - Tetningsring - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en tetningsring for en firkantet frem- og tilbakegående maskindel som angitt i innledningen til krav 1.

En slik tetningsring er beskrevet i GB-PS 1 078 586. Den tjener til avtetning av ventilaksen til en forbrenningsmotor og tetningsleppen skrått tilordnet bevegelsesretningen til ventilakselen, er viklet som et gjengeforløp. Den går gjennom tetningselementet for hele dens aksiale lengde. Avtettet medium, i foreliggende tilfelle smøreolje, er i stand til å trenge gjennom mellomrommet til de enkelte vindingene gjennom tetningselementet og står til rådighet i doserte mengder for smøring av ventilakselen. Denne virkningen er i foreliggende tilfelle ønsket, men påvirker imidlertid i absolutt henseende det tilveiebrakte avtetningsresultatet. Tetningsringen er derfor ikke egnet for anvendelsestilfeller hvor det blir tilstrebet et absolutt avtetningsforhold. I mellomrommet mellom de enkelte viklingene kan fremmedstoffet fra det avtettede mediumet dessuten ytterligere påvirke avtet-ningsvirkningen og videre forårsake sterkt slitasjeområde av den dynamiske avtetningssonen.

En tetningsring av ovenfornevnte art er også kjent fra GB-A-20 85 983. Denne tetningsringen er for avtetning av en frem-og tilbakegående stang og er forsynt med en tetningsleppe som omslutter konsentrisk stangen, hvilken tetningsleppe står i inngrep med stangen i alle omkretsområdene i et overensstem-mende plan som strekker seg loddrett i forhold til bevegelsesretningen .

Foreliggende oppfinnelse har til oppgave å sikre ved en tetningsring på en frem- og tilbakegående maskindel et utmerket avtetningsresultat og som er stort sett ufølsom for fremmedstoffer i det avtettede mediumet.

Denne oppgaven blir ifølge foreliggende oppfinnelse løst ved en tetningsring av den innledningsvis nevnte art hvis karakteristiske trekk fremgår av krav 1. Ytterligere trekk ved oppfinnelsen fremgår av de øvrige uselvstendige kravene.

Tetningsleppen til tetningsringen ifølge oppfinnelsen er skrått tilordnet bevegelsesretningen til den relativ bevegede maskindelen i alle områdene, noe som betyr en siderettet forskyvning av det avstrøkne mediumet i løpet av gjen-nomføringen av avstrykningsforløpet. En intensivering av omrøringen av det avstrøkne volumet, er derved resultatet. Den fremkommer av den gjensidige overlagringen ved omrøring av det avstrøkne volumet i bevegelsesretningen med en tilsvarende omrøring i omkretsretningen. Det blir herved sikret en utmerket smøring av den dynamiske avtetningssonen, samtidig som en opphopning i dette kritiske området blir virksomt forhindret.

Tetningsleppen kan ha en jevn skråning innenfor ethvert område, som ved siden av et rettlinjet forløp betinger en sprangmessig retningsendring ved ethvert overgangssted til det tilliggende område.

Med hensyn til å oppnå lang levetid har det vist seg spesielt gunstig når tetningsleppen innenfor ethvert område har en endrende stigning i forhold til bevegelsesretningen til den frem- og tilbakegående maskindel og når tilliggende områder forbindes uten sprangmessige stigningsendringer. Tetnings-båndet som oppstår i dette tilfellet har et sinuskurvelig-nende forløp.

Sirkulasjonen til det avstrøkne mediumet forårsaket av tetningsleppens stigning, intensiveres i seg selv med tiltagende steilhet for stigningsvinkelen, noe som i og for seg er en fordel. Bratt stigningsvinkel gjør det imidlertid vanskeligere å sikre et tilstrekkelig jevnt trykk av tetningsleppen mot en relativ beveget maskindel under hensyntagen til vanlige komponentstørrelser. Utførelsen ved hvilken tetningsleppen er tilordnet en maksimal stigning lik 5° , i forhold til bevegelsesretningen til den frem- og tilbakegående maskindel, fortrinnsvis maksimalt 3", i forhold til bevegelsesretningen til den frem- og tilbakegående maskindel, er av denne grunn å foretrekke.

