NO872061L - Tetningsanordning. - Google Patents

Abstract

Ep tetninqsanordning mellom to sylindriske detaljer (3, 4) består av en tetninqsring (1) og i det minste et tetningselement (10, 11, 30) anordnet i et spor (2) i den ene detaljen (3). Tetningsringen (1) er forspent anordnet mot den andre detaljen (4), for dynamisk tetning mot denne og tet-ningselementet (10, 11, 30) er anordnet forspent mot tet-Sl-1" ningsrinqen, for tetning mellom denne og tetningssporet. Tetningsringen (1) utgjøres herved av et hovedsakelig set- 42; ninqsfritt, elastisk og i det minste hovedsakelig hardt material som qir et formstivt tverrsnitt. Videre er tetningsringen (1) tynn og har så liten radial middelhtfyde hm i. henhold til formelen h m = —b , der A er tetningsringensr. tverrsnittsfla te og b dens aksiale bredde, at tetningsringen (l) maksimalt har et flatetrykk p mot den andre detaljen (4). som med hensyn til materialet og overflatestrukturen i denne samt mediets smørende egenskaper kan aksepteres i henhold til formelen p = ——'-——m^^ . E, der E er tetningsringens. d. elastisitetsmodul, d er dens diamter og Ad er dens diametrale elastiske formforandring. Videre er tetningsringens (1). radiale h<*yde (h) langs sidene (6, 7) mot mellomrommet (12) mellom detaljene (3, 4) minst like stor som mellomrommets

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en tetningsanordning for tet-

ning mellom to i forhold til hverandre bevegelige detaljer med sylindriske skilleflater, mellom hvilke det finnes et mellomrom. I den ene detaljen er dannet et tetningsspor i hvilket er anordnet en tetningsring, som er forspent anord-

net mot den andre detaljens sylindriske flate for dynamisk tetning mot denne flate. Tetningssporet omfatter en spalt beliggende på i det minste den ene siden av tetningsringen,

og i det minste et tetningselement er anordnet i tetningssporet, forspent mot tetningsringen.

Tetning ved høye trykk i f.eks. hydrauliske sylindre o.l. komponenter er med hensyn til funksjon og pålitelighet kritiske for de fleste mobile arbeidsmaskiner og tunge mek-aniserings- og automatiseringsutrustninger. Til tross for intensive utviklingsanstrengelser for å utvikle bedre dyna-

miske tetninger må fortsatt disse slitedeta1 jer byttes en eller flere ganger i løpet av sylinderens brukstid. Util-fredsstillende tetningsfunksjon er også en av de vanligste og alvorligste årsakene til driftsavbrudd i hydrauliske system-

er. Dagens tetningsteknikk og tetningens problemer med å oppfylle funksjonsønskemålene gir ikke bare liten brukstid,

men også en rekke andre egenskaper som i varierende grad, avhengig av anvendelsen, gjør produktenes funksjon dårligere og begrenser dessuten f.eks. hydraulikkteknikkens anvendel-sesområde. Foruten sviktende tetning og lav brukstid er det først og fremst begrensninger ved høye og lave temperaturer og begrensninger i friksjon og "stick-slip" som er den alvorligste mangel. Som en følge av tetningsfunksjonens betydning og som følge av problemer med å oppnå akseptabel tet-ningsf unks jon har man generelt i både relativt krevende og relativt enkle anvendelser forsøkt å oppnå det best mulige resultat ved å arbeide med forholdsvis snevre diametertoleranser og meget høy overflatefinhet på tetningsfla tene på f.eks. sylinderrør og stempelstang. Tetningene som vanligvis

bygges opp av polymere materialer svarer derved vanligvis for en liten del av komponentens kostnad, idet de krav som stil-les til mot hverandre liggende flater utgjør en ved siden av rna terialomkostningene dominerende omkostning. Totalomkost-ningene for å tette en komponent av således en dominerende omkostning, mens omkostningene for selve tetningselementet vanligvis er ubetydelig.

Brukstidproblemer kan i prinsippet oppstå av tre hovedårsak-er. Tetningselementet kan utmattes av trykket og av trykk-endringer, slik at sprekker oppstår med utetthet og havari som følge. I mellomrommet mellom de to detaljene som avtettes kan tetningen som en følge av trykket trenge ut, med sprekker, utetthet og havari som følge. For å oppnå liten dynamisk lekkasje utformer man tetningselementet med tet-ningslepper eller overflateforhøyninger som bryter gjennom væskefilmen. Dersom denne del av tetningen, som gir en topp i kontakttrykket, slites ned, uteblir trykktoppen med øket dynamisk lekkasje og derved en driftsforstyrrelse som følger. Dagens konvensjonelle, moderne tetninger er derfor utformet med tanke på utmatning, uttrengning og god slitestyrke i tetningens sliteflate. De siste 20-30 år har neppe medført noen vesentlige, nye tetningstyper, men ny deta1jutformning av tetningselementet samt nye og videreutviklede materialer har forbedret såvel utmatnings-, uttrengnings- og slitasjeegen-skapene. Selv om alle typer brukstidsproblemer forekommer idag er det imidlertid hovedsakelig slitasje på tetningens kontaktflate som er det avgjørende og fremdeles ikke løste problem. Til tross for at de beste kjente, slitesterke materialer anvendes blir likevel slitasjen i de fleste tilfeller uakseptabelt stor. Grunnen til at man til tross for konsen-trerte anstrengelser verden over i årtider ikke har kommet lenger er at funksjonsprinsippene til konvensjonelle tetninger gir et meget høyt kontakttrykk i den for tetningsfunksjonen avgjørende tetningsleppe, samtidig med at tetning i meget høy utstrekning forutsetter at tetningsleppen ikke slites eller formforandres på grunn av setning i materialet. Trykket i materialet og i kontaktstedet, det vil si hovedsakelig tetningsleppen, er den faktor som esker såvel slitas je som setning av materialet. Ingen har enda ved hjelp av tet-ningsutformning og rna terialegenskaper lykkes i å utvikle en fullgod, konvensjonell tetning, og det ligger i sakens natur at sannsynligvis ingen i fremtiden med nå kjente materialer vil kunne gjøre dette fullstendig, men bare i varierende grad. Det finnes derfor grunn til å tro at dagens konvensjonelle tetninger allerede er utviklet forholdsvis langt i forhold til sitt potensiale og ikke kan utvikles lenger på noen vesentlig måte. De høye flatetrykkene i tetningsleppen utgjøres av summen av væskens trykk og det trykk som oppstår i tetningsmateria let når tetningens tverrsnitt trykkes sammen i sitt tetningsspor. Forkomprimering av tetningen er nød-vendig for å avtette dynamisk ved lave trykk og uten trykk. Ettersom tetningen med tiden mister sin forspenning i tetningsmateria let og dermed i tetningsleppen oppstår ofte tet-ningsproblemer ved lave trykk etter en viss tid. Disse problemer oleier å bli alvorlige vinterstid når viskositeten er høy og tetningsmateria let ved lav temperatur har minsket elastistitet. For å minske problemene med setning må derfor tetninger i polymere materialer konstrueres med forholdsvis stor radial høyde. Dette medfører tetninger som har umoti-vert store dimensjoner og er vanskelige å dyre å bygge inn i produktene. Man kan som en sammenfatning si at den konvensjonelle, polymere tetningens tetningsfunksjon allerede ved lavt trykk må kunne oppnås ved forkomprimering av et forholdsvist stort tetningstverrsnitt. Det flate trykk som da kreves i tetningsleppen er vanligvis i størrelsen 2-5 MPa. Det trykk som forårsaker setning og slitasje i tetningslep<p>en ligger for et konvensjonelt 25 MPa-system mellom ca. 10 og 30 MPa, d.v.s. vesentlig over det flatetrykk som er nødvendig for tetningsfunksjonen. Det er således de fundamentale ufullkommenhetene i de konvensjonelle tetningenes funksjons-prinsipp som gjør at de belastes og slites langt over hva tetningskravet motiverer.

En konsekvens av det høye og av væsketrykket avhengige kontakttrykket mellom tetning og motgående flate er at start-friksjonen blir høy. Hva varre er at denne friksjon minskes merkbart ved bevegelse, slik at det lett oppstår såkalt "stick-slip"-bevegelse. Ettersom trykk og viskositet i likhet med flere andre faktorer på hvilken "stick-slip"-bevegelsen, bidrar på en avgjørende måte de konvensjonelle tetningene til at hydrauliske løsninger for presisjonsposisjo-nering har vanskelig for å hevde seg i forhold til elektro-mekaniske løsninger.

En måte å minske slitasjen på en tetning er å utforme den slik at den allerede ved lav hastighet danner oljefilm og således fungerer som et glidelager. For tetning av stempler, der den innvendige lekkasje ikke får noen skadelig virkning, kan denne metode anvendes, og den anvendes også idag i forholdsvis stor utstrekning. På en stempelstang kan derimot ytre lekkasje ikke aksepteres, og det tilstrebes alltid å forhindre filmdannelse. Dersom filmdannelse oppstår skjer dette ved økende hastighet og viskositet. I og med at hastigheten ved en frem- og tilbakegående bevegelse i en sylinder må minske til null, for deretter å vende, oppstår bare filmdannelse under en del av slaget. Ved lav hastighet er slitasjen stor og avgjørende, og derfor er tetninger med god filmdannelse i praksis ikke på noen avgjørende måte mere slitesterke enn tetninger som ikke kan danne film.

