DE1994898U - SEAL FOR ROTATING OR LONGITUDINAL MOVING MACHINE PARTS. - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dichtung für dreh- bzw. längsbewegliche Maschinenteile mit Kreisquerschnitt, z.B. Wellen bzw. Stangen oder Kolben, bestehend aus einem Gleitring aus reibungsarmem Werkstoff und aus einem Stützring aus elastischem Werkstoff, die koaxial in einem Ringraum des Maschinenteils oder des ihn umgebenden Gehäuses angeordnet sind.The invention relates to a seal for rotary or longitudinally movable machine parts with a circular cross-section, for example shafts or rods or pistons, consisting of a sliding ring made of low-friction material and a support ring made of elastic material, which is coaxial in an annular space of the machine part or of it surrounding housing are arranged.

Mit derartigen Anordnungen wird eine möglichst reibungsarme Dichtung angestrebt, wobei der elastische Stützring die Fertigungstoleranzen und die Wärmedehnungen des Gleitringes ausgleichen und diesen gegen den abzudichtenden Maschinenteil drücken soll. Dem überlagert sich noch der Druck des Dichtmittels, das Teile der Innenseite des Gleitringes beaufschlagt und den Anpressdruck proportional zum Druck des abzudichtenden Mittels erhöht. So drückt bei einer bekannten Kolbendichtung in die Kolbennut eingedrungenes Druckmittel auf den freien Teil des Gleitringes. Bei sehr hohen Drücken wird dabei die Haftreibung zwischen der Dichtung und der Zylinderwand so groß, dass starke Losbrechkräfte notwendig werden, um den Kolben in Bewegung zu setzen. Dieser Nachteil kann auch bei Wellendichtungen in Erscheinung treten, er fällt aber besonders bei hin- und hergehenden Maschinenteilen, wie Kolben und Kolbenstangen ins Gewicht. Außerdem führt die ebenfalls erhöhte Gleitreibung zu starkem Verschleiß und damit zu einer verminderten Lebensdauer der Dichtung.Such arrangements aim to achieve a seal with as little friction as possible, the elastic support ring compensating for the manufacturing tolerances and the thermal expansions of the sliding ring and pressing it against the machine part to be sealed. This is also superimposed by the pressure of the sealant, which acts on parts of the inside of the sliding ring and increases the contact pressure proportionally to the pressure of the agent to be sealed. In a known piston seal, for example, pressure medium which has penetrated into the piston groove presses on the free part of the sliding ring. At very high pressures, the static friction between the seal and the cylinder wall becomes so great that strong breakaway forces are necessary to set the piston in motion. This disadvantage can also appear with shaft seals, but it is particularly evident with reciprocating machine parts such as pistons and piston rods in weight. In addition, the increased sliding friction leads to heavy wear and thus to a reduced service life of the seal.

Es ist die Aufgabe der Erfindung diese Mängel durch Herabsetzen der Reibung zwischen der Dichtung und dem relativ dazu bewegten Maschinenteil zu beseitigen, ohne dass dabei die Dichtwirkung beeinträchtigt wird. Dies geschieht dadurch, dass der Gleitring im wesentlichen rechteckigen Querschnitt hat und an seiner dem Gehäuse oder dem Maschinenteil zugewandten Zylinderseite eine schmale, etwas über die angrenzenden Abschnitte hinausstehende ringförmige Gleitfläche aufweist, während in die andere Zylinderseite eine Ringnut eingearbeitet ist, in die der Stützring mit Vorspannung so eingelegt ist, dass er den Nutgrund und die gegenüberliegende Wand des Ringraumes im Bereich einer Querebene durch die Gleitfläche berührt.It is the object of the invention to eliminate these deficiencies by reducing the friction between the seal and the machine part that is moved relative to it, without the sealing effect being impaired in the process. This happens because the sliding ring has an essentially rectangular cross-section and on its cylinder side facing the housing or the machine part has a narrow annular sliding surface that protrudes slightly beyond the adjacent sections, while an annular groove is worked into the other cylinder side, in which the support ring is incorporated Preload is inserted so that it touches the groove base and the opposite wall of the annular space in the area of a transverse plane through the sliding surface.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Gleitring aus Polytetrafluoräthylen besteht, das sich durch gute Gleiteigenschaften auszeichnet, während für den Stützring ein O-Ring aus leicht verformbarem Kunstkautschuk besonders geeignet ist.It is particularly advantageous if the sliding ring is made of polytetrafluoroethylene, which is characterized by good sliding properties, while an O-ring made of easily deformable synthetic rubber is particularly suitable for the support ring.