Tetningsringen ifølge oppfinnelsen er spesielt foretrukket for anvendelse ved tetning av stempelstenger. Trykkretningen til tetningsleppen er i dette tilfellet rettet innover mot tetningens midte.

Tetningsleppen kan ha en utoverrettet trykkretning som egner seg for avtetting av stempel.

Formen på tetningsleppen er dermed i ethvert tilfelle tilpasset formen på maskindelen som skal avtettes, idet det kan oppstå avvik i de enkelte tilfeller fra den firkantede formen. En oval profil, en polygonformet profil eller en profil av forskjellige blandingsformer på tverrsnittet til en relativ beveget maskindel, er uten videre mulig, f.eks. et tverrsnitt ved hvilket plane flater, lett og sterkt hvelvede flater, er forbundet overgående i hverandre. Ved siden av en stor stivhet ved lav vekt, er det mulig ved en tilsvarende utforming å overføre dreiekrefter over forbindelsessonen til den avtettede delen, noe som kan være av stor fordel for bestemte anvendelser. Et godt avtetningsresultat ved lang brukstid er fremdeles i ethvert tilfelle sikret.

I tilfeller hvor tetningsringen for anvendelse ved avtetting av en relativ beveget maskindel, er forsynt med minst en planflate som strekker seg parallelt i forhold til bevegelsesretningen, har det vist seg å være fordelaktig at tetningsleppens avsnitt, som avtetter planflaten, er gjennomgående i samme retning. Det avtettede mediumet, som blir strøket av ved hjelp av planflaten, blir kumulert ved hjelp av en tilsvarende utforming, noe som letter fjerningen av fremmedlegemer fra området av den dynamiske avtetningssonen.

Ved en tilsvarende utførelse av en tetningsring, har tetningsleppen totalt sett imidlertid en relativ stor aksial utstrekning, noe som ikke kan tolereres. Med henblikk på tilveiebringelse av mest mulig liten aksial byggelengde, har det derfor vist seg fordelaktig når avsnittet av tetningsleppen som tetter av planflaten har to tilliggende områder med motsatt stigningsretning. Disse er fortrinnsvis således skråstilt at tetningsleppen i sonen av gjensidig forbindelse rager forbi begge områdene i det avtettede rommet. En skipsbauglignende utforming av tetningsleppen i området av planflaten har vist seg fordelaktig, idet begge tilliggende områder av tetningsleppene er utformet som jevnt i hverandre overgående deler, dvs. med avrundede forløp av tetningsleppen.

Et eksempel på tetningsringen ifølge foreliggende oppfinnelse er vist på medfølgende tegning og skal i det påfølgende bli nærmere beskrevet.

Den viste tetningsringen 1 er bestemt for anbringelse i en sylindrisk boring så vel som for dynamisk avtetning av en stang av kvadratisk profil som beveger seg aksialt frem og tilbake i boringen.

Tetningsringen 1 har en profil av hovedsakelig X-form, som er avtettet overfor ikke nærmere viste sylindriske husboring ved hjelp av aksialt fremragende, statiskvirkende tetningslepper 6, 7, og på innsiden ved hjelp av aksialt fremragende, dynamisk virkende tetningslepper 2, 3 til stangen som skal avtettes.

De statisk virkende tetningsleppene 6, 7 er på sin totale omkrets kjennetegnet av en jevn profil, som kun har en utvidelse 8 ved stedet for et fremspring som virker som dreiesikring.

De dynamisk virkende tetningsleppene 2, 3 er dessuten i retning av den midlere delen ved hver tetningsflate til stangen som skal avtettes tiltagende tykkere og innover hvelvet på forhånd.