For konvensjonelle tetninger kan således brukstiden økes vesentlig ved valg av slitesterke tetningsmaterialer og ved at den motgående flaten har lav profildybde og en overflate-profilform som gir en forholdsvis lavere slitasje enn andre profilformer. De vanligste tetningsmateria lene idag er polyuretan og nitrilgummi med diverse slitasjeminskende tilset-ninger. Men også PTFE i kombinasjon med andre materialer er et forholdsvist vanlig tetningsmateria 1. Tetninger i polymere materialer har i lang tid dominert som tetningsmateriale i sylindre o.l. komponenter. Det finnes imidlertid et unn tak fra denne regel, og det er de særlig i USA forholdsvist ofte anvendte stempelringene i metall. Disse er delt på et sted av en tettende, overlappende sliss. Fordelen med denne tetningstype er lang brukstid, god evne til å tåle temperatur, lav friksjon, gode "stic-slip"-egenskaper og små innbygningsmål. En meget stor ulempe er imidlertid en forholdsvis høy lekkasje, hvilket begrenser stempelringen til anvendelse som stempeltetning i anvendelser først og fremst innen industriell mekanisering. Stempelringen i metall ville være en utmerket tetning dersom ikke lekkasjen var 100-1000 ganger høyere enn myke tetninger i<p>olymere materialer. At stempelringer i metall allikevel med stor fremgang anvendes forklares av at stempellekkasjen er av tilnærmet samme størr-else som lekkasjen i den ventil som styrer sylinderen. En viktig forskjell mellom de forskjellige materialer er deres "stick-slip"-egenskaper og friksjonsegenskaper og tendens til å danne tilfeldige, lokale molekylærbindinger til den motgående flatens molekyler. I denne henseende er de vanlige polyuretan- og nitrilmaterialer dårligst, PTFE-kombinasjoner i forskjellige former bedre og metall vanligvis best. Med dagens konvensjonelle tetninger finnes ingen tetning som i alle typer anvendelser er best, idet man velger såvel tetningstype som materiale for å oppnå den best mulige løsning.

Den foreliggende oppfinnelse tar sikte på å eliminere de ovenfor nevnte og andre kjente ulemper, ved at det riktignok aksepteres en noe høy statisk initiallekkasje, samtidig med at en og samme tetning forøvrig gir de følgende fordeler: a) Lav totalkostnad for tetning og motgående tetningsfla te. b) Lang brukstid selv om den motgående flate har forholdsvis stor profildybde og en forholdsvis slitende overflate-profil.

c) Lav friksjon.

d) Lav tendens til "stick-slip".

e) Ufølsomhet for høye og lave temperaturer.

f) Ufølsomt materiale i tetningen som ikke kjemisk påvirkes

av trykkmedie.

g) Lav tendens til tilfeldige, lokale molekylærbindinger mellom tetning og motgående flate.

h) Lagringssikker tetning såvel montert som umontert.

i) Små innbygningsmål.

En tetningsanordning i henhold til den foreliggende oppfinnelse, som samtidig i en og samme tetning har alle de ovenfor nevnte egenskaper, har ved sammenligning egenskap for egenskap med den for vedkommende egenskap beste av de konvensjonelle tetningstypene bedre eller minst like gode egenskaper. For å gjøre dette mulig arbeider en tetningsanordning i henhold til den foreliggende oppfinnelse på vesentlige punkter etter nye funksjonsprinsipper som gir gunstige funksjons-forutsetninger egenskap for egenskap.

Det som herved kjennetegner oppfinnelsen fremgår av de etter-følgende patentkrav.

De konvensjonelle tetningstypene har høye, med væsketrykket direkte økende kontakttrykk mellom tetning og motgående flate. De har også en tynn, for tetningen avgjørende "tetningsleppe" e.l., hvilken ved slitasje og setninger i materiale blir dårligere, med økende lekkasje som følge. Den foreliggende op<p>finnelse oppfyller som en første vesentlig forutsetning for lang brukstid det vilkår at kontakttrykket mellom tetning og motgående flate er lavt og i forholdsvis begrenset utstrekning påvirkes av væsketrykket, som en annen vesentlig forutsetning for lang brukstid og god tetning oppfyller tetningsanordningen i henhold til den foreliggende oppfinnelse det vilkår at den for tetning betydningsfulle tetningsform ikke forringes av setning eller slitasje.

Dagens tetningsteknikk har til tross for intense anstrengelser ikke lykkes i å løse problemet å oppnå en forspenning som er jevn og tilstrekkelig høy og som ikke forandres med tiden, slitasjen og forskjellige miljøfaktorer. Man har helt sett seg blind på de mest elastiske materialene slik som gummi, polyuretan osv. Hva gjelder metall som vanligvis an-ses å ha totalt utilstrekkelige elastiske egenskaper finnes som det eneste eksempel stempelringer, som ved bøyning og bøyespenninger har fått en forholdsvis meget god evne til å endre sin diameter. Forspenningen til konvensjonelle tetninger i elastomerer slik som gummi, polyuretan osv. oppnås hovedsakelig ved en komprimering av tetningens tverrsnitt og i liten utstrekning ved formforandring i omkretsretningen.

De myke, konvensjonelle tetningene får et forholdsvist meget jevn flatetrykk rundt omkretsen, som imidlertid med tiden på grunn av setninger i materialer og slitasje samt ved innvirk-ningen av en rekke miljøfaktorer minsker. For å minske setninger er man nødt til å øke tetningens radiale høyde og å anvende materialer eller rna terialkombinasjoner der minst et av materialene har forholdsvis gode setningsegenskaper. Forspenningen i en konvensjonell stempelring krever for å bli akseptabelt høy at stempelringens radiale høyde blir så forholdsvis høy at den ikke lenger er slank. Dilemaet med stem-elringen er at den nødvendigvis blir så høy at den blir for bøyestiv og vridningsstiv til å kunne fø<*>lge den motgående flatens formfeil, urundhet, bølgeform osv. Den konvensjonelle stempelringen i metall får derfor et meget ujevnt kontakttrykk rundt omkretsen som også omfatter partier uten flateberøring, med en forholdsvis høy lekkasje som en avgjør-ende svakhet. Forøvrig forstyrres ikke funksjonen med tiden eller av miljøfaktorer osv., idet det snarere er slik at slitasjen kan minske den høye og setningsfrie lekkasjen. Det er særlig overraskende at man en tetningsanordning i henhold til oppfinnelsen, omfattende en tetningsring med et setningsfritt, elastisk og hardt materiale, f.eks. metall, kan oppnå de ovenfor angitte fordelene og oppnå ønsket elastisitet og et jevnt, tilstrekkelig høyt og av tiden, slitasjen og forskjellige miljøfaktorer tilstrekkelig upåvirket kontakttrykk. Den foreliggende oppfinnelse bygger på iakttagelsen og den i praksis oppfylte forutsetningen at toleranseområdet for den motgående flates diameter er lavere enn den diameter forandring som skjer dersom tetningsringens materiale i ringretning utsettes for trykkspenninger eller strekkspenninger opp til sin strekkgrense. Det er også overraskende at man med et meget lavt kontakttrykk kan oppnå en forholdsvis meget høy strekk- eller trykkspenning i ringretning. I en tetningsanordning i henhold til den foreliggende oppfinnelse oppnås samtidig det lave kontakttrykket og den for høy tetning nødvendige bøyeligheten og vridbarheten i omkretsretningen av tetningsringens tverrsnitt ved at ringen har en meget lav radial middelhøyde (h ). Samspillet mellom tetningsringens kontakttrykk (p), dens diameter (d), dens tverr-snittsflate (A), dens middelhøyde (hm), dens bredde (b)

samt dens diameterforandring (^d) og elastisitetsmodul (E) fremgår med stor nøyaktighet av følgende formler:

For et bestemt tilfelle er da diameteren (d) og forspenningen, d.v.s. diameterforandringen (Ad), gitt. Forspenningen (Ad) må selvsagt gjøres større enn diameterens (d) toleranseområde. Ved å velge et materiale med en passende lav elastisitetsmodul (E) og ved å gjøre middelhøyden (h m) tilstrekkelig lav blir også kontakttrykket tilstrekkelig lavt. Som det fremgår av formlene kan middelhøyden (hm) øke når diameteren (d) øker. Ved sine endeflater må tetningen ha en høyde som overstiger den diametrale klaring mellom de detaljer som den tetter. Mellom disse sideflater kan imidlertid tykkelsen med fordel minskes. Med tanke på vanlig forekommende, nødvendige klaringer kan tetningene generelt gis en middelhøyde på 1 mm og lavere. Middelhøyden (hm) kan øke med diameteren (d) opp til forholdsvis høye verdier ved store diametere (d) uten at flatetrykket (p) blir for høyt. For at tetningsringen skal kunne følge den motgående flate og gi full tetning bør høyden (hm) begrenses, og likeledes i en viss grad også dens bredde (b) . En tetningsanordning i henhold til den foreliggende oppfinnelse danner et kontakttrykk ved elastisk setningsfri forspenning i tetningsringens om-kretsretning, hvilket skiller seg fundamentalt fra de konvensjonelle myke eller halvharde tetninger som skaper sin forspenning ved hovedsakelig komprimering av sitt elastiske og setningstilbøyelige tverrsnitt. I forhold til den konvensjonelle stempelringen i metall finnes også en tilsvarende fundamental forskjell i og med at denne utelukkende har bøye-påkjenninger i sitt tverrsnitt som setningsfritt gir kontakttrykket. Det totale kontakttrykket mellom tetningsring og motgående flate vil for en konvensjonell, myk tetning tilnærmet komme opp til forspenningstrykket pluss det avtettede mediets trykkfall over tetningen. For den konvensjonelle stempelringen i metall blir kontakttrykket tilnærmet forspenningstrykket pluss det halve trykkfallet over tetningen. Dersom ingen ytterligere tiltak gjøres gjelder også dette for den foreliggende oppfinnelse. Til forskjell fra de myke, konvensjonelle tetningene og den via en overlappende sliss delte stempelringen i metall kan tetningsanordningen i henhold til oppfinnelsen utformes slik at kontakttrykket i forholdsvis høy grad gjøres uavhengig av trykket i mediet. En forutsetning for dette er det stive, smale og ubrudte tverr-snittet. Selv om tetningsanordningen i henhold til oppfinnelsen i likhet med den konvensjonelle stempelringen i metall kan fungere med et kontakttrykk som omfatter halve trykkfallet over tetningen, kan meget vinnes ved å trykkavlaste tetningsringen og senke kontakttrykket. Slitasjen og friksjonen kan da senkes og det kan aksepteres en dårligere flate på den motgående flate. I og med at tetningen i en foretrukket ut-førelsesform i henhold til oppfinnelsen hovedsakelig er byg-get opp av metall muliggjøres en tredje, vesentlig forutsetning, nemlig det for brukstid, tetning og miljøufølsomhet vesentlige vilkårlige at tetningsmaterialet og tetningens egenskaper ikke skal påvirkes negativt ved høye og lave temperaturer eller kjemisk av mediet eller ha tendens til å danne tilfeldige, molekylære bindinger med den motgående flate. Takket være det lave og at trykket i mediet forholdsvist lite påvirkede flatetrykket i kontaktflaten mellom tetningsring og motgående flate og takket være det foretrukne, stive tetningsmateriale med jevn og av miljøet forholdsvist lite påvirket friksjonskraft muliggjøres oppfyllelsen av en fjerde vesentlig forutsetning som gir lav friksjon og lav tendens til "stick-slip"-bevegelse. Tetningsringen er når den er montert alltid "udelt" og mangler spalt, enten ved at ved trykkspenninger, slik som f.eks. i en stempeltetning, delingen trykkes sammen, eller ved strekkspenninger, slik som f.eks. i en stempelstangtetning, ved at det mangler deling.

