SE432647B - Tetningsanordning for inbordes avtetning av koncentriskt med varandra anordnade och i axiell riktning relativt varandra rorliga delar - Google Patents

Description

*<1 CO ...s PO PO CO -D- I U 10 15 20 25 30 35 2 spârbottnen och ringpaketet och härvid tjänar till att pressa ringarna mot den andra delen.

Arrangemanget kan härvid exempelvis vara sådant, att ringarna sitter på ytteromkretsen av den som fjäderele- ment tjänstgörande hâlkroppen, varvid ringarna lämpligen är gjorda av ett företrädesvis avtätande plastmaterial med glidegenskaper, exempelvis polytetrafluoreten, och _den som fjäderelement tjänstgörande hålkroppen är gjord _av gummi eller ett plastmaterial med gummiliknande egen- skaper. Arrangemanget kan dock exempelvis även vara så- dant, att ringarna är gjorda i ett stycke med hålkroppen.

Vid tätningsanordningen enligt uppfinningen sker däri- genom, att ringarna sitter på en uppblåsbar hålkropp vars innerutrymme står i förbindelse med en lufttryckkälla, automatiskt en anpassning av det tryck, med vilket ring- arna i radiell riktning anligger mot motytan, till det i cylinder- eller huskammaren rådande trycket. När exempel- vis i ett kolv- och cylinderaggregat den tätningsanord- ningen enligt uppfinningen uppbärande kolven rör sig i riktning mot en ände av cylindern, kan trycket i den ifrågavarande cylinderkammaren öka alltmera mot slutet av kolvrörelsen, exempelvis genom att den där befintliga luften komprimeras, varigenom tätningsanordningen funge-1 rar allt kraftigare genom att det av hålkroppen i radiell riktning mot ringarna utövade trycket blir högre och där- med åstadkommer en bättre avtätning. Dessutom kan man nu- mera uppnå en automatisk anpassning av tätningsfunktionen och glidförmågan till det i cylindern rådande trycket. När som tidigare tätningsanordningarna av jämförbar typ har inställts efter ett förutbestämt cylindertryck, och om den ifrågavarande cylindern måste arbeta med ett annat tryck, exempelvis ett lägre tryck, så att egenskaperna hos tätningsanordningen, vilken ju samtidigt utgör styr- ning för kolven, måste ändra sig, exempelvis genom att kol- vens glidförmåga blir mindre, säkerställs numera en auto- matisk anpassning till det i cylindern rådande trycket.

Till hålkroppens innerutrymme fortplantas nämligen ett tryck som är beroende av storleken på trycket i den ifråga- 10 15 20 25 35 7812284-5 3 varande cylinder- eller huskammaren, så att även det av hâlkroppen i radiell riktning mot ringarna utövade tryc- ket anpassar sig till tryckändringen icylinder- eller hus- kammaren, varigenom glidegenskaperna inte försämras vid lägre tryck och tätningsfunktionen förblir lika bra vid högre tryck. Ett speciellt fördelaktigt arrangemang er- hålls om man förbinder det ringspår, i vilket ringpaketet är anbragt, med cylinder- eller huskamrarna på ömse sidor om kolven via kanaler och mellan de båda kanalernas inre mynningar och ringspâret placerar en ventil av typen ELLER- ventil, exempelvis i form av en flexibel läpp av ett ma- terial med tätningsegenskaper, vilken ventil öppnar den sida av kolven på vilken det högre trycket råder och här- vid öppnar den på denna utsida av kolven mynnande kanalen.

Arrangemanget kan exempelvis vara sådant, att ringpa- ketet är anbragt i ett ringspâr på ytteromkretsen av kol- ven i ett kolv- och cylinderaggregat och tätande anligger mot cylinderns inneryta, varvid i detta fallet ringspåret. lämpligen är förbundet med kolvens båda utsidor via exem- pelvis axiellt riktade kanaler. Arrangemanget kan emeller- tid exempelvis också vara sådant, att ringpaketet är an- bragt i ett ringspår på inneromkretsen av ett hus, exem- pelvis ett kolv- och cylinderaggregats cylinder, och tä- tande anligger mot ytterytan av den i huset styrda delen, exempelvis en kolv, varvid i detta fallet ringspåret är antingen via en kanal förbundet med en yttre tryckluft- källa eller - vilket är enklare - är förbundet med cylin- derkamrarna på ömse sidor om kolven via kanaler. Arrange- manget kan exempelvis slutligen även vara sådant, att ring- paketet anligger tätande mot kolvstångens ytteromkrets eller - vid en anordning som skall användas vid ett kolv- och cylinderaggregat med en s k dämpkolv - att ringpaketet är anbragt i ett ringspår på dämpkolvens ytteromkrets och anligger mot motstyckets innervägg.