De statisk virkende tetningsleppene 6, 7 er sirkelformet, og de dynamisk virkende tegningsleppene 2, 3 er tilpasset tilnærmet den kvadratiske profilen til stangen som skal avtettes. De går kontinuerlig inn i hverandre og hvelvingen som er rettet innover i det midlere området for en aksial forskyvning som følge av innføringen av stangen som skal avtettes, noe som fører til en skråstilling av tetningsleppene 2, 3 med hensyn til bevegelsesretningen til stangen som skal avtettes. Stigningen som oppstår som følge av skråstillingen til tetningsleppene 2, 3 i forhold til bevegelsesretningen, er forskjellig i forskjellige soner og har i retning av begrensningene på begge sidene til den avtettede planflaten tiltagende større verdi enn i det midlere området. Mediumsvolumet som strykes av stangen som skal avtettes under drift, får herved en intensiv sirkulasjon fra området til hver av planflåtene, noe som vanskeliggjør en inntrengning av fremmedlegemer i tetningsspalten ved dette kritiske området.

De enkelte volumene møtes til slutt mot hverandre i området av hjørnet 5 til profilen til den avtettede stangen, som ved siden av den egentlige kumuleringen fører til en sterk valkbevegelse. Fremmedlegemer kan derfor heller ikke her trenge inn i dette området ved den kritiske sonen mellom tetningsleppen og den avtettede stangen. De utmerkede bruksegenskapene til tetningsringen 1 ifølge oppfinnelsen kan fremfor alt tilbakeføres til den forestående beskrevne effekten.

Skråstillingen av tetningsleppene 2, 3 er over bredden til enhver tetningsflate for den avtettede stangen variert symmetrisk. Trykket mot den avtettede stangen er avhengig av egenelastisiteten til det anvendte elastomere materialet. Trykket blir fullstendig utjevnet som følge av forstørrelsen på tverrsnittet til de dynamisk virkende tetningsleppene 2, 3 i retning mot midten 4 av enhver artede flate. Også etter lengre bruk kan det derfor ikke ventes endringer i avtetningsresultatet. Ved de anvendte elastomere materialene er det tale om et elastomer polyuretan med hårdheten Shore A fra 80 - 95. Anvendelse av gummi er naturligvis også mulig.

Tetningsringen ifølge oppfinnelsen muliggjør en vesentlig forbedring av de tidligere tilveiebrakte bruksegenskaper. Den er relativt enkel og tilsvarende billig å fremstille og egner seg for avtetning av væsker så vel som også for avtetning av gassformede stoffer.

Claims (5)

1. Tetningsring (1) for en firkantet frem- og tilbakegående maskindel innbefattende et tetningselement av polymert materiale, hvilket tetningselement er forsynt med minst en tetningsleppe (2, 3), som er presset elastisk mot den relativt bevegede maskindel, og hvor tetningsleppen (2, 3) er anordnet på skrå i forhold til den relativt bevegede maskindels bevegelsesretning, karakterisert ved at tetningsleppene (2, 3) i ikke-innbygd tilstand har langt innoverragende første delområder (4) og kortere innoverragende andre delområder (5) for å tilveiebringe en kraftigere aksial omorientering av de første delområdene (4) i forhold til de andre delområdene (5), og at derved de forskjellige delområdene (4, 5) til tetningsleppene (2, 3) etter innbyggingen ikke er anordnet i samme radialplan, men at stangen som skal avtettes omsluttes med et mer eller mindre sinuslignende forløp.

2. Tetningsring ifølge krav 1, karakterisert ved at tetningsleppen har en jevn stigning i forhold til bevegelsesretningen til den frem- og tilbakegående maskindel innenfor hvert delområde (4, 5).

3. Tetningsring ifølge krav 1, karakterisert ved at tetningsleppen har innenfor ethvert delområde en seg endrende stigning i forhold til bevegelsesretningen til den frem- og tilbakegående maskindel, og at tilliggende områder er forbundet uten spranglignende stigningsendring.

4. Tetningsring ifølge krav 1 til 3, karakterisert ved at tetningsleppen har en maksimal skråstilling lik 5° i forhold til bevegelsesretningen til den frem- og tilbakegående maskindel.

5. Tetningsring ifølge krav 1 til 3, karakterisert ved at tetningsleppen har en maksimal skråstilling lik 3° i forhold til bevegelsesretningen til den frem-og tilbakegående maskindel.