Ettersom tetninger av mykt, henholdsvist hardt tetningsmateriale trykkes mot motgående flate foreligger store forskjell-er såvel i tetningsevne som i slitasjeforløpet. En myk, konvensjonell tetning sliter ofte allerede i løpet av de første ca. 1000 slag ned den motgående flate, målt i bevegelsesretningen, til ca. halve profildybden. Deretter avtar flateslita-sjen merkbart. Målt på tvers av bevegelsesretningen øker i mange tilfeller overflateujevnheten. Den myke tetningen har en tendens til å slite på flaten såvel på toppene som i dalene. Dette innebærer blant annet at eventuelle myke materialer som ligger i dalene kan slites bort av den myke tetningen. Den harde tetningen sliter bare på toppene og den for-bedrer hele tiden flaten målt i alle retninger. Den harde tetningen lar eventuelt materiale i dalene bli uberørt i og med at den aldri når ned under den motgående flateprofils topper. Sammenlignende bruktidsprøver mellom konvensjonelle, myke og halvharde tetninger og en tetningsanordning i henhold til den foreliggende oppfinnelse i en foretrukket utfør-elsesform viser at metalltetningen har en nærmest neglisjer-bar slitasje, mens de myke og halvharde tetningene slites betydelig mere. Den harde tetningen beholder dessuten sin sylindriske form, mens de myke og halvharde tetningene slites i betydelig grad ved de for tetning avgjørende "tetnings-leppene" eller tilsvarende. Der flatetrykket er høyest. Slitasjen av metalltetninger i herdet stål har etter avslut- tet langtidsprøve vist seg å være en brøkdel av en mikro-meter. Dette kan fastslås med sikkerhet ettersom slitasjen begrenser seg til delvis nedsliting av toppene i tetningens opprinnelige fremstilte flateprofil. Den harde metalltetningen får sine lokale høyste belastninger i de punkter der tetningsflaten og den motgående flate tilfeldigvis møtes, og vanligvis topp mot topp. Det synes som om en tetningsanordning i henhold til den foreliggende oppfinnelse, med sin ekstremt lille tetningsslitasje, er forholdsvis ufølsom for den motgående flates profildybde og overflatekarakter, til forskjell fra myke og halvharde, konvensjonelle tetninger. Konvensjonelle, honede, slipte eller rullepolerte flater fungerer bra også med forholdsvis grove trukne flater. Frem-stillingsomkostningene for sylinderrøret kan dermed senkes. Konvensjonelle myke og halvharde tetninger har sikrere evne til å holde tett i og med at de bedre kan følge den motgående flates formfeil, og dermed kan hindre dannelsen av mikrokanaler mellom tetningens kontaktflate og den motgående flate. Den harde tetningen er her begrenset, og man kan få såvel en statisk initial lekkasje som en dynamisk lekkasje som er høyere enn for myke, konvensjonelle tetninger. For en stempeltetning som bare gir intern lekkasje er dette ingen vesentlig ulempe, ettersom tetningslekkasjen er mye mindre enn lekkasjen i sylinderens ventil og mye mindre enn hva av-kjølingen av f.eks. hydraulikkolje i en stillestående hydrau-likksylinder tilsvarer i lekkasje. Ettersom mikrolekkasje i kanaler med en høyde i størrelsen 1-5^um hurtig opphører etter tetning blant annet ved hydraulikk av oljens egne molekyler, blir tetningen etter en tids stillstand vanligvis statisk helt tett. Ved avtetning av en stempelstang, der lekkasjen er utvendig og skadelig kan vanligvis ikke den harde tetningen alene gi fullgod tetning. Den konvensjonelle, myke tetningen slites hurtig, særlig når trykket er høyt og hastigheten og viskositeten er lav. Ved lave trykk er slitasjen vesentlig mindre. Ved å kombinere den foreliggende tetningsanordning i henhold til oppfinnelsen, som er slitesterk og lettgående også ved høye trykk, og en etter i lekkasjeretningen liggende, f.eks. konvensjonell, myk tetning, som bare må holde tett ved lave trykk, kan en stempelstangtetning med liten lekkasje, lav friksjon og lang brukstid oppnås. For å øke tetningen til den foreliggende tetningsanordning ytterligere kan to prinsippielt forskjellige foranstaltninger tas. Ettersom hoveddelen av lekkasjen skyl-les mikrokanaler i den forholdsvis grove, motgående flaten, kan denne flate belegges med et lag av et mykere material enn metall, f.eks. en eller annen form for herdelakk osv. Hensiktsmessig kan dette skje med en flatebelegningsmetode som er beskrevet i US-A 4532151 og SE-A 8203782-1. I henhold til denne metode utsettes først flaten for vakuum, hvoretter "lakken" påføres direkte under høyt trykk og strykes ut til et jevnt sjikt med valgbar tykkelse. Med denne metode kan man f.eks. også fylle og tette det porøse krumsjiktet som vanligvis finnes på stempelstangflater, men også belegge forholdsvis grove, trukne flater og da også eliminere den skadelige virkning som eventuelt forekommende mindre trekkeriper har. Vakuum gir god heft og mulighet til inntrengning og god fylling av overflatesjiktet, mens trykket kreves for med sikkerhet å gi god inntrengning og fylling av overflatesjiktet. En metallisk flate som på denne måte er komplettert med et mykere materiale, hvilket hovedsakelig ligger i den harde flatens daler, i hulrom, riper osv., påvirkes av en tetningsanordning i henhold til den foreliggende oppfinnelse og konvensjonelle, myke tetninger på forskjellige måter. Den harde tetningens lekkasje minsker og filmdannelsen fremmes, ettersom flaten når det gjelder strømning mellom tetning og motgående flate har blitt jevnere og tettere. Det vesentlige kontakttrykket mellom tetning og motgående flate tas nå også opp av de respektive flaters metalltopper, men dette trykk har nå minsket. Den myke, konvensjonelle tetningen sliter særlig ved høye væsketrykk på både metallflatens topper og det mykere materiale som lengst blir liggende igjen i flatens daler. Avhengig av det tilførte overflatesjiktets slitasje-egenskaper, typen av myk tetning osv., slites flaten mer eller mindre slik at den underliggende flatens overflatepro- fil kommer frem. Ved lave trykk og et godt beleggmaterial kan den konvensjonelle, myke tetningens slitasje på over-flatebelegget bli liten. Dette er verdifullt og kan utnyttes ved tetning av en stempelstang med først en tetningsanordning i henhold til den foreliggende oppfinnelse, hvilken tar det høye trykket, og deretter en konvensjonell, myk tetning, f.eks. en U-ringstetning i polyuretan, som opprettholder høy tetning ved et lavt trykk. Den andre muligheten til å forbedre tetningsevnen til den foreliggende tetningsanordning utført i hardt material er å belegge tetningens kontaktflate med den motgående flate med et tynt sjikt av et forholdsvist mykt, slitesterkt material. Tetningen kan også bygges opp av to deler, der kontaktflaten ligger i en forholdsvist tykkere ring av et halvhardt, men forholdsvist formstabilt og slitesterkt materiale, f.eks. armert polymert materiale, og forspenningen hovedsakelig gis av en forholdsvis tynnere ring av et mere formstabilt og setningsfritt materiale, f.eks. metall. Det myke eller halvharde materiale i kontaktflaten, som gis en tykkelse på noen tiendedels mm eller opptil ca. 1 mm, øker tetningen, men blir mere ømfintlig for dårlige flater og får høyere slitasje enn f.eks. en herdet stålflate. Ved slitasje på tetningsringens kontaktflate beholder denne imidlertid hovedsakelig sin opprinnelige, sylindriske form, og slitasje og setning blir ikke et tetningsproblem primært, men først senere når høy slitasje har minsket forspenningen og forårsaket et for lavt kontakttrykk. Slik som for andre tetningstyper er en belegning av den motgående flate med et mykt, slitesterkt material en fordel som øker tetning og brukstid.

Oppfinnelsen er i det følgende nærmere beskrevet under henvisning til de vedføyde tegninger, der: Fig. 1 viser i et delsnitt et snitt gjennom en tetning i henhold til en første utførelsesform av oppfinnelsen. Fig. la viser et tverrsnitt gjennom et i tetningen i henhold til oppfinnelsen inngående tetningselement i ubelastet tilstand. Fig. 2 viser i tverrsnitt en i tetningen i henhold til oppfinnelsen inngåend tetningsring og på denne virkende trykk i et belastningstilfelle. Fig. 3 og 4 illustrer eksemplifisert trykkfordelingen på tetningsringen . Fig. 5 viser i snitt som tilsvarer fig. 1 en annen utførel-sesform av tetning og en i tetningsanordningen i henhold til oppfinnelsen inngående, ytterligere tetning. Fig. 6 viser i et snitt som tilsvarer fig. 5 tetningen i en annen stilling. Fig. 7 viser ytterligere et utførelseseksempel av en tetningsring som inngår i tetningen i henhold til oppfinnelsen. Fig. 8 viser i et delsnitt et snitt av enda en utførelses-form av oppfinnelsen. Fig. 9 viser en trykka viastet versjon av utførelsesformen i henhold til fig. 8. Fig. 10 viser et snitt gjennom en ytterligere utførelsesform i henhold til oppfinnelsen. Fig. 11 illustrerer til slutt trykkfordelingen på tetningsringen i utførelsesformen i henhold til fig. 10.

En tetningsanordning i henhold til oppfinnelsen omfatter en tetningsring 1 anordnet i et tetningspor 2 utformet i den ene av de detaljer 3 og 4, mellom hvilke det skal dannes tetning, og dynamisk tettende mot en motgående flate 5 på den andre detaljen. En praktisk løsning forutsetter imidlertid at tet ningen også holder tett statisk mot den detalj i hvilken tetningssporet 2 er utformet, samtidig med at detaljene 3 og 4 skal kunne bevege seg i forhold til hverandre som følge av mellomrom, deformasjoner osv. Ettersom tetningsringen 1, som er anordnet forspent, trykkes mot den nevnte motgående flate 5, følger tetningen denne flate. Tetningen må derfor med radial bevegelsesfrihet avtettes mot i hvert fall den side av tetningssporet 2 der det høye trykket foran tetningen faller til det lavere trykket etter tetningen.

Det finnes i henhold til den foreliggende oppfinnelse en rekke muligheter til å realisere denne avtetning. I det følgende skal tre foretrukne løsninger med forskjellig egnet-het i forskjellige anvendelser beskrives. Den første løs-ningen beskrives mere fullstendig ved hjelp av fig. 1-7. Denne løsning gir høyere kostnader for tetningselementet, men kan trykka via stes mere ubegrenset og også gi en trykkbegrens-ningsfunksjon. Den andre løsningen beskrives mere kortfattet ved hjelp av fig. 8-9 og hovedsakelig med hensyn til forskjellen i forhold til den første løsningen. Den sistnevnte løsningen gir lavere kostnad for tetningselementet, men har begrensninger i sin funksjon, først og fremst når det gjelder muligheten til trykka viastning ved en dobbeltvirkende tetning. Den tredje løsningen er beskrevet med henvisning til fig. 10 og 11 og særlig når det gjelder forskjeller"i forhold til den første og andre løsningen. Den tredje løs-ningen gir lavere kostnad for tetningselementet enn den første løsningen (fig. 1-7) og omtrent samme kostnad som den andre løsningen (fig. 8-9). Den muliggjør også de minste dimensjonene, og i likhet med den første løsningen kan den trykkavlastes.

I den i fig. 1 viste utførelsesformen av en tetning i henhold til oppfinnelsen er dette realisert ved samtidig avtetning av mellomrommet mellom tetningsringens sideflater 6, 7 og motstående sideflater 8 og 9 i tetningssporet, ved hjelp av en fjærende brikke 10, 11. Således ligger og tetter brik- kene 10, 11 statisk mot såvel tetningsringen 1 som mot en av detaljene, slik som vist detaljen 3, mens tetningen 1 alene ligger og tetter dynamisk mot den andre detaljen 4. Et mellomrom 12 mellom detaljene 3 og 4 tillater disse å røre seg i forhold til hverandre. Bevegelsen mellom detaljene 3 og 4 dekkes og tettes ved anleggsflaten mellom fjærbrikken 10, 11 og tetningsringen 1, dvs. tetnigsringens sideflater 6, 7. Tetningen må derfor ved kontaktstedet ha en minste høyde som er større enn bevegelsesområdet mellom detaljene 3 og 4. For å skape lavest mulig flatetrykk mellom tetning og motgående flate bør tetningsringen 1 være så tynn som mulig, idet den med fordel kan gjøres tynnere innenfor anleggsfla ten 6, 7 mot fjærbrikkene 10, 11. Ettersom det ikke finnes noe trykkfall over tetningen 1 står tetningen og fjærbrikkene 10, 11 i en mellomstilling. Når det oppstår et trykkfall ved tetningen trykkes ved et trykkfall den ene fjærbrikken, fjærbrikken 10 slik det er vist i fig. 1, mot sideflaten av tetningssporet 2. Det finnes flere funksjonskrav for statisk tetning mellom fjærbrikkene 10, 11 og tetningsringen 1. Det avgjørende og for fjærbrikkene 10, 11 dimensjonerende kravet er at kraften i fjærbrikken 11 ved maksimal tilbakefjæring skal kunne holde tetningsringen 1 mot fjærbrikken 10 når detaljen 4 beveger seg i forhold til detaljen 3 i motsatt retning mot trykkfa 1lretningen. Dette gjelder selvsagt såvel ved høye som lave trykk. Kraften i fjærbrikken 11 må være så høy at den indre tetningsringen 1 i, av friksjonskraften mellom tetningsringen og flaten på detaljen 4, å trekkes bort fra kontaktflaten og tetningsstedet mellom tetningsringen 1 og fjærbrikken 10. Friksjonskraften kan holdes forholdsvis lav, ettersom kontaktflaten er liten, friksjons-koeffisienten er lav og kontakttrykket på grunn av blant annen trykkutligningen er lav.

Hvordan trykkutligning utføres fremgår av fig. 2. I radial retning virker for å trykke tetningsringen 1 mot detaljen 4 ved trykkfordelingen 13 og for å trykke tetningen fra detaljen 4 med trykkfordelingen 14 som oppnås ved hjelp av trykkutligningsspor 15 og hull 16 utformet i tetningsringen 1. Den resulterende trykkfordelingen 17 som trykker tetningen mot detaljen 4 virker således bare på en kort del av tetningsflaten og lengst ut, der trykket faller fra det høye til det lave trykket. Det kontakttrykk mellom flatene som skal oppta og utligne den resulterende trykkforskjellen fordeler seg over tetningens bredde ettersom tetningens tverrsnitt er stivt. Fordelingen påvirkes av en rekke faktorer, men er alltid slik at flatetrykket ved den ikke-utlignede ytterste, tettende flaten er høyest. I fig. 2 er også vist aksiale påk jenninger.

Forsøk har vist at når ringen slites, slites den forholdsvist jevnt over sin bredde samtidig med at tetningen som regel øker. En stor andel av tetningsringens kontaktkraft kommer når det gjelder en trykkutlignet tetningsring fra tetningens-ringens forspenning. I fig. 3 vises hvordan den radialt rettede, resulterende trykkfordelingen 17 i trykkmediet og den likeledes radialt rettede diameterendringen av tetningsringen og den "trykkfordeling" 18 som forspenningen gir settes sammen til en total, resulterende trykkfordeling 19. Fig. 4 viser hvordan den resulterende trykkfordelingen 19 ut-lignes av kontakttrykkfordelingen 20 mellom tetningsringen 1 og den motstående flate 5 på detaljen 4. Ettersom tetningen ligger mot den motgående flaten uten noen dreining av betydning, er de to trykkfordelingene 19 og 20 i ballanse såvel hva angår kraft som moment. Ettersom den ikke-utlignede flatens andel av den totale bredden ofte ligger omkring 20%, blir middeltrykket i kontaktflaten påvirket av og øker med bare ca. 10% av trykket i mediet. Dette gjelder så lenge ikke den motgående flate 5 fjærer ifra og senker eller øker kontakttrykket ved at forspenningen i tetningsringen 3 minsker eller øker.

En stempelstangtetning der stempelstangen ofte er massiv eller grovt rørformet går mot en flate med liten fjæring, mens en stempeltetning, som går mot et sylinderrør må følge med rørets med trykket økende diameter. For en stempeltetning velges det derfor av sikkerhetsgrunner hensiktsmessig å legge forspenningen og den ikke-utlignede flaten på tetningsringen 1 slik at den for et rør med maksimal diameter innen sitt toleranseområde kan følge røret når det er påvirket av maksimalt trykk på høytrykkssiden og f.eks. ca. 63% av dette trykk på lavtrykkssiden. Røret fjærer ved tetningsstedet ut proporsjonalt med middelverdien til trykket foran og etter tetningen. Dersom et langt rør ved et visst trykk har en maksimal fjæring av en bestemt størrelse, blir utfjæringen ved tetningsstedet normalt bare halvparten av denne utfjær-ing, ettersom trykket på tetningens lavtrykksside normalt er null. Denøkning av kontakttrykket som trykket på den ikke-utlignede flaten forårsaker er proporsjonal med forskjellen mellom det trykk som opptrer henholdsvis på tetningens høy-trykks- og lavtrykksside. Ettersom tetningens tykkelse kan ligge rundt 10% av rørets tykkelse kreves bare små ikke-utlignede flater og liten trykkforskjell for å kompensere for den minskede forspenningen i tetningsringen 1 når den motgående detalj 4 som en følge av trykket i mediet fjærer bort. Et sylinderrør dimensjoneres vanligvis slik at ved maksimalt trykk i mediet kommer strekkspenningen i røret opp til ca. 40-70% av rørmaterialets strekkgrenseverdi. Når tetningens middeltykkelse er opptil ca. 10% av rørets tykkelse trengs det for å komprimere en tetningsring av det samme materiale en diameterforskjell som tilsvarer rørets maksimale, diametrale fjæring fra null til maksimalt trykk, bare et flatetrykk, kontakttrykk, på 10% av mediets maksimale trykk. Den spenningsforskjell som oppstår i tetningen blir da vanligvis bare halvparten av de 40-70% av rørmaterialets strekkgrenseverdi som oppnås som spenning i røret. Spenningsvariasjonen i stempeltetningen blir således bare ca. 20-35% av strekkgrenseverdien for rørmaterialet. I og med at spenningen i en stempeltetning er en trykkspenning som normalt aldri gir ut-matningskader, er stempeltetningens forspenningspåkjenninger ufarlige sett fra et utmatningssynspunkt. Stempeltetningen kan også være delt med en sliss som trykkes sammen. For stempelstangtetning gjelder at den er hel, udelt og utsatt for strekkpåkjenninger, hvilke kan gi utmatningsskader. I de fleste tilfeller er stempelstangen massiv eller grovt rør-formet og neglisjerbart fjærende, slik at spenningsendringene blir neglisjerbart lave. I de få tilfeller at det dreier seg om en tynnvegget stempelstang med indre overtrykk gir end-ringene i strekkspenning vanligvis begrenset til maksimalt ca. 20-35% av rørmaterialets strekkgrenseverdi, hvilket kan aksepteres ettersom rørmateria let, som ofte har dårlige utmatningsegenskaper, må tåle dobbelt så høye spenningsvaria-sjoner, dvs. at dersom røret holder holder også tetningen. Dersom det for å minske forspenning og kontakttrykk velges et material med lavere elastisitetsmodul enn stål, f.eks. aluminium, minsker materialets utmatningsegenskaper, men også spenningene minsker, slik at heller ikke dette behøver å bli noe problem. Størstedelen av den maksimale deformasjon av tetningsringen 1 og dermed størstedelen av det maksimale kontakttrykket som skyldes forspenningen oppstår på grunn av nødvendig forspenning for å besørge tetning såvel ved den minste som ved den største diameteren innen toleranseområdet. Den groveste toleransen har vanligvis idag sylinderrøret, vanligvis med 10. til 11. grad, mens stempelstangen vanligvis ha 8. til 9. grad, dvs. to toleransegrader mindre toieranse-område. Ved strekkgrenseverdien for rørmateria let har syl-inderrøret ofte en maksimal fjæring som er ca. dobbelt så stor som toleranseområdet for den 10. ISO-graden. Den maksimale forspenningen for en stempeltetning gir således trykkspenninger i tetningsringen som er høyere enn ca. halvparten av rørmaterialets strekkgrenseverdi. Det er derfor hensiktsmessig og mulig å anvende ca. den 10. ISO-toleransegraden for sylinderrør og ca. den 8. til 9. for stempelstenger.

Med utgangspunkt i sylinderrør og stempelstenger med idag normalt opptredende diametertoleranser kan således en syl-indertetning i henhold til den foreliggende oppfinnelse dimensjoneres som har tillatte spenninger og som samtidig har forholdsvist meget lave verdier for kontakttrykk og tetnings- friksjon. Til dette bidrar også at bredden til tetningsringen 1 hensiktsmessig kan gjøres så liten som ca. 3 mm. I og med at man vil begrense tetningens radiale høyde, bør fjærbrikkene 10, 11 ha lav radial høyde. Praktisk dimensjo-nering, som er meget komplisert med en lang rekke betydelige faktorer involvert har vist at dybden til tetningssporet 2 med fordel kan begrenses til 4-5 mm. Idet fjærbrikkene 10, 11 ved kontaktstedet mot tetningsringen kan ha en bredde på bare ca. 1 mm blir bredden til tetningssporet 2 bare ca. 5 mm. Den samvirkende årsakskjeden mellom liten tetningshøyde, liten tetningsbredde, lavt kontakttrykk, liten tetningsfrik-sjon og liten høyde og bredde på fjærbrikkene er en vesentlig forutsetning for den foreliggende oppfinnelses og utførelses-formens eksepsjonelt små tetningsdimensjoner. Den laveøm-fintlighet til den motgående flate 5 og det lave kontakttrykket i kombinasjon med de små tetningsdimensjonene er ytterligere en vesentlig forutsetning som gjør det mulig å oppnå lav totalkostnad for tetning og motgående flate.

De forholdsvis små dimensjonerte fjærbrikkene 10, 11 medfører såvel flere fordeler som flere problemer, og de sistnevnte har i en tetningsanordning i henhold til den foreliggende oppfinnelse fått en løsning som er en viktig forutsetning for god og sikker funksjon. Det er vesentlig at fjærbrikkene har en begrenset radial stilling fra den motgående flate 5 og ikke minsker det mellomrom 12 mellom detaljene 3, 4 som må være tilstede. Det er også viktig å begrense fjærbrikkenes stilling radialt innover i tetningssporet 2, slik at tetningens kontaktflate mot fjærbrikkene kan være så liten som mulig. Dette senker middelhøyden til tetningsringen 1 og dermed kontakttrykket og tetningsfriksjonen. Ved trykkfall over tetningen trykkes, slik som f.eks. fig. 1 viser, den ene fjærbrikken 10 meget hardt mot sporsiden i detaljen 3. Fjærbrikken kan da ikke bevege seg radialt uten at det opptrer store krefter, f.eks. dersom fjærbrikken 10 skulle komme i kontakt med overflaten på detaljen 4. En slik kontakt ville sannsynligvis føre til skader på detaljen 4 og fjærbrikken 10. Som eksemplifisert i fig. 1 er fjærbrikkene 10, 11 ved hjelp av en stoppeklakk 21 utformet på hver fjærbrikke og ved hjelp av spor 22 dannet i sideveggene i tetningssporet 2 hindret i å bevege seg utenfor ytterdiameteren til detaljen 3. Mellomrommet 12 mellom detaljene 3 og 4 kan således utnyttes uten at overflaten på detaljen 4 kommer i kontakt med fjærbrikkene 10, 11. Videre hindres fjærbrikkene, slik som vist i fig. 1, av bunnen 23 i tetningssporet 2 i å flytte seg radialt innover.

Ettersom fjærbrikkene 10, 11 har liten høyde i radial retning har de ikke selv mulighet til å motstå det indre overtrykk som virker i radial retning mellom høytrykkssiden og lavtrykkssiden. I den eksemplifiserte utførelsesformen av tetningsanordningen i henhold til oppfinnelsen løses dette problem med tre samtidig virkende foranstaltninger. Som en første foranstaltningøkes fjærbrikkenes 10, 11 egen evne til å motstå et indre overtrykk ved at deres middeltykkelse gjøres så stor som mulig i forhold til tykkelsen ved den diameter der fjærbrikkene tetter mot tetningsringen 1. Som en annen foranstaltning har fjærbrikkene 10, 11 den nevnte stoppeklakk 21 i inngrep med sporet 22, hvorved diameterendringen til fjærbrikkene 10, 11 og den radialt rettede bevegelse begrenses. Som en tredje foranstaltning virker friksjonskraften, som vist i fig. 1, mellom fjærbrikken 10 og sideflaten 9 i tetningssporet 2. Ved å legge dreiepunktet 24 til fjærbrikkene 10, 11 mot tetningssporets sidevegger 8, 9 nær bunnen 23 i tetningssporet får fjærbrikkene en vesentlig større trykkpåvirket flate i aksial retning enn i radial retning. Fjærbrikkenes tendens til å endre sin diameter mot-virkes derved hovedsakelig av friksjonskrefter. De tre for-anstaltningene innebærer at fjærbrikkene 10, 11 til tross for sine små dimensjoner og sin lave styrke og stivhet sett på bakgrunn av de påkjenninger som trykket forårsaker ligger godt styrt innenfor et smalt stillingsområde. I og med at bare en av fjærbrikkene 10, 11 samtidig kan være trykket mot sideveggen 8, 9 i tetningssporet er alltid minst en fjær brikke fri til å virke som en trykkbegrensningsventil i to retninger. Et farlig overtrykk mellom fjærbrikkene kan således ikke oppstå.

I forbindelse med tetning av en stempelstang kan, som tidligere nevnt, en tetningsanordning i henhold til den foreliggende oppfinnelse kombineres med en myk eller halvhard tetning. Det lave og jevne trykk som tilstrebes for den konvensjonelle tetningen kontrolleres derved å en elegant måte av den mot den myke tetningen vendende fjærbrikken 11. En slik tetningsanordning i henhold til oppfinnelsen, omfattende en myk eller halvhard tetning, er vist som eksempel i fig. 5 og 6. I disse figurer vises en stempelstangtetning der stempelstangen, som tilsvarer detaljen 4 i fig. 1, foruten av en tetning som vises i fig. 1 også tettes av en U-tetning 25. Mellom disse er det som et eksempel på et mulig arrangement anordnet en stempelstangstyring 26, slik at et forholdsvist stort væskevolum er dannet mellom tetningene. Ved hjelp av kompresjon av mediet og den myke tetningen 25 kan rommet mellom tetningene fungere som en trykkakkumulator. I fig. 5 er vist hvordan tetningsringen 1 og fjærbrikkene 10, II innstiller seg når.det er et trykkfall over tetningene. Den tid da det skjer bevegelse og trykk samtidig blir på grunn av begrensning i slaglengde og stempelstanghastighet forholdsvis kort. Dersom lekkasjen over høytrykkstetningen er liten, men større enn for den myke tetningen 24 øker trykket med slaget og tiden sakte mellom tetningene, til et forholdsvist lavt trykk. Dersom trykket på høytrykkssiden deretter på vanlig måte bortfaller som en følge av at trykket vekselvis opptrer på stempelets to sider, fjærer tetningen på høytrykkssiden tilbake på den måte som er vist i fig. 6. I de fleste tilfeller inntar tetningsringen 1 og fjærbrikkene 10, 11 en mellomstilling. Hvor tetningsringen 1 stanser innenfor bevegelsesområdet til tetningsringen avhenger blant annet av størrelsen av tetningsfriksjonen og dens retning. Avhengig av stillingen varierer kraften i fjærbrikken 11 noe, men hovedsakelig er det trykk den begrenser mellom de to tetningene forholdsvist snevert kontrollert. Dette trykk ligger ved ca. 2-5 PMa, hvilket faller godt sammen med det trykknivå der konvensjonelle stempelstangtetninger har den beste kombinasjon av tetning og brukstid. Også med hensyn til friksjon og tendensen til "stick-slip" ligger trykket her innenfor et forholdsvist fordelaktig område. For å forhindre at det bygges opp skadelige trykk mellom de to stempelstangtetningene 1, 10, 11 og 25 bør tetningen mellom tetningsringen 1 og fjærbrikken 10 (se fig. 5 og 6) elimineres på en eller annen måte. Dette kan f.eks. oppnås, slik som vist i fig. 5 og 6, ved hjelp av et spor 27 i sideflaten på tetningsringen 1. Selv om de fleste egenskapene til de konvensjonelle stempelstangtetningene, med unntak av den høye tetningen, ikke kan måle seg med en tetningsanordning i henhold til oppfinnelsen, dannes det imidlertid med den ovenfor beskrevne tetningskombinasjon muligheter for at den konvensjonelle tetningen kan fungere innen et trykkområde der den har sin beste kombinasjon av egenskaper og sin høyeste utholden-het for krevende driftstilfeller og miljøer.

