DE1948234A1 - Relieved sealing element guided in grooves - Google Patents

Description

In Nuten gefUhr~tesJentlastetes Dichtelement Die Erfindung betrifft ein in Nuten gefilhrtes entlastetes Dichtelement mit zur druckniederen Seite verbundenem zwischen Dichtelement und Nutengrund befindlichem Raum. Relieved sealing element guided in grooves The invention relates to a relieved sealing element guided in grooves and connected to the lower pressure side between the sealing element and the groove base.

Räume mit verschiedenen DrUcken werden an Spalten bewegter Teile meist durch besondere Elemente gegeneinander abgedichtet. Hierzu dienen beispielsweise Kolbenringe, Stoffbuchsringe, Dichtleisten, Gleitringdichtungen .., Diese Dichtelemente können einteilig oder auch mehrteilig sein. Bei den Dichtelementen Ublicher Bauart entstehen hohe Anpressdrilcke.Rooms with different pressures are mostly at columns of moving parts sealed against each other by special elements. For this purpose, for example Piston rings, fabric packing rings, sealing strips, mechanical seals .., These sealing elements can be one-part or multi-part. With the sealing elements of the usual design high contact pressures arise.

Es sind Verbesserungsvorschläge gemacht worden, die diese AnpressdrUcke durch entlastete Dichtelemente verringern (Zeitschrift Die Wärme", 6o (19)7), Heft 2, S. 19 - 22 und 38 - 41). Diese verbesserten Dichtunsringe haben einen winkelförmigen Querschnitt3 der in einer entsprechend ausgebildeten Nut sitzt. Ein Teil des Raumes zwischen Dichtungsring und Nutengrund steht mit dem höheren Druck in Verbindung, der andere Teil mit dem niedrigeren Druck. Auf der niederen Druckseite hat der Dichtungsring an seiner Seitenfläche radiale Rillen, so daß in diesem Teil des Nutengrundes der niedere-Druck herrscht. Dadurch wird der Dichtungsring entlastet. In dem anderen Teil des Nutengrundes bildet sich der hohe Druck aus, der den Ring gegen die LauS-fläche presst. Gleichzeitig wird der winklige Dichtungsring durch den höheren Druck mit einem Teil seiner Seitenfläche gegen die entsprechend geformte Nut gepreßt. Reibungen sind an dieser Fläche - Bewegungen senkrecht zur Lauffläche sind unvermeidlich - und an einem Teil der Lauffläche nach wie vor gegeben. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Dichtelement herzustellen, das eine möglichst weitgehende Entlastung bei- ausreichender Dichtigkeit gewähr?leistet, Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Dichtelement von der Gleitfläche zum Nutengrund an mehreren Stellen durchbohrt ist, und der zwischen Nutengrund und Dichtelement befindliche Raum mittels einer Abdichtung gegen den druckhöheren Raum verschlossen ist. Vorzugsweise sind die Bohrungen an der Gleitfläche des Dichtelementes durch eine Nut miteinander verbunden. In einer besonderen Ausführungsform sind die Bohrungen alle im gleichen Abstand von der Druckseite her angeordnet. In einer weiteren Ausführung des Dichtelementes ist der Raum zwischen Nutengrund und Dichtelement mit der druckhdheren Seite über einen Drosselweg verbunden, der einen geringeren Durchlaß als der Drosselweg zur druckniederen Seite hin hat.Suggestions for improvement have been made to reduce these contact pressures reduce by relieved sealing elements (magazine Die Wärme ", 6o (19) 7), issue 2, pp. 19-22 and 38-41). These improved sealing rings have an angular shape Cross-section 3 which sits in a correspondingly designed groove. Part of the room between the sealing ring and the groove base is associated with the higher pressure, the other part with the lower pressure. The sealing ring has on the lower pressure side on its side surface radial grooves, so that in this part of the groove bottom the lower pressure prevails. This relieves the pressure on the sealing ring. In the other part of the groove base the high pressure is created, which presses the ring against the running surface. Simultaneously the angled sealing ring becomes part of its side surface due to the higher pressure pressed against the correspondingly shaped groove. Frictions are on this surface - movements perpendicular to the tread are inevitable - and on part of the tread after as specified. The invention is based on the object of producing a sealing element, that ensures the greatest possible relief with sufficient tightness, According to the invention, the object is achieved in that the sealing element is separated from the sliding surface is drilled through at several points to the bottom of the groove, and the one between the bottom of the groove and Sealing element located space by means of a seal against the higher pressure space is locked. The bores are preferably on the sliding surface of the sealing element connected to each other by a groove. In a particular embodiment, the Bores all arranged at the same distance from the pressure side. In another The design of the sealing element is the space between the bottom of the groove and the sealing element connected to the pressurized side via a throttle path, which is a smaller one Passage than the throttle path has to the lower pressure side.

Ein besonderes Kennzeichen ist die Abdichtung zwischen der der druckhUheren Seite zugewandten Fläche des Dichtelementes und der gegentiberliegenden NutenflAohee VoP-zugsweise besteht diese Abdichtung aus Kunststoff.A special feature is the seal between the pressurized ones Side facing surface of the sealing element and the opposite groove surface This seal is preferably made of plastic.

Anhand von zwei Ausführungsbeispielen soll die Erfindung näher erläutert werden, Es zeigen: Fig. 1 den Schnitt eines erfindungsgemäß ausgeführten Kolbenringes, Fig. 2 einen Schnitt eines erfindungsgemäß ausgeführten Gleitringes.The invention is to be explained in more detail on the basis of two exemplary embodiments it will show: Fig. 1 shows the section of a carried out according to the invention Piston ring, Fig. 2 shows a section of a sliding ring designed according to the invention.

Fig. 1 zeigt einen Kolbenring 1, der in einer Nut 3 eines Kolbens geführt ist. Zwischen dem Nutengrund 3a und dem Kolbenring 1 befindet sich ein Raum 2, der durch eine zwischen der dem druckhöheren Raum zugewandten Seite la und der gegenüberliegenden Seite 3b der Nut 3 befindliche Kunststoffeinlage 9 gegenüber dem höheren Raum 5 abgeschlossen ist. Weiterhin ist der Raum 2 über einen Drosselweg 8 mit dem druckniederen Raum 4 verbunden. Der Kolbenring 1 selbst weist mehrere Bohrungen 6 auf, die den Raum 2 mit der Gleit fläche 7 verbinden.. Die Bohrungen 6 sind an der Gleitfläche des Kolbenringes Uber eine Nut lo miteinander verbunden.Fig. 1 shows a piston ring 1 which is in a groove 3 of a piston is led. There is a space between the bottom of the groove 3a and the piston ring 1 2, by a between the side facing the higher pressure space la and the opposite side 3b of the groove 3 located plastic insert 9 opposite the higher room 5 is completed. Furthermore, the room 2 is via a throttle path 8 connected to the lower pressure room 4. The piston ring 1 itself has several Holes 6 that connect the space 2 with the sliding surface 7 .. The holes 6 are connected to one another on the sliding surface of the piston ring via a groove lo.

Bei Betrieb strömt das Medium aus dem druckhöheren Raum 5 entlang der Gleitfläche 7 in die Nut lo. Dabei wirkt der Spalt zwischen Kolbenring 1 und Zylinderwand als Drosselweg. An dieser Fläche baut sich ein vom höheren auf den niederen Druck abfallender Druck auf. Durch die Nut 10 und die Bohrungen 6 gelangt gerade soviel Medium in den Raum 2, daß den Kraftwirkungen an den Gleitflächen das Gleichgewicht gehalten wird. Durch den Drosselweg 8 zur niederen Druckseite hin wird verhindert, daß der Druck im Raum 2 höher wird als das Gleichgewicht erfordert. Bei einer besonderen Ausführung (nicht eingezeichnet) kann zur höheren Druckseite hin ein entsprechender - im allgemeinen kleinerer - Drosselweg vorgesehen sein.During operation, the medium flows out of the higher pressure space 5 along the sliding surface 7 in the groove lo. The gap between piston ring 1 and Cylinder wall as throttle path. On this surface, one builds up from the higher to the lower pressure dropping pressure. Passes through the groove 10 and the bores 6 just enough medium in space 2 that the forces acting on the sliding surfaces Balance is kept. Through the throttle path 8 to the lower pressure side the pressure in space 2 is prevented from becoming higher than equilibrium requires. In the case of a special version (not shown), it is possible to go to the higher pressure side a corresponding - generally smaller - throttle path can be provided.

