DE1023282B - Dichtungsanordnung zur Abdichtung gegen Fluessigkeitsdruck - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung zur Abdichtung gegen Flüssigkeitsdruck, beispielsweise für einen Kolben oder eine Stopfbuchse. Bei derartigen Dichtungen ist es bekannt, Öffnungen oder Schlitze vorzusehen, welche die Aufgabe haben, den Druck des Arbeitsmittels auf die Unterseite des Dichtungsringes zu übertragen, damit der Ring immer radial gegen die Innenwand des abzudichtenden Zylinders gepreßt wird und sich geringfügigen Unebenheiten und Formänderungen der Zylinderwand anpaßt.

In der deutschen Patentanmeldung B 33264 XII/47f ist eine Kolben- oder Stopfbuchsendichtung mit mindestens zwei im Abstand voneinander liegenden, in einer der Dichtungsflächen befindlichen Umfangsnuten mit je einem darin angeordneten Dichtungsring aus elastischem Material, z. B-. synthetischem Gummi, beschrieben, bei der die Dichtungsringe Entlüftungsöffnungen aufweisen und nachgiebige oder elastische Verschlüsse zum Öffnen der Entlüftungsöffnungen für das Entweichen des in dem Zwischenraum zwischen den Ringen herrschenden Druckes oder zum Verschließen der Entlüftungsöffnungen durch einen in umgekehrter Richtung wirkenden Druck vorgesehen wird.

Hiervon unterscheidet sich die Erfindung, die eine Dichtungsanordnung zur Abdichtung gegen Flüssigkeitsdruck (z. B. für einen Kolben oder eine Stopfbuchse) bestehend aus zwei ineinander angeordneten gegeneinander beweglichen Gliedern betrifft, in deren einem sich ein Paar Ringnuten befinden, in denen ein Paar Dichtungsringe aus elastischem Material, welches unter Druck in axialer Richtung sich in radialer Richtung ausdehnt und dabei eine Abdichtung bewirkt, angeordnet sind, wobei die Dichtungsringe in axialer Richtung kürzer sind als die Ringnuten, so daß sie sich auf dem Grund der Ringnuten frei bewegen können, dadurch, daß die Ringe aus nichtmetallischem, elastisch verformbarem Material bestehen und mindestens einer von ihnen mit Bohrungen, die parallel zu seiner gleitenden äußeren Dichtungswand verlaufen, versehen ist und weiterhin dadurch, daß der Ring einen ventilartigen Ansatz hat, der erlaubt, daß Flüssigkeit aus dem Raum zwischen den Ringnuten durch die Bohrungen austreten kann, der aber die Bohrungen gegen den Eintritt von Flüssigkeit in den Zwischenraum absperrt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform einer Dichtungsanordnung nach der Erfindung sind die Dichtungsringe mit daran befestigten oder davon getrennten Ringen aus härterem Material so ausgerüstet, daß ein Eindringen des weicheren Materials in den Spalt, der durch die Anordnung abgeschlossen wird, verhindert wird.
Vorteilhafterweise hat der Ring aus härterem Dichtungsanordnung zur Abdichtung
gegen Flüssigkeitsdruck

Anmelder:

British Messier Limited,
ίο Gloucester (Großbritannien)

Vertreter: Dipl.-Chem. Dr. W. Koch,

Hamburg 4, Simon-von-Utrecht-Str. 43,

und Dr.-Ing. R. Glawe, München 27, Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 27. Oktober und !.November 1954

Material einen U-förmigen Querschnitt, und der Dichtungsring aus weicherem Material ist diesem Querschnitt angepaßt.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht der Ring aus härterem Material aus Glasfasern, die durch eine synthtische Masse wie z. B. Polytetrafluoräthylen zusammengehalten werden.