Den tynne, bøyelige og på grunn av fjærbrikkene 10, 11 forholdsvist lettbevegelige tetningsringen 1 kan for å bli funk-sjonssikker og ufølsom for forurensninger og feilsteder på den motgående flate (f.eks. 5 i fig. 1) kreve en ytterligere viktig egenskap for god og sikker funksjon. Den egenskap som kreves er evnen til å unngå skjæring mellom de motgående flatene og snarere lav tetningsringen 1 gli over et hinder eller et feilsted enn å forsøke å fjerne hindre eller å jevne ut flaten, hvilket sannsynligvis fører til en hurtigere skade. I en tetningsanordning i henhold til den foreliggende oppfinnelse oppnås denne egenskap ved at tetningen tildels er tynn og i en kort lengde er forholdsvis bøyelig og dreibar, tildels ved at overflaten av tetningsringen 1 er hard, fortrinnsvis meget hard og helst hardere enn den motgående flate, og tildels ved at tetningsringen 1 i sine ender har, slik som vist i fig. 7, en forholdsvis kort avfasning 28 med liten helning. Når det er ønskelig at tetningen skal heves over et feilsted eller en foruresning av en eller annen type med lavt flatetrykk og med krefter som så langt mulig bare er rettet radialt og til dels trykker tetningsringen 1 bort fra den motgående flate 5 og tildels forurensningen eller det

skadede partiet mot den motgående flate, bør vinkelen være mindre enn friksjonsvinkelen, fortrinnsvis omtrent eller under 15°. At den harde tetningen har en avfasning 28 kan også være nødvendig for å kunne forspenne tetningen ved dens montering i sylinderrør eller på en stempelstang. De monte-ringsavfasninger 29 som kan kreves på såvel sylinderrør som stempelstang bør ha mindre helning enn tetningsringens avfasning 28, samtidig med at den ytre diameter til tetnings-avfasningen 28 må være slik at den kan gå inn i en avfasning på den motgående detalj før forspenning av tetningsringen 1 via de to avfasningene 28, 29 starter. De lokale flatetrykkene blir høye ved innføringen. De fører ikke til skjæring, men ofte til en viss komprimering av myke flater i avfasningen. Selvsagt anvendes det slik som for konvensjonelle tetninger med fordel med monteringen smøremiddel på såvel tetning som motgående flate. Den i fig. 7 viste, rette avfasning 28 kan, selv om det ikke er vist, erstattes med en av-rundet avfasning. Forsøk har vist at det kan være viktig at . helningen ligger i nærheten av eller under 15°, men det er i og for seg fordelaktig dersom helningen avtar kontinuerlig mot tetningsringens kontaktflate. Med tanke på tetningens ikke-utlignende kontakttrykk og påvirkningen av mediets trykk bør avfasningslengden ligge ved og begrenses til ca. 10% av den ikke-utlignende bredden. Uten passende avfasninger på tetningsringen 1 og den motgående flaten 5 kan det i mange tilfeller være nærmest umulig å punktere tetningen uten skade. Dersom tetningen på en eller annen måte kan monteres med en meget kort avfasning 28 kan vanligvis en meget kort avfasning på bare 1/100 mm gi et godt resultat. Fra et sik-kerhetssynspunkt og med tanke på monteringen kan med fordel avfasningens lengde være ca. 1/500 mm. Det skal også påpekes at tetningsringen 1 i en tetningsanordning i henhold til den foreliggende oppfinnelse har en viss evne til såvel under

drift som ved montering å passere over hull og spor med begrenset henholdsvis diameter og bredde. Denne fordel, som iblant er av stor verdi, har ikke konvensjonelle myke og halvharde tetninger.

De ovenfor nevnte og på tegningen viste trykkutligningsspor 15, som er dannet i kontaktflaten til tetningsringen 1 og som via et eller flere hull 16 (fig. 1, henholdsvis fig. 5) sør-ger for at trykket i sporene faller sammen med trykket på tetningsringens bakside, bør også ha en helning som er liten. Hensiktsmessig utformes trykkutligningssporene 15 sirkelform-ede og med stor bredde i forhold til dybde. Dette er også av verdi med tanke på de bøyepåkjenninger som oppstår i tetningsringen 1, først og fremst ved høye trykk og når kontaktstedet mellom tetningsring og fjærbrikker 10, 11 ligger ved tetningsringens innerdiameter for en stempeltetning og ved dens ytterdiameter for en stempelstangtetning.

Tetningsringens hardhet i tetningsanordning i henhold til den foreliggende oppfinnelse er av betydning såvel for brukstid og ufølsomhet for den motgående flate som for ufølsomhet for forurensninger og skadede partier i den motgående flate. Herdet stål har vist meget gode egenskaper ved praktiske brukstidsforsøk. Andre harde flater, f.eks. av titannitrid, aluminiumoksyd, hardkrom osv. kan også anvendes. Flatebelegg av typen molybdendisulfid, teflon osv., som vanligvis ansees å forbedre tilslitningsevnen, slitestyrken osv. har ikke gitt noen påviselige forbedringer i slitestyrken. Tynne og forholdsvis myke belegg med god heft er imidlertid av en viss verdi på såvel tetningsring 1 og fjærbrikker 10, 11 som på sideflatene i tetningssporet 2, dersom de etter tilsliting sitter igjen i flatens daler, riper osv. og dermed tetter disse, med minsket lekkasje og hurtigere lukking av tetningen som følger.

I den i fig. 8 og 9 viste utførelsesformen av tetning i henhold til den foreliggende oppfinnelse er tetningen mot sporet dannet av en O-ring eller et lignende, mykt tetningselement 30 som tetter primært mellom baksiden av tetningsringen 1 og bunnen 23 i sporet 2. Tetningsringen kan i denne utførelses-form for den samme retning av trykkfallet og avhengig av friksjonens retning og den innbyrdes bevegelse mellom detaljen 3 og detaljen 4 innstiller seg i alle stillinger mellom de som begrenses av at tetningsringen 1 og dens sideflate 6 og 7 ligger mot en av sporsidene 8 og 9. Forskjellen i bredde mellom sporet 2 og tetningen 1 må være så liten at den maksimale spalten 31 mellom dem er så liten at tetningselementet 30 til tross for maksimalt trykkfall over spalten 31 ikke trenger ut gjennom spalten eller skades slik at funksjonen forstyrres eller opphører. I praksis bør således mellomrommet være ca. 0,1 mm eller mindre. I konvensjonelle såkalte glidehylsetetninger er det et lignende tetningsutseende. Det finnes imidlertid en vesentlig og fundamental forskjell. I den konvensjonelle glidehylsetetningen har tetningselementet som tilsvarer tetningselementet 30 til oppgave tildels å tette tetningsringen mot sporet, og tildels å dekke bevegelsen mellom detaljene 3 og 4, men også, til forskjell fra denne utførelsesform av oppfinnelsen, å bevirke tetningsringens forspenning i den tetningsring som tilsvarer tetningsringen 1 og som vanligvis er av et forholdsvist uelastisk og setningstilbøyelig material. Dette fører til at tetningselementet i clen konvensjonelle tetningen må gjøres høyt og vanligvis også tilsvarende bredt, hvilket fører til større dimensjoner enn for den foreliggende oppfinnelse, som for normale tetningsdiametere kan gjøres ca. 3 mm høyt og 3 mm bredt. Tetningen i henhold til fig. 8 er dobbeltvirkende og har et kontakttrykk som påvirkes og økes av ca. halve trykkfallet over tetningen. I fig. 9 vises en utførelsesform av tetningsringen 1 som er best egnet for enkeltvirkende tetninger. Tetningsringen 1 er trykkutlignet via trykkutlig-ningssporet 32 som løper rundt tetningen, og som via minst et sidespor 33 står i forbindelse med det høye trykket. Trykkfordelingen 34 trykker tetningsringen bort fra trykkfordelingen 35 og mot den motgående flate 5. Den resulterende trykkfordelingen 36 trykker slik som tidligere beskrevet tetningsringen mot den motgående flate 5. Den trykka via stede versionen av utførelsesformen kan foruten som enkeltvirkende tetning, av typen stempel stangtetning osv., også anvendes som dobbeltvirkende tetning i anvendelser som hovedsakelig bare har en trykkfallretning. Til denne gruppen hører f.eks. kraner og andre maskiner som hovedsakelig løfter laster. Ved et lite antall trykkveksl inger i den ikke-trykkavia stede ret-ningen blir kontakttrykket påvirket av hele trykkfallet over tetningen. Dette er selvsagt en ulempe, men kan vanligvis aksepteres i de tilfeller der tetningen arbeider trykkavlast-et i det meste av sin driftstid. Denne utførelsesform ut-merker seg med å ha eksepsjonell lav kostnad for tetningen og også eksepsjonelt små innbygningsmål. En ulempe i forhold til utførelsesformen i henhold til fig. 1-7 er at den ikke kan fungere som trykkbegrensningsventil ved dobble tetninger vist i fig. 5 og 6, og at den bare kan trykka vi a stes i en trykkfa 1lretning, når den er dobbeltvirkende. Uten trykkav-lastning og med en breddeøkning til omkring 4,5 mm, hvilket O-ringen for de fleste vanlige diametere i det minste krever, blir ikke friksjonen lavere enn hva som gjelder for gode, konvensjonelle myke eller halvharde tetninger.

I utf ørelsesf ormen vist i fig..10 og 1.1 er fordelen til ut-førelsesformene i henhold til fig. 1-7 og fig. 8-9 kombinert, og det oppnås en trykkutlignet tetning med små spordimensjo-ner som kan fremstilles med lave omkostninger. Tetningen mot sporet 2 oppnås ved hjelp av en U-formet ring 37, som kan være fremstilt av et ha.lvhardt, forholdsvist setningsfritt material, slik som f.eks. nylon, eller det kan være et setningsfritt material, f.eks. stål eller aluminium eller en kombinasjon av disse. Tetningen skjer mellom den indre flaten 39 på tetningsringen 1 og U-r.ingens 37 ytre flate 40, samt mellom U-ringens sideflate 41 eller 42 og sporets sideflate 8 eller 9. Stillingen til tetningsringen 1 begrenses av sideflatene 8 og 9 i sporet 2, og det største mellomrom 51 kan for en bestemt trykkfallretning tillates å ligge ved sporflaten 9, slik som vist i fig. 10, men også ved sporflaten 8. Tetningsringen 1 kan også innta hvilken som helst stilling mellom vtterstiIlingene, idet U-ringen 37 uavhengig av stillingen til tetningsringen 1 tetter ved den sideflate 8 eller 9 der trykket faller. Tetningen oppnås ved at U-ringens sideflater 41 og 42 alltid uten klaring eller med meget liten klaring ligger mot sideflatene 8 og 9 i sooret 2 samtidig med at U-ringen 37 ved elastisk deformasjon forspent ligger mot innerflaten 39 i tetningsringen 1. U-ringen 37 trykkes av trykkfallet ved tetningsstedet tildels mot sporets sideflate 8 eller 9, og tildels mot tetningsringens inner-flate 39. U-ringen 37 følger alltid tetningsringen 1 og trykkes mot denne i trykkløs tilstand på grunn av U-ringens 37 fors<p>enning og ved trykkfall over tetningen av de trykk-fordelinger og krefter som oppstår på U-ringen 37 som en følge av utformningen av U-ringen 37 med avfasningen 43 og sideflatene 41 og 42. Trykkfordelingen på U-ringen 37 fremgår av fig. 11. Som funksjonskrav gjelder at trykkraften som trykker U-ringen 37 mot tetningsringen 1 skal være større enn den friksjonskraft som oppstår mellom U-ringen 37 og sporets sideflate 8 eller 9 når tetningsringen 1 og U-ringen 37 beveger seg radialt i forhold til sporet 2 i detaljen 3. Det grunnleggende kravet til denne tredje utførelsesform er derfor at den klaring og det lekkasjested som kan oppstå mellom tetningsringen 1 og sideflatene 8 eller 9 i sporet 2 skal tettes av en (eller flere) ringer som virker mot innerflaten 39 på tetningsringen 1 og sideflatene 8 eller 9 ved trykkløs tilstand, ved forspenning i den tettende ringen (eller ringene) og ved trykkfall over tetningen, slik at trykket alltid kan holde den tettende ringen (eller ringene) mot tetningsringen 1 og derved kan overvinne de friksjonskrefter som kan oppstå mot sideflatene 8 og 9 i sporet 2. Selvsagt kan dette løses på mange måter, men utførelsen i henhold til fig. 10 og 11 viser en hensiktsmessig og foretrukket utførelsesform. I fig. 11 vises hvordan U-ringen 37 med sin sideflate 41 tetter mot sideflaten 8 i sporet 2. Forskjellen mellom den aksiale trykkfordelingen 45 og den aksiale trykkfordelingen 46 gir trykkfordelingen 47. Hvilken på grunn av friksjon mellom flatene 41 og 8 forsøker å hindre at U-ringen 37 radialt føl-ger tetningsringen 1 og også å tette mellom flatene 40 og 39 på den side av sporet 2 der sideflaten 8 ligger. Forskjellen mellom de radiale trykkfordelingene 47 og 48 trykker med trykkfordelingen 49 U-ringen 37 radialt mot tetningsringen 1, slik at kontakt og tetning skjer mellom flatene 40 og 39.

Det er viktig at sporrommet 2 via f.eks. et eller flere hull 44 alltid har samme trykk på begge sidene av U-ringen 37 eller en tilsvarende ring. Trykkfordelingen 49 må for sikker funksjon alltid gi en så stor radialt rettet kraft at den er større enn den friksjonskraft som oppstår når tetningsringen 1 og U-ringen 37 beveger seg radialt, hvorved det dannes en radialt rettet friksjonskraft ved glidestedet mellom U-ringens sideflate 41 og sideflaten 8 i sporet 2. En god og sikker løsning oppnås dersom det hulrom 50 som dannes av avfasningen 43 på U-ringen 37 fortrinnsvis utformes hovedsakelig like langt aksialt som radialt og dersom kontaktflaten mellom flatene 40 og 39 er omtrent like lang som kontaktflaten mellom flatene 41 og 8. Det oppnås da en god funksjon med en friksjonskoeffisient på ca. 1,0. Den virkelige frik-sjonskoeffisienten ligger, avhengig av de valgte materialer, lavere, og man har derfor mulighet til, men neppe noe god grunn til, å øke avfasningen og kontaktflaten i radial retning langs sidene av sporet 2. I en utførelsesform av den type som er vist i fig. 10 og 11 er det viktig at U-ringen 37 eller et tilsvarende organ kan beholde sin forspenning slik at den trykkes mot innerflaten 39 i tetningsringen 1 i hele brukstiden for tetningen, og at sideflatene 41 og 42 i hele brukstiden ligger mot eller uten stor klaring befinner seg ved sideflatene 8 og 9 i sporet 2. Dersom U-ringen utføres i et halvhardt, polymert og forholdsvist setningsfritt material, f.eks. nylon, må forspenningen i radial retning opp-rettholdes. For å sikre dette kan det i visse tilfeller være hensiktsmessig å kombinere U-ringen 37 med en ytterligere forspenningsring 38 i et setningsfritt material, f.eks. stål eller aluminium. Motivet for valget av et halvhardt mate rial, f.eks. nylon, fremfor et hardt material, f.eks. aluminium, er at tetningen blir bedre med flater som har grov eller ripet flåtestruktur. Motivet for å anvende en U-ring eller ligende i et metallisk material er sikker forspenning og større ufølsomhet for temperaturer, medier osv. En tetning i henhold til fig. 10 og 11 kan dannes med ekstremt liten bredde, f.eks. 2,5 mm og ekstremt liten spordybde, f.eks. 2,5 mm. Det er da gode muligheter til å utføre sporet uten deling og å montere tetningsringen 1 og U-ringen 37 eller tilsvarende ved å bringe disse inn i sporet på samme måte som f.eks. et dekk monteres på en felg til en bil. Det er da vesentlig at diameteren til bunnen 23 i sporet 2 tilpasses dette og ikke bare tilpasses de radiale bevegelser til tetningen 1 og U-ringen 37.

Hvor høyt det maksimale kontakttrykket i den foreliggende oppfinnelse kan tillates å bli varierer med en rekke faktorer, blant hvilke først og fremst kan nevnes kombinasjonen av materialer i tetningen og den motgående flaten i kontaktflaten, deres respektive overflatefinhet og flateform samt mediets smørende egenskaper. I de konvensjonelle, myke og halvharde tetningstypene blir kontakttrykket omtrent lik forspenningstrykket pluss mediets trykk. I den foreliggende o<p>pfinnelse kan det samme myke eller halvharde materiale i kontaktflaten anvendes, men også harde materialer som tåler høyere kontakttrykk og dårligere motgående flater. Mere av-gjørende er imidlertid at i den foreliggende oppfinnelse kan kontakttrykket som tidligere påvist påvirkes og senkes. Forspenningstrykket er forholdsvist lavt, men kan styres ved valg av lave verdier for middelhøyden (h ), diameterforandringen (Ad) og elastisitetsmodulen (E). Trykket i mediet, som kan gi høye bidrag til kontakttrykket, kan som tidligere påvist begrenses eller elimineres ved trykkutligning. Motivet for å arbeide med lave maksimale kontakttrykk er tildels de ålment gode egenskaper dette gir samt tildels muligheten til å kunne akseptere ufordelaktige materialer og flater samt medier med dårlig smøreevne. Motivet for å akseptere høyere kontakttrykk enn hva som kan oppnås oppstår når omkostningene og størrelsen til tetningen bør minskes. Dette kan iblant ved gunstige tetningsforutsetninger gi en god total løsning til tross for at man avstår fra visse mulige forbedringer. Det tidligere nevnte eksempel med utførelsen i henhold til fig. 9 i f.eks. en kran er en typisk slik anvendelse. I de ufordelaktige anvendelser der bare lavt kontakttrykk kan aksepteres arbeider man først og fremst med trykkutligning, dersom mediet trykk er høyt, og deretter med forspenningstrykket. Forspenningstrykket som setter en øvre grense for middelhøyden hm til tetningsringen 1 kan således stå for størstedelen av det kontakttrykk som anvendelsens material, flater og smøreforhold tillater.

I den hensikt å oppnå lave kontakttrykk tilstebes, som tidligere beskrevet, liten middelhøyde for tetningsringen 1.