Fig. 2 zeigt einen Gleitring 21, der in einer Nut 29 geführt ist. Die höhe Druckseite 25 ist durch einen Kunststoffring 29 gegen die niedere Druckseite 24 abgediehtet. Eine Verbindung zwischen höherer Druckseite 25 und niederer Druckseite 24 besteht nur entlang der Gleitfläche 27, über die in der Gleitringdichtung 21 befindliche Nut 30 und die anschließenden Bohrungen 26, es folgt Raum 22 zwischen Gleitringdichtung 21 und Nutengrund 23a, der mit der niederen Druckseite 24 über einen Drossenweg 28 in Verbindung steht. Die Wirkungsweise der erfifldungsgemäßen Gleitringdichtung geht aus der Beschreibung der Fig. 1 hervor.2 shows a sliding ring 21 which is guided in a groove 29. The high pressure side 25 is through a plastic ring 29 against the lower pressure side 24 covered. A connection between the higher pressure side 25 and the lower pressure side 24 exists only along the sliding surface 27 over which in the mechanical seal 21 located groove 30 and the adjoining bores 26, it follows space 22 between Mechanical seal 21 and groove base 23a, which is connected to the lower pressure side 24 a Drossenweg 28 is in connection. The mode of action of the according to the invention Mechanical seal emerges from the description of FIG. 1.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß bei hinreichender Dichtigkeit ein Kräftegleichgewicht - selbst bei schwankenden Drücken - zwischen Dichtring und Lauffläche fast ohne Berührungskräfte hergestellt wird. Es stellt sich ein -'tdynamisehes" Gleichgewicht ein. Dadurch wird der Verschleiß der Dichtelemente - wie Versuche ergaben - um gut eine Größenordnung verringert.The advantages achieved with the invention are in particular: that with sufficient tightness an equilibrium of forces - even with fluctuating ones Pressing - produced between the sealing ring and the running surface with almost no contact forces will. A "dynamic" equilibrium is established. This reduces wear and tear the sealing elements - as tests have shown - reduced by an order of magnitude.

Patentansprüche: Patent claims:

Claims (6)

Patentansprüche In Nuten geführtes entlastetes Dichtelement mit zur druckniederen Seite verbundenem zwischen Dichtelement und Nutengrund befindlichem Raum, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (1) von der Gleitfläche (7) zum Nutengrund (3) an mehreren Stellen durchbohrt ist, und der zwischen Nutengrund (3a) und Dichtelement (1) befindliche Raum (2) mittels einer Abdichtung (9) gegen den druckhöheren Raum (5) verschlossen ist. Claims Relieved sealing element guided in grooves with for lower pressure side connected between the sealing element and the groove base Space, characterized in that the sealing element (1) from the sliding surface (7) to Groove base (3) is drilled through at several points, and the one between the groove base (3a) and sealing element (1) located space (2) by means of a seal (9) against the higher pressure space (5) is closed. 2. Dichtelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (6) an der Gleitfläche (7) des Dichtelementes (1) durch eine Nut (io) miteinander verbunden sind.2. Sealing element according to claim 1, characterized in that the bores (6) on the sliding surface (7) of the sealing element (1) through a groove (io) are connected. 3. Dichtelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (6) alle im gleichen Abstand von der Druckseite her angeordnet sind.3. Sealing element according to claim 1 or 2, characterized in that the bores (6) are all arranged at the same distance from the pressure side. 4. Dichtelement nach Anspruch 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (2) zwischen Nutengrund (3) und Dichtelement (1) mit der druckhöheren Seite Uber einen Drosselweg (11) verbunden ist, der einen geringeren Durchlaß als der Drosßelweg (8) zur druckniederen Seite hin hatt 4. Sealing element according to claim 1-3, characterized in that the Space (2) between groove base (3) and sealing element (1) with the higher pressure side Connected via a throttle path (11) which has a smaller passage than the Drosßelweg (8) to the lower pressure side hatt 5. Dichtelement nach einem der Arinprilche 1 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung (9) zwischen der der druckhöheren Seite zugewandten Fläche des Dlchtelementes (1) und der gegenuberliegenden Nutenfläche angeordnet ist.5. Sealing element according to one of the Arinprilche 1 4, characterized in that the seal (9) between that of the higher pressure Side facing surface of the roof element (1) and the opposite groove surface is arranged. 6. Dichtelement nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung (9) aus Kunststoff besteht.6. Sealing element according to one of claims 1 - 5, characterized in that that the seal (9) consists of plastic.