Uppfinningen beskrivs närmare i det följande med hän- visning till den bifogade ritningen som visar flera utfö- ringsformer. Fig l visar en första utföringsform av en tät- ningsanordning enligt uppfinningen från sidan och delvis lO l5 20 25 30 35 “4 skuren, varvid endast en del av tätningsanordningen visas.

Fig 2a visar en i tätningsanordningen enligt fig l ingå- ende ring framifrån. Fig 2b visar ringen enligt fig 2a i sektion. Fig 3 visar en variant av en detalj vid tätnings- anordningen enligt fig 1 även här från sidan och i sektion.

Fig 4 visar en möjlig användning av tätningsanordningen enligt fig l schematiskt från sidan. Fig 5 visar en vari- ant av arrangemanget enligt fig 4 schematiskt från sidan.

I En kolv 10 är styrd i en cylinder 12 och är rörlig fram och åter i riktningen för pilen A. Det må påpekas att endast en liten del av kolven 10 visas. Kolven 10 har ett ringspår i vilket en kollektivt med 25 betecknad ring- tätning - ett av flera ringar sammansatt ringpaket - är anordnad, vilken ringtätning tjänar till att avtäta cylin- dern mot kolven. Ringtätningen består av flera, exempel- vis tre eller fyra över varandra respektive bredvid var- andra anordnade, med var sin radiell, lämpligen genomgå- ende slits 5 försedda plastringar l av halvhårt material, vilka ringar kan vara gjorda exempelvis genom stansning.

Ringarna l är inbördes förskjutna.i omkretsriktningen på sådant sätt att slitsarna 5 är inbördes förskjutna. To- talt sett erhålls således en tätningsanordning för inbör- des avtätning av koncentriskt med varandra anordnade och i axiell riktning relativt varandra rörliga delar, vilken tätningsanordning har en i ett ringspâr i den ena delen anordnad och med en tvärs mot ringplanet förlöpande sida mot den andra delen tätt anliggande ringtätning, som är paketartat sammansatt av flera sida mot sida anliggande ringar, vilka är elastiskt fjädrande i radiell riktning.

Enligt uppfinningen vänder ringarna l sina i ringpla- net liggande ändsidor 2a, 2b, 2c, 2d mot varandra och sit- ter ringarna på en som fjäderelement verkande, uppblâsbar hålkropp 3 av exempelvis böjligt, lämpligen elastiskt ma- terial, varvid hålkroppens innerutrymme 4 står i förbin- delse med en lufttryckkälla på sådant sätt, att det av hålkroppen i radiell riktning enligt pilen 3a mot ringarna utövade trycket anpassar sig till ändringen av trycket i den ifrågavarande cylinder- eller huskammaren. Ringarna l, 10 15 20 25 30 35 5 vilkas genomgående slitsar är inbördes förskjutna 1800 i omkretsriktningen,_kan i tvärsektion ha formen av en re- lativt längdaxeln på högkant ställd rektangel, såsom exem- pelvis framgår av fig 2b. Ringarna kan vara cirkulära enligt fig 2a, men de kan dock även ha rektangulär eller kvadra- tisk kontur.

Tre eller fyra till ett paket 25 sammansatta ringar l är anbragta i ett ringspår 6, på vars botten 4a fjäder- elementet 3 är anordnat. Fjäderelementet 3 befinner sig mellan spårbottnen 4a och ringpaketet 25 och tjänar till att pressa ringarna mot den andra delen i riktningen för pilen 3a. Vid utföringsformen enligt fig 1 sitter ringar- na l på ytteromkretsen av den som fjäderelement tjänst- görande hålkroppen 3, på vilken ringarna exempelvis är pâpressade. I detta fall består ringarna l av ett lämp- ligen avtätande plastmaterial med glidegenskaper, exem- pelvis av polytetrafluoreten. Ringarna 1 har härvid å ena sidan till uppgift att avtäta de båda av kolven skilda cylinderkamrarna från varandra och å andra sidan till upp- gift att styra kolven. Ringarna måste således ha å ena sidan tätningsegenskaper och å andra sidan goda glidegen- skaper. Den som fjäderelement tjänstgörande hålkroppen består lämpligen av gummi eller ett plastmaterial med gummiliknande egenskaper. Hålkroppen har till uppgift att elastiskt påverka ringarna l och alltefter det i dess innerutrymme rådande tryck pressa ringarna mer eller mindre kraftigt mot motstycket i radiell riktning. Vid en inte visad utföringsform är ringarna gjorda i ett styc- ke med hålkroppen. Förutsättning härför är ett material vilket har såväl goda glidegenskaper som goda tätnings- egenskaper och även den nödvändiga elasticiteten.

Vid utföringsformen enligt fig 1 är ringpaketet 25 an- bragt i ett ringspår 6 på ytteromkretsen av ett kolv- och cylinderaggregats kolv l0, varvid ringpaketet härvid tä- tande anligger mot cylinderns 12 inneryta ll. Detta ring- spår 6 är via axiella kanaler 13 och 14 förbundet med kolvens 10 båda utsidor, varvid det mellan de båda kana- lernas 13 och l4 inre mynningar l3a och l4a och ringspå- 10 15 20 25 30 35 '6 ret 6 finns en ventil 15 av typen ELLER-ventil, exempelvis i form av en flexibel läpp av ett material med tätnings- egenskaper eller i form av en klaff, varvid ventilen öpp- nar åt den sida av kolven vid vilken det högre trycket rå- der och härigenom frílägger den mot denna utsida av kol- ven mynnande kanalen. Vid den i fig l visade utförings- formen stänger ventilen 15 kanalen 14, medan kanalen 13 är öppen, så att det på kolvsidan l3b rådande trycket fortplantas till hålkroppens 3 innerutrymme 4 och blåser upp denna hålkropp för att den skall utöva ett radiellt tryck mot ringarna 1 i riktningen för pilen 3a, vilka ringar 1 på detta sätt pressas mot cylinderns 12 inner- yta ll i beroende av det på kolvsidan l3b rådande trycket.

Ringarna l pressas således hårdare mot cylinderns 12 inner- yta ll ju högre trycket på kolvsidan l3b är, så att man på detta sätt har en kraftigare anpressning vid högre tryck i cylindern och vid lägre tryck en mindre anpressning, dvs mindre friktion. Dessutom blir anpressningen krafti- gare ju mer kolven närmar sig den ifrågavarande änden av cylinderkammaren. Därigenom åstadkoms vid högre tryck en bättre tätning, medan vid lägre tryck - när tätningen-är lättare att åstadkomma - friktionen däremot blir lägre, varigenom glidförmågan förbättras. Man kan på detta sätt också åstadkomma en viss förbättring av dämpningen av kolvrörelsen vid slutet av slaget. Slutligen erhålls häri- genom också en anpassning av tätningsfunktionen till has- tigheten på kolvrörelsen och till de i beroende härav stå- ende läckförlusterna. Totalt sett uppnår man således genom den nya tätningsanordningen en anpassning till det för tillfället i cylindern respektive på den ifrågavarande kolvsidan rådande trycket och en förbättring av tätnings- egenskaperna, glidegenskaperna och styregenskaperna för kolven.

Ventilen 15, läpp eller en svängbart lagrad klaff och som kan inta det som exempelvis kan bestå av en elastisk exempelvis i fig l med heldragna linjer visade läget eller alternativt det i samma figur med streckade linjer visade läget lSa, tjänar till att hindra kortslutning av kanaler- 10 15 20 25 35 7812284-5 7 na l3 och 14 och att trycket i utrymmet 4 byggs upp med fördröjning.

Vid utföringsformen enligt fig 4 är ringpaketet 30 anbragt i ett ringspâr 31 på ytteromkretsen av en kolv 32, varvid ringpaketet anligger tätande mot innerytan av en cylinder eller ett hus 33. Enligt fig 5 kan dock arran- gemanget även vara sådant, att ringpaketet 27 är anbragt _i ett ringspår 26 på inneromkretsen av ett hus 20, exem- pelvis ett kolv- och cylinderaggregats cylinder, och an- ligger tätande mot ytterytan 21 av aggregatets kolv 22 - den i huset styrda delen -. I detta fallet kan vid en på ritningen inte visad utföringsform ringspåret vara för- bundet med en yttre tryckluftkälla trycklufttillförseln kan med kända ter de rådande kraven. Arrangemanget kan dock även vara via en kanal, varvid åtgärder inställas ef- sådant, att enligt fig 5 ringspåret 26 är via kanaler 26 och 24 förbundet med cylinderkamrarna 25 och 26 på ömse sidor om kolven 22, såsom visas schematiskt i fig 5. Även i detta fallet kan det mellan de båda kanalernas 23 och 24 inre mynningar och ringspåret finnas en ventil 28 av typen ELLÉR-ventil, exempelvis i form av en flexibel läpp av ett material med tätningsegenskaper eller en klaff, varvid ventilen öppnar åt den cylinderkammare i vilken det högre trycket råder och härigenom öppnar den i denna cylinderkammare mynnande kanalen. Funktionen är ungefär densamma som vid utföringsformen enligt fig l respektive fig 4 och ger samma fördelar.

Vid en inte visad utföringsform anligger ringpaketet tätande mot en kolvstângs ytteromkrets. Ringpaketet kan härvid vara anbragt i en vägg genom vilken kolvstången är förd. Eventuellt kan man anordna ringpaketet på själva kolvstången. I vilket fall som helst måste man vidta så- dana åtgärder att hålkroppen ansluts till utrymmet eller kammaren med det högre trycket. Vid en utföringsform som kan användas vid ett kolv- och cylinderaggregat med en s k dämpkolv - denna utföringsform visas inte på ritningen - är ringpaketet anbragt i ett ringspår på dämpkolvens ytter- omkrets, varvid ringpaketet anligger mot motstyckets inner- 7812284-5 10 15 8 vägg. Givetvis kan man även i detta fallet göra tvärt om, såsom redan beskrivits ovan. Enligt fig 3 kan hålkroppen 35 även vara försedd med påformade, flänsliknande ansat- *- ser 36 och 37, mellan vilka ringarna 38 är fixerade, så att ringarna 38 bildar en enhet med hâlkroppen 35 vilken kan förmonteras och anbringas i ringspâret som helhet.

Tätningsanordningen enligt uppfinningen har också den fördelen att vägen mellan hög: och lågtryckssidorna för .det tryckmedium som skall avtätas är lång, eftersom tryck- mediet för att från tätningsanordningens högtryckssida nå lågtryckssidan först måste passera en slits i tätningsan- ordningen i axiell riktning, därefter genom den tvärs mot axeln anordnade spalten mellan två bredvid varandra pla- cerade ringar för att nå den i omkretsriktningen förskjut- na slitsen på den anslutande ringen, därefter efter passe- ring av den andra slitsen strömma genom spalten mellan de efterföljande intill varandra liggande ringarna osv. Man erhåller således en god tätningsfunktion till följd av den av uppbyggnaden betingade långa tätningsvägen.

Claims (7)

7812284-5 PATENTKRAV

1. l. Tätningsanordning för inbördes avtätning av kon- centriskt med varandra anordnade och i axiell riktning relativt varandra rörliga delar (10, 12; 20; 32, 33), exempelvis kolv och cylinder, vilken tätningsanordning (25; 30) har en i ett ringspàr (6; 26; 31) 1 den ena delen anordnad och med en tvärs mot ringplanet förlöpan- de sida mot den andra delen tätande anliggande ringtät- ning (l; 27; 38), som i radiell riktning pressas fjäd- rande mot den vägg (l1; 21), som skall avtätas, medelst en uppblåsbar hàlkropp (3; 35), vilken står i förbindel- se med en tryckkälla via en kanal (13, 14; 23, 24), k ä n n e t e c k n a d därav, att kanalen (13, 14; 23, 24) står i förbindelse med tryckkamrar på ömse sidor om tätningen (l; 27; 38) och i tilloppet till hålkrop- pen (3; 35) har en ventil (l5; 28), som har ELLER-funk- tion och öppnar åt den sida av kolven (l0; 22; 32) vid vilken det högre trycket råder och härigenom frisläpper genomloppet genom den pà denna utsida av kolven mynnande kanaldelen (l3a, l4a).

2. Tätningsanordning enligt krav l, k ä n n e - t e c k n a d därav, att hàlkroppen (3; 35) består av gummi eller gummiliknande plast och är införbar i ringspàret (6; 26; 31), i vilket den ligger löst pà spårbottnsn (4a), och att ringtätningen (25) består av ett paket av sida vid sida mot varandra anliggande, separata ringar (1), vilka anligger direkt mot den bort från spårbottnen vända utsidan av hálkroppen (3; 35) och har radiellt riktade slitsar (5), varvid slitsarna (5) hos till varandra gränsande ringar (1) i paketet är inbördes förskjutna i omkretsriktningen, företrädes- vis 1800.

3. Tätningsanordning enligt krav 2, k ä n n e - t e c k n a d därav, att ringarna är upphängda på hål- kroppens (3; 35) utsida.

4. Tätningsanordning enligt krav 3, k ä n n e - 7812284-5 1D t e c k n a d därav, att det pà hálkroppens (35) utsida finns flänsliknande ansatser (36, 37), mellan vilka ringarna (38) är fixerbara.

5. Tätningsanordning enligt något av krav 2-4, k ä n n e t e c k n a d därav, att ringarna (l; 38) är gjorda av ett tätande plastmaterial med goda glid- egenskaper och är framställda genom stansning.

6. Tätningsanordning enligt krav l, k ä n n e -a t e c k n a d därav, att ringarna (l; 38) är gjorda i ett stycke med hálkroppen (35).

7. Tätningsanordning enligt krav 1, k ä n n e - t e c k n a d därav, att ventilen (15: 28) med ELLER- funktion har formen av en böjlig läpp eller en svängbart lagrad klaff av tätande material.