Den middelhøyde som i praksis kan oppnås avhenger først og fremst av maksimalt mellomrom 12 etter tillatt maksimal slitasje på de motgående detaljer 3 og 4. I annen rekke av-gjøres tykkelsen av toleransene til de motgående detaljer. Det maksimale mellomrom er også i høy grad avhengig av toleransene til de motgående detaljer, f.eks. rørdiameteren i en sylinder. Beregningen av nødvendig tykkelse for tetningsringens sideflater og dens midtre del omfatter flere para-metere, slik som mellomrom, slitasjedybde, toleranser, men også styrkeberegninger med hensyn til tetningsringens aksiale<p>åkjenninger ved høye trykk. For diametere omkring 60-80 mm og høyere er det med vanlige toleranser for sylinderrør forholdsvist enkelt å komme frem til gunstige konstruksjoner med tetningsringer i stål. For diametere omkring 50 mm og mindre forbedres resultatet dersom tetningsringen fremstilles av et material med lavere elastisitetsmodul. Aluminium og lege-ringer av dette er med ca. 66% lavere elastisitetsmodul egnede materialer, men også noe høylegerte stål samt titan, krom osv. kan gi gode resultater. For stempelstangtetningen gjelder at toleransen på stempelstangen normalt er ca. to toleransegrader finere enn for sylinderrør, men samtidig er normalt stempelstangdiameteren bare ca. 45-63% av rørdia-meteren i en sylinder. Det er således motiv for også for stempelstenger omkring 40 mm og mindre å overveie materialer med lavere elastisitetsmodul enn stål. I prinsippet er mate-rialvalget i tetningsringen ikke begrenset til metall, idet oså andre harde materialer kan fungere bra. Her inngår f.eks. glass og keramiske materialer og også forholdsvis harde<p>olymere materialer, fortrinnsvis slike som er gitt øket formstabilitet og krypegenskaper ved hjelp av armering med fibre av forskjellige typer. Forsøk har vist at den foreliggende tetningsanordning fungerer bra også med meget liten forspenning. Også materialer med en viss tendens til setning eller krympning kan derfor være mulig. Forskjellen i temperaturutvidelse må kompenseres med forspenning, men er sjelden noe problem.

En tetningsanordning i henhold til den foreliggende oppfinnelse er først og fremst frembragt for å tette dynamisk i forbindelse med fluidteknikk. Åpenbare anvendelser er for sylindre, dreieledd, stempler i pumper og motorer osv. innen prosessindustri med petroleum, kjemikalier, næringsmidler osv. har oppfinnelsen et annet åpenbart marked. Tetning for f.eks. stempler i forbrenningsmotorer kan også være en passende anvendelse. I samtlige anvendelser tilpasses selvsagt forspenning og toleranser til anvendelsens særegenheter.

Tetningsringen 1 og fjærbrikkene 10, 11 kan fremstilles med en rekke alternative metoder. For tetninsringen i en stempeltetning gjelder at den kan være delt, i og med at den har trykkpåkjenninger som helt kan lukke en deling og gi full tetning dersom de to deleflatene ligger tett mot hverandre. Blant mange mulige metoder for å utforme ringene kan nevnes tildels dreiing, tildels profilvalset tråd som formes til sirkel og sveises, tildels plastisk forming og tildels sint-ring og støping, osv. For de herdbare metallene følger deretter herding og sliping. Når tetningene inneholder meget lite materiale og dermed kan gi meget lave materialkostnader er det av forholdsvis stor betydning ved fremstillingen å unngå rna terialspi11, som f.eks. særlig ved skjærende be-arbeiding kan bli uforholdsmessig stort. Fremstilling med formvalset tråd er fra dette synspunkt interessant, ikke minst for stempeltetninger som ikke nødvendigvis behøver å sveises. Særlig for større diametere er det mulig å la flere tetningsringer og fjærbrikker ha samme tverrsnitt, slik at de kan fremstilles av den samme formvalsede tråd. De inngående ringene har meget lite tverrsnitt i forhold til sin diameter. Fremstillingen blir spesiell på mange måter når det gjelder håndtering, fastspenning, oppmåling osv. Ettersom detaljene ved montering får sin runde, plane form kan forholdsvis store urundheter, skjevheter osv. aksepteres for løse tetningsringer og fjærbrikker. Generelt er det ikke detaljens diametertoleranser i seg selv som er vesentlige, men snarere de slanke detaljenes omkrets. Ettersom forspenningen i tetningsringen også avhenger av omkretsen til den motgående detalj, blir generelt forspenningen i tetningsringen jevnere enn hva den motgående detaljens diametertoleranser angir. Dette er særlig fordelaktig ved anvendelse av trukne sylin-derrør, med en diametertoleranse som i stor grad forårsakes av ovalitet, hvilket gjør at rørets omkrets tilsvarer en diameter i den midtre delen av toleranseområdet. Ved fremstilling av tetningsring og fjærbrikker må derfor i stor grad runde dorer og fikstruer anvendes. Det finnes også en rekke fordelaktige muligheter til å gi de tynne ringene nøyaktige diametermål ved plastisk deformasjon når de trykkes over koniske dorer eller gjennom koniske rørverktøy.

Oppfinnelsen er naturligvis ikke begrenset til de ovenfor beskrevne og på tegningen viste utførelseseksempler, men kan varieres på flere måter innen rammen av de etterfølgende patentkrav.

Claims (12)

1. Tetningsanordning for tetning mellom to i forhold til hverandre bevegelige detaljer (3, 4) med sylindriske skilleflater, mellom hvilke det finnes et mellomrom (12), idet det i den ene detaljen (3) finnes et tetningsspor (2) i hvilket er anordnet en tetningsring (1), hvilken er forspent anordnet mot den sylindriske flaten (5) på den andre detaljen (4), for dynamisk tetning mot denne flate, idet tetningssporet (2) omfatter en spalt som befinner seg på i det minste den ene siden av tetningsringen (1), og idet i det minste et tetningselement (10, 11, 30) er anordnet i tetningssporet (2) forspent mot tetningsringen (1), for tetning mellom tetningsringen (1) og tetningssporet (2), karakterisert ved kombinasjonen av at tetningsringen (1) utgjøres av et hovedsakelig setningsfritt, elastisk og i det minste hovedsakelig hardt materiale, fortrinnsvis metall, som gir et formstivt tverrsnitt, og at tetningsringen (1) er tynn og har så liten radial middelhøyde h i henhold til formelen h = —, der A er tetnings- m m ,,' ^ d <2> ringens tverrsnittsfla te og b dens aksiale bredde, at tetningsringen (1) maksimalt har et flatetrykk p mot den sylindriske flaten (5) som med hensyn til materialet og overflatestrukturen til den sylindriske flaten (5) samt mediets smørende egenskaper kan aksepteres i henhold til formelen p = '- m—— . E, der E er tetningsringens d <2> elastisitetsmodul, d er dens diameter ogAd er dens diametrale elastiske formforandring, idet den radiale høyden (h) til tetningsringen (1) langs sidene (6, 7) mot mellomrommet (12) er minst like stor som mellomrommets radiale høyde.

2. Tetningsanordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at den radiale høyde (h) til tetningsringen (1) langs sidene (6, 7) mot mellomrommet (12) er mindre enn 3 mm, fortrinnsvis mindre enn 1 mm, og at bredden b) til tetningsringen (1) er mindre enn 15 mm, foretrinnsvis mindre enn 5 mm.

3. Tetningsanordning som angitt i hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at den radiale middel-høyde (h^ ) til tetningsringen (1) er mindre enn den radiale høyden (h) langs sidene (6, 7) mot mellomrommet (12).

4. Tetningsanordning som angitt i hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at tetningsringen (1) er utstyrt med organer (15, 16, 32) for trykkutligning over tetningsringen, mellom dens anleggsflate mot den sylindriske flaten (5) og den motstående side.

5. Tetningsanordning som angitt i hvilket som helst av kra vene 1-3, karakterisert ved at tetningsringen (1) er utstyrt med organer (33) for trykka viastning langs en del av anleggsflaten mot den sylindriske flaten (5).

6. Tetningsanordning som angitt i hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at tetningsringen (1) er utformet med en avfasning (28) ved i det minste den ene kant av anleggsfla ten mot den sylindriske flaten (5).

7. Tetningsanordning som angitt i hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at tetningsringen (1) er forskyvbart anordnet i tetningssporet (2) i retning sideveis på tvers av dette, i avhengighet av trykkforskjell i mellomrommet (12) foran og bak tetningsringen, og at det på hver side av tetningsringen er anordnet et te <g> ningselement (10, 11) som er anordnet bevegelig i de sideveis for tetningsringen (1) beliggende spaltene, i avhengighet av den nevnte trykkforskjell.

8. Tetningsanordning som angitt i krav 7, karakterisert ved at tetningselementene (10, 11) utgjøres av fjærbrikker og er utstyrt med organer (21) for begrensning av tetningselementenes bevegelse radialt i forhold til den nevnte sylindriske flate (5).

9. Tetningsanordning som angitt i hvilket som helst av kra vene 1-8, karakterisert ved at tetningselementet ut-gjøres av et ringformet tetningselement (37) av et hovedsakelig setningsfritt og idet minste delvis halvhardt materiale, som befinner seg i tetningssporet (2) under tetningsringen (1) og over tetningssporets bunn (23), idet det ringformede tetningselementet (37) er utformet for anlegg med sine motstående endepartier (40-42) tildels med forspenning mot de innvendige endeflater (39) på tetningsringen (1), og tildels eller hovedsakelig uten klaring mot sideflatene (8, 9) i tetningssporet (2), og idet tetnigselementet (37) er utstyrt med i det minste en gjennomgående åpning (44) for trykkutlignende forbindelse mellom sporrommet mellom tetningselementet (37) og tetningsringen (1) og sporrommet under tetningselementet (37).

10. Tetningsanordning som angitt i krav 9, karakterisert ved at tetningselementet (37) mellom anlegget (40) mot tetningsringen (1) og anlegget (41, 42) mot sideflaten (8, 9) i tetningssporet (2) er utformet med et hjørne for å danne et rom (50) begrenset av den indre endeflaten (39) på tetningsringen (1), hjørneflaten (43) og sideflaten (8, 9) i tetningssporet (2).

11. Tetningsanordning som angitt i krav 9 eller 10, karakterisert ved at det ringformede tetningselementet (37) er aksialt fjærende og i ekspandert tilstand har en aksial bredde som er større enn bredden til tet ningssporet (2).

12. Tetningsanordning som angitt i hvilket som helst av kravene 1-3, karakterisert ved at tetningselementet består av en O-ring (30) av et elastisk material og befinner seg mellom tetningsringen (1) og bunnen (23) i tetningssporet (2) .