Ausführungsformen einer Dichtungsanordnung nach der Erfindung sind beispielsweise in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Teil einer Zylinderwand und einen damit zusammenarbeitenden Kolben,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform,

Fig. 3 bis 6 weitere Ausführungsformen im Längsschnitt.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist ein Kolben mit zwei rechtwinkligen Vertiefungen 13, 14 vorgesehen, die Verschluß ringe 15, 15 aufnehmen sollen. Der Gummiverschlußring 15 in jeder Vertiefung besitzt einen solchen Radius, daß er, wenn Druck auf seine Endfläche 16 einwirkt, eine dichte Verbindung sowohl zwischen seiner inneren Oberfläche 17 und der Fläche der Vertiefung in dem Kolben als auch zwischen seiner äußeren Oberfläche 18 am Umfang und dem Zylinder 19, in dem der Kolben arbeitet,

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herstellt. Jeder Verschlußring ist in einer axialen Richtung wesentlich kleiner als die Breite der Vertiefungen 13 oder 14, in der er sitzt; und von seiner Endfläche 16, entfernt von der anderen Vertiefung, erstreckt sich ein Ventilteil 20, dessen Radius annähernd ²I₃ dessen des Hauptteiles des Verschluß ringes beträgt. In der Ebene der so gebildeten Stufe ist der Verschlußring mit einem radialen Schlitz 21 versehen, der sich von der Ecke der Stufe um mehr als die Hälfte in die Dicke des Ringes an diesem Teil erstreckt. Der Ring ist mit Durchbohrungen 22 in Abständen um seinen Umfang herum versehen, die innerhalb der gleitenden Oberfläche in Abständen liegen und sich parallel zu der Achse des Ringes von dem radialen Schlitz 21 zur Oberfläche 17 des Ringes erstrecken. So kann das Ventilteil 20 die Durchbohrungen 22 an ihrem Ende verschließen, wo es über den Bohrungen liegt. Das Ergebnis ist, daß, wenn der Druck in dem Zwischenraum 23 zwischen den beiden Ringen ansteigt, der Druck den Verschlußring, der seitlich liegt, wo der Kolben dem Druck nicht unterworfen ist, von der Seite seiner Vertiefung wegdrückt und die Bohrungen 22 durch den Ring so wirken, daß sie diesen Druck entlasten, indem das federnde Ventilteil 20 von den Enden der Bohrungen weggedrückt wird. Wenn erwünscht, kann das Ventilteil 20 radial in Abständen um seinen Umfang herum geschlitzt oder mit Ausschnitten versehen sein, so daß getrennte Laschen mit größerer Federung, je eine für jeden Durchgang 22, gebildet werden. Solcher Ring kann entweder in einer äußeren Vertiefung in einem Kolben, wie gezeigt, benutzt werden, wobei seine längere oder äußere Umfangsfläche als Oberfläche des gleitenden Verschlusses wirkt, oder er kann in einer inneren Vertiefung liegen, in z. B. einer Stopfbuchse, wobei sein innerer oder kürzerer Umfang über einer Stange gleitet.

Es kann, wie in Fig. 2 gezeigt, vorteilhaft sein, den Verschluß ring 15 durch einen anderen Ring 24 auf der entgegengesetzten Seite des Rückschlagventils 20 zu stützen, wobei ein solcher Stützring aus Kunststofffasern, wie z. B. Polyamid, mit Kunststoff imprägniertem Material oder aus Polytetrafiuoräthylen od. ä. besteht, um zu verhindern, daß der Gummiverschlußring 15 durch den Spalt 23 zwischen dem Kolben 11 und seinem Zylinder 19 herausgedrückt wird.

Bei einer anderen Ausführung, wie in Fig. 3 gezeigt, kann der Stützring auf seiner Fläche, die an den Verschlußring anstößt, einen U-förmigen Querschnitt haben, wie in 25 gezeigt, wobei der Verschlußring 15 auf seiner anstoßenden Fläche einen dementsprechenden Schnitt besitzt.

Eine weitere Konstruktion wird in Fig. 4 gezeigt, wonach der Verschlußring aus zwei Teilen aus verschiedenem Material besteht, die miteinander verbunden sind. Jede Vertiefung 13 ist mit einem ersten Gummiringteil 26 mit rechteckigem Querschnitt versehen, dessen Radius annähernd % der Tiefe der Vertiefung und dessen axiale Breite annähernd ²/₃ der Breite der Vertiefung beträgt. Dieser Ringteil sitzt in der Vertiefung so, daß seine innere Oberfläche an die innere Oberfläche 17 der A^ertiefung anstößt und ist mit axialen Bohrungen 22 versehen, die durch ihn hindurchgehen. Ein zweites Teil 27 aus härterem Gummi, gummiertem Gewebe oder Kunststoffasern, wie PoIvamid oder Polytetrafluoräthylen od. ä., besitzt L-förtnigen Querschnitt und befindet sich auf dem ersten Ringteil mit seinem längeren Ende, das mit den Durchgängen 22 parallel liegt und stellt mit seiner Außenseite die gleitende Oberfläche dar, die mit der Wand 19 des Zylinders zusammen den Verschluß bildet. Das kürzere Ende 28 dieses Ringes ragt radial einwärts über die Endfläche des Ringes 26 und über die Bohrungen 22. Dieses federnde kürzere Ende bildet daher zusammen mit den Bohrungen, wie bei der ersten Konstruktion beschrieben, ein Rückschlagventilteil, das über den Bohrungen liegt.