Die Zeichnung zeigt als Ausführungsbeispiel der Erfindung die Dichtung einer Kolbenstange im Schnitt.As an exemplary embodiment of the invention, the drawing shows the seal of a piston rod in section.

Mit 11 ist ein Arbeitszylinder für Drucköl bezeichnet, der eine Bohrung 12 aufweist, in der eine Kolbenstange 13 geführt ist. Eine Eindrehung im Zylinder 11 bildet zusammen mit einem Deckel 14 einen die Kolbenstange 13 umgebenden Ringraum 15. In dem Ringraum 15 ist eine Dichtung für die Kolbenstange 13 untergebracht, die aus einem reibungsarmen Gleitring 16 aus Polytetrafluoräthylen und aus einem koaxial dazu angeordneten elastischen Stützring 17 aus Kunstkautschuk gebildet wird. Der Gleitring 16 hat im wesentlichen einen rechteckigen Querschnitt. An seiner Innenseite befindet sich eine schmale Gleitfläche 18, die an der Kolbenstange 13 anliegt und diese ringsum abdichtet. Die Gleitfläche 18 steht etwas über die angrenzenden Abschnitte 19 hinaus und geht in diese jeweils in einer schmalen Kegelstumpffläche 20 über. Zwischen den Abschnitten 19 der Innenseite des Gleitringes 16 und der Kolbenstange 13 ist jeweils ein schmaler Ringspalt 21. In die Außenseite 22 des Gleitringes 16 ist eine rechteckige Ringnut 23 eingearbeitet, in der der als O-Ring ausgebildete Stützring 17 so eingelegt ist, dass er den Nutgrund 24 und die gegenüberliegende Wand 25 des Ringraumes 15 mit Vorspannung berührt. Der Gleitring 16 wird dadurch mit seiner Gleitfläche 18 an die Kolbenstange 13 angedrückt. Weiter wird der Ringspalt 26 zwischen dem Gleitring 16 und der Außenwand 25 des Ringraumes 15 abgedichtet. In dem nicht dargestellten Arbeitsraum des Zylinders 11 befindet sich Drucköl unter hohem Druck, z.B. 100 Atmosphären. Durch den Ringspalt 27 zwischen der Zylinderbohrung 12 und der Kolbenstange 13 dringt Drucköl in den Ringraum 15 ein und weiter in die Ringspalte 27 bzw. 26. Der Ringspalt 27 wird durch die Gleitfläche 18 abgedichtet. Vom Ringspalt 26 gelangt das Drucköl in die Ringnut 23 und schiebt dabei den O-Ring 17 gegen deren eine Stirnseite 28. Der O-Ring 17 wird unter dem Druck der Druckflüssigkeit elastisch verformt und im Bereich einer Querebene durch die Gleitfläche 18 an den Nutgrund 24 und die gegenüberliegende Außenwand 25 des Ringraumes 15 angedrückt.11 with a working cylinder for pressure oil is referred to, which has a bore 12 in which a piston rod 13 is guided. A recess in the cylinder 11, together with a cover 14, forms an annular space 15 surrounding the piston rod 13. A seal for the piston rod 13 is located in the annular space 15 housed, which is formed from a low-friction sliding ring 16 made of polytetrafluoroethylene and a coaxially arranged elastic support ring 17 made of synthetic rubber. The sliding ring 16 has a substantially rectangular cross section. On its inside there is a narrow sliding surface 18 which rests against the piston rod 13 and seals it all around. The sliding surface 18 projects somewhat beyond the adjoining sections 19 and merges into these in each case in a narrow truncated cone surface 20. Between the sections 19 of the inside of the sliding ring 16 and the piston rod 13 there is a narrow annular gap 21. A rectangular ring groove 23 is incorporated into the outside 22 of the sliding ring 16, in which the support ring 17, designed as an O-ring, is inserted in such a way that it the groove base 24 and the opposite wall 25 of the annular space 15 touches with bias. The sliding ring 16 is thereby pressed against the piston rod 13 with its sliding surface 18. Furthermore, the annular gap 26 between the sliding ring 16 and the outer wall 25 of the annular space 15 is sealed. In the working space of the cylinder 11, not shown, there is pressurized oil under high pressure, for example 100 atmospheres. Through the annular gap 27 between the cylinder bore 12 and the piston rod 13, pressurized oil penetrates into the annular space 15 and further into the annular gaps 27 and 26, respectively. The annular gap 27 is sealed by the sliding surface 18. From the annular gap 26, the pressurized oil reaches the annular groove 23 and pushes the O-ring 17 against one of its end faces 28. The O-ring 17 is elastically deformed under the pressure of the pressurized fluid and in the area of a transverse plane through the sliding surface 18 onto the groove base 24 and the opposite outer wall 25 of the annular space 15 is pressed on.

Im Beispiel sind die Abmessungen des O-Ringes 17 und der Ringnut 23 so gewählt, dass die Begrenzungslinien A und B bzw. C der Dichtflächen des O-Ringes 17 bzw. des Gleitringes 16 gegenüber den mit Druckmittel gefüllten Räumen in einer Ebene liegen.In the example, the dimensions of the O-ring 17 and the annular groove 23 are chosen so that the boundary lines A and B or C of the sealing surfaces of the O-ring 17 and the sliding ring 16 are in one plane with respect to the spaces filled with pressure medium.

Die Gleitfläche 18 wird dadurch lediglich durch den verhältnismäßig geringen Querdruck des O-Ringes 17 belastet, während der Öldruck ohne unmittelbare Wirkung auf den Anpressdruck des Gleitringes 16 bleibt, da der auf den Gleitring 16 auswirkende Druck im Ringspalt 26 und in der Nut 23 durch den Druck im Ringspalt 21 aufgehoben wird. Die Reibung, zwischen dem Gleitring 16 und der Kolbenstange 13, wird durch die schmale Gleitfläche 18 noch weiter verringert. Als Vorteile ergeben sich daraus neben einer leichtgängigen Führung der Kolbenstange eine wesentliche Verringerung des Verschleißes und damit eine Erhöhung der Lebensdauer der Dichtung.The sliding surface 18 is only loaded by the relatively low transverse pressure of the O-ring 17, while the oil pressure has no direct effect on the contact pressure of the sliding ring 16, since the pressure acting on the sliding ring 16 in the annular gap 26 and in the groove 23 through the Pressure in the annular gap 21 is canceled. The friction between the sliding ring 16 and the piston rod 13 is further reduced by the narrow sliding surface 18. In addition to smooth guidance of the piston rod, the advantages are a significant reduction in wear and thus an increase in the service life of the seal.

Claims (3)

1. Dichtung für dreh- bzw. längsbewegliche Maschinenteile mit Kreisquerschnitt, z.B. Wellen bzw. Stangen oder Kolben, bestehend aus einem Gleitring aus reibungsarmem Werkstoff und aus einem Stützring aus elastischem Werkstoff, die koaxial in einem Ringraum des Maschinenteils oder des ihn umgebenden Gehäuses angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleitring (16) im wesentlichen rechteckigen Querschnitt hat und an seiner dem Gehäuse oder dem Maschinenteil (13) zugewandten Zylinderseite (18, 19) eine schmale, etwas über die angrenzenden Abschnitte (19) hinausstehende ringförmige Gleitfläche (18) aufweist, während in der anderen Zylinderseite (22) eine Ringnut (23) eingearbeitet ist, in die der Stützring (17) mit Vorspannung so eingelegt ist, dass er den Nutgrund (24) und die gegenüberliegende Wand (25) des Ringraumes (15) im Bereich einer Querebene durch die Gleitfläche (18) berührt.1. Seal for rotary or longitudinally movable machine parts with circular cross-section, e.g. shafts or rods or pistons, consisting of a sliding ring made of low-friction material and a support ring made of elastic material, which are arranged coaxially in an annular space of the machine part or the housing surrounding it , characterized in that the sliding ring (16) has an essentially rectangular cross-section and on its cylinder side (18, 19) facing the housing or the machine part (13) a narrow annular sliding surface (18) protruding somewhat beyond the adjoining sections (19) has, while in the other cylinder side (22) an annular groove (23) is incorporated into which the support ring (17) is inserted with pretension so that it the groove base (24) and the opposite wall (25) of the annular space (15) touched in the area of a transverse plane by the sliding surface (18). 2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleitring (16) aus Polytetrafluoräthylen besteht.2. Seal according to claim 1, characterized in that the sliding ring (16) consists of polytetrafluoroethylene. 3. Dichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützring (17) ein O-Ring aus Kunstkautschuk ist.3. Seal according to claim 1 or 2, characterized in that the support ring (17) is an O-ring made of synthetic rubber.