Bei einer wahlweisen Anordnung, die in Fig. 5 gezeigt ist, ist ein Ring 29 von L-förmigem Querschnitt in der Vertiefung 13 angebracht, wobei sich sein kurzes Glied 30 radial nach außen erstreckt, während ein Ring 31 von rechteckigem Querschnitt auf dem längeren Ende des Ringes 29 liegt, dessen äußerer Umfang die gleitende Verschlußfläche bildet. In dem Ring

31 sind Bohrungen 22 wie vorher vorgesehen, und das federnde kürzere Ende 30 überlappt die äußeren Enden dieser Bohrungen und bildet dadurch ein Rückschlagventilteil wie vorher.

Fig. 6 zeigt eine Konstruktion ähnlich wie die von Fig. 3, jedoch wird ein Durchgang 22 nur in einem der Ringe 15 gebildet. In diesem Fall wird angenommen, daß ein konstanter Druck auf die Fläche

32 des Kolbens 11 wirkt, in deren Richtung der Kolbenring ohne Durchgang liegt. Die von dem Raum 23 eingeschlossene Flüssigkeit kann dann nur entweichen, wenn der Druck auf der entgegengesetzten Seite 33 des Kolbens genügend abfällt, um dies zuzulassen.

Hinsichtlich der Stützringe 24, 25 wurde gefunden, daß für Arbeitstemperaturen bis zu 120° C Nylon ein geeignetes Material ist. Bei höheren Temperaturen als 120° C ist Polytetrafluoräthylen vorzuziehen. Ein anderes anwendbares Material ist der als KeI. F. Elastomer bekannte fluorierter Kohlenstoffgummi. Das beste Material zur Anwendung bei erhöhten Temperaturen besteht jedoch aus Glasfaser, die durch eine plastische Substanz, wie Polytetrafluoräthylen, zusammengehalten wird.

Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. Dichtungsanordnung zur Abdichtung gegen Flüssigkeitsdruck (z. B. für einen Kolben oder eine Stopfbüchse), bestehend aus zwei ineinander angeordneten, gegeneinander beweglichen Gliedern, in deren einem sich ein Paar Ringnuten befinden, in denen ein Paar Dichtungsringe aus elastischem Material, welches unter Druck in axialer Richtung sich in radialer Richtung ausdehnt und dabei eine Abdichtung bewirkt, angeordnet sind, wobei die Dichtungsringe in axialer Richtung kürzer sind als die Ringnuten, so daß sie sich auf dem Grund der Ringnuten frei bewegen können, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe (15) aus nichtmetallischem, elastisch verformbarem Material bestehen und mindestens einer von ihnen mit Bohrungen (22), die parallel zu einer gleitenden äußeren Dichtungswand (18) verlaufen, versehen ist. und weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (15) einen ventilartigen Ansatz (20) hat, der erlaubt, daß Flüssigkeit aus dem Raum (23) zwischen den Ringnuten durch die Bohrungen (22) austreten kann, der aber die Bohrungen (22) gegen den Eintritt von Flüssigkeit in den Raum (23) absperrt.

   2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsringe (15) mit daran befestigten oder davon getrennten Ringen (24, 25, 28, 29) aus härterem Material so ausgerüstet werden, daß ein Eindringen des weicheren Materials in den Spalt, der durch die Anordnung" abgeschlossen wird, verhindert wird.

   3. Dichtungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (25) aus härterem Material einen U-förmigen Querschnitt hat und der Dichtungsring (15) aus weicherem Material diesem Querschnitt angepaßt ist.

   4. Dichtungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (24, 25, 28,

   29) aus härterem Material aus Glasfasern besteht, die durch eine synthetische Masse, wie z. B. PoIytetrafluoräthylen, zusammengehalten werden.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschriften Nr. 133 355, 619 435.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen