DE2063306B2 - Dichtungsvorrichtung für eine Schwenkkolbenmaschine - Google Patents
Dichtungsvorrichtung für eine SchwenkkolbenmaschineInfo
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- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C9/00—Oscillating-piston machines or pumps
- F04C9/002—Oscillating-piston machines or pumps the piston oscillating around a fixed axis
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
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Description
2. Dichtungsvorrichtung für eine Schwenkkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Querschnitt der bogenförmigen Ausnehmung in der jeweiligen radialen Dichtleiste (22)
und der Querschnitt des starren Dichtungsringes (36) kreissektorförmig sind.
3. Dichtungsvorrichtung für eine Schwenkkolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß in dem Dichtungsring (36) oder im gegenüberliegenden Seitenteil (13) eine sich über den
gesamten Umfang erstreckende ringförmige Aus sparung (38) vorgesehen ist.
Die Erfindung betrifft eine Dichtungsvorrichtung für eine Schwenkkolbenmaschine mit mindestens einem innerhalb
eines von Seitenteilen axial begrenzten Mantels oszillierenden, mit einer Welle drehfest verbundenen
Leistungsteil und mit mindestens einem mit dem Mantel verbundenen Absperrteil, welches, ebenso wie
das Leistungsteil, von radial und axial verlaufenden elastischen Dichtleisten umschlossen ist, wobei die Leistungs-
und Absperrteile sowie die radial verlaufenden, aus elastischem Material bestehenden Dichtleistenteile
an ihren radial inneren Enden bogenförmige Ausnehmungen aufweisen, in welche ein die Welle umfassender
Dichtungsring in dichtendem Kontakt mit den radialen Dichtleistenteilen eingelassen ist.
Eine derartige Dichtungsvorrichtung ist aus der USA,-Patentschrift 3 232 185 bekannt. Der die Welle
umfassende Dichtungsring weist einen Querschnitt in Form eines rechtwinkligen Dreiecks auf, wobei die eine
Kathete die Welle und die andere Kathete das Seitenteil berührt und die Hypothenuse in dichtendem Kontakt
mit den radialen Dichtleisten steht. Der Ring ist mit einer Yieteahl von Ausnehmungen versehen, die
von der zur Welle koaxialen Kathetenfläche ausgehen und in die zur Welle senkrechten Kathetenfläche einmünden.
Diese Ausnehmungen sind mit einem elastischen Material gefüllt. Die bekannte Dichtungsvorrichtung
baut zwar eine sich über die radial und axial verlaufenden elastischen Dichtleisten und über den die
Welle umfassenden Dichtungsring schließende Dichtungsgrenze auf, jedoch wird wegen der elastischen
Ausbildung des Dichtungsringes aber bei Arbeitsdruckbeaufschlagung der Schwenkkolbenmaschine nicht un-5
ter allen Umständen eine wirksame Abdichtung des zwischen der Welle und der Lagerung derselben in den
Seitenteilen infolge eines Weüenversatzes frei werdenden sichelförmigen Spaltes erreicht, da der Ring wegen
seiner elastischen Ausbildung der radialen Be*eg>jiig
ίο der Welle bei Druckbeaufschlagung nicht als Ga*nzes
zwangläufig folgt, sondern höchstens teilweise verformt
wird, ohne daß der frei gewordene sichelförmige Spalt abgedeckt wird. Weiterhin liegt der Dichtungsring
mit seiner metallischen Hypothenusenfläche nicht nur an den radialen Dichtleistenteilen an, sondern auch
an den sich zu den Dichtleisten parallel erstreckenden Metallflächen, so daß eine zu einem erhöhten Verschleiß
führende Reibung von Metall auf Metall nicht zu vermeiden ist Schließlich ist die Herstellung des bekannten
Dichtungsringes wegen der Ausbildung der Ausnehmungen und des Füllens derselben mit einem
elastischen Material recht aufwendig und damit teuer.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine wirksame Abdichtung des frei werdenden,
sichelförmigen Spaltes zwischen der Welle und der Lagerung in den Seitenteilen infolge des Wellenversatzes
relativ zum Lager bei Arbeitsdruckbeaufschlagung zu gewährleisten.
Die vorliegende Erfindung erreicht dies dadurch, daß der Dichtungsring starr ist und das Absperrteil nicht
berührt und daß der Querschnitt des starren Dichtungsringes größer ist als der Querschnitt der bogenförmigen
Ausnehmung in den radialen elastischen Dichtleistenteilen des Absperrteils.
Der leicht herzustellende starre Dichtungsring erhält wegen seines größeren Querschnittes in den Ausnehmungen
der Dichtleisten eine gewisse Vorspannung, so daß er in jeder Betriebsphase nicht nur in dichtendem
Eingriff mit den elastischen radial verlaufenden Dichtleistenteilen, sondern auch mit der Welle und dem zugeordneten
Seitenteil bleibt, wobei ein Verschleiß in den Ausnehmungen des Absperrteils durch die fehlende
Berührung verhindert wird. Da der Dichtungsring starr ist. macht er bei Druckbeaufschlagung der
Schwenkkolbenmaschine die radiale Bewegung der Welle mit und deckt damit den sich öffnenden sichelförmigen
Spalt ab, ohne den dichtenden Kontakt mit den radialen Dichtleistenteilen aufzugeben.
Vorzugsweise sind der Querschnitt der bogenförmigen Ausnehmung in der jeweiligen radialen Dichtleiste
und der Querschnitt des starren Dichtungsringes kreissektorförmig, da diese Querschnitte sich einfacher herstellen
lassen und zu einer gleichmäßigeren Kraftverteilung führen. Um auf einfache Weise eine Schmierung
der in den Seitenteilen gelagerten Welle zu erreichen, ist in dem Dichtungsring oder im gegenüberliegenden
Seitenteil eine sich über den gesamten Umfang erstrekkende ringförmige Aussparung vorgesehen.
Der Erfindungsgegenstand soll nun in einer Ausführungsform
an Hand der Figuren genauer beschrieben werden. Es zeigt
F i g. 1 einen Querschnitt durch eine mit einer erfindungsgemäßen Dichtungsvorrichtung versehene
Schwenkkolbenmaschine,
F i g. 2 einen vergrößerten Teillängsschnitt längs der Linie H-II in Fig. 1,
F i g. 3 einen vergrößerten Teillängsschnitt längs der Linie IU-JIIin Fig. 1,
F i g. 4 einen TeiTquerschnitt durch die Schwenkkolbenmaschine gemäß F i g. 1 mit frei gewordenem sichelförmigem Späh infolge Arbeitsdruckbeaufschiagung.
Die Schwenkkolbenmaschine 1 in F i g. 1 weist einen von Seitenteilen axial begrenzten Mantel 11 auf; von
den Seitenteilen ist in den F i g. 2 und 3 nur das Seitenteil 13 dargestellt In einer Lagerbohrung 14 im Seitenteil 13 und einer entsprechenden Lagerbohrung im anderen Seitental ist eine Welle 12 drehbar geLgert In
iea Lagerbohrungen sind in üblicher Weise nicht gezeigte Richtungen angeordnet
Mit dem Mantel 11 ist ein sich radial nach innen erweckendes Absperrteil 15 verbunden. Dies kann mit
Hilfe von nicht dargestellten Schrauben erfolgen. Fer-■er ist mit der Welle 12 ein radial nach außen ragendes
Leistungsteil 16 drehfest verbunden. In der F i g. 1 ist
die Drehachf- und die Oszillationsachse des Leistungsteils mit 17 bezeichnet Das freie Ende des Absperrteils
15 gleitet auf der Oberfläche 18 der Welle 12, während das freie Ende des Leistungsteils 16 auf der zylindrischen Innenfläche 19 des Mantels U gleitet Das Absperrteil 15 und das LeistungsteiS 16 sind mit Nuten 20
bzw. 21 versehen, denen radial 22 bis 23 und axial verlaufende elastische Dichtleisten eingebracht sind Diese 2«
werden in den zugeordneten Nuten von Stützelementen 24 und 25 bzw. 26 und 27 gehalten. Die den Absperrteil 15 umschließende Dichtleiste steht in dichtendem Eingriff mit den Innenflächen der Seitenteile, mit
der Oberfläche der Welle und der Mantelinnenfläciie.
Die leistungsteilumschließende Dichtleiste 23 steht in einem analogen dichtenden Kontakt
Das Absperrteil 15 und das Leistungsteil 16 bilden mit dem Mantel 11 und den Seitenteilen zwei Arbeitskammern 28 und 29 veränderlichen Volumens. Der
Mantel 11 ist mit zwei Durchlaßöffnungen 30 und 31
versehen, die der Zu- und Abfuhr von Strömungsmittel
dienen.
Wie aus der F i g. 2 ersichtlich ist sind die aus elastischem Material bestehenden Dichtleistenteile 22 und
23 an ihren radial inneren Enden mit bogenförmigen Ausnehmungen 32 versehen, die einen kreissektorförmigen Querschnitt aufweisen und sich zur Oberfläche
18 der Welle 12 und zur Innenfläche 33 des zugeordneten Seitenteils 13 hin öffnen. Wie die F i g. 3 zeigt ist
auch jedes der Teile 15 und 16 an seinem radial inneren Ende mit einer bogenförmigen Ausnehmung 34 versehen, die die gteiche Formgebung wie die Ausnehmung
32 aufweist, jedoch im Querschnitt größere radiale Ab messungen besitzt Es ist natürlich klar, daß die Stütz- so
glieder 24 und 25 bzw. 26 und 27 mit Nuten 35 der gleichen Form und mit gleichen Abmessungen verse
hen sein müssen. In den bogenförmigen Ausnehmungen 32 ist jeweils ein starrer Dichtungsring 36 in dichten
dem Kontakt mit den Dichtleisten eingelassen, der die Welle 12 mit einem Durchmesserspiel von 0,025 mm
umfaßt. In den Fig. 1 bis 3 ist der di.m Seitenteil 13
zugeordnete starre Dichtungsring 36 dargestellt. Der Querschnitt des starren Dichtungsringes 36 ist größer
als der Querschnitt der bogenförmigen Ausnehmung 32 im elastischen Dichtleistenteil 22, so daß beim Zusammenbau der Schwenkkolbenmaschine durch den Eingriff des Seitenteils 13 mit der zugeordneten sich radial
erstreckenden Fläche 37 des Dichtungsringes eine gewisse Vorspannung aufgebaut wird. Obwohl dieser
Dichtungsring 36 nur an ?wei über seinen Umfang verteilten Stellen durch die Dichtleistenteile 22 und 23 gehalten wird, wird durch die Vorspannung ein Dich
tungseingriff mit der Innenfläche 33 längs der gesamten
Fläche 37 erzielt
In den F i g. 2 und 3 ist die der Welle zugewandte Fläche des Dichtungsringes mit 39 bezeichnet Bei der
gezeigten Ausführungsform ist in der Fläche 3? eine sich über den gesamten Umfang erstreckende ringförmige Ausnehmung 38 vorgesehen, die auch in Verbindung mit der inneren Ringfläche 39 steht
An Hand der Fig.4 soll nun die Arbeitsweise der
vorstehend beschriebenen Dichtungsvorrichtung erläutert werden.
Es werde angenommen, daß bei der in der F i g. 1 und in der F i g. 4 gezeigten Stellung des Leistungsteil
16 die Arbeitskammer 28 mit Arbeitsdruck beaufschlagt wird (z. B. 140 kp/cm2) und die Arbeitskammer
29 entlüftet wird, wobei jedoch in der Arbeitskammer 29 ein Restdruck von 7 kp/cm2 aufrechterhalten wird.
Infolge der Arbeitsdruckbeaufschlagung erfolgt ein Versatz der Welle 12 relativ zum Lager 14 in der
F i g. 1 und 4 nach rechts, was in der F i g. 4 durch die Berührung der Oberfläche 18 der Welle 12 mit der Innenfläche der Lagerbohrung 14 im rechten Teil der
F1 g. 4 dargestellt ist Da der Dichtungsring 36 starr ist, macht er die radiale Bewegung der Welle 12 nach
rechts mit so daß er das obenerwähnte radiale Spiel von 0,0?5 mm abbaut und sein linksseitiger Abschnitt
dichtend an dem linksseitigen Abschnitt der Welle 12 anliegt. Das Durchmesserspiel zwischen Welle 12 und
Lagerbohrung 14 soll bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel 0,050 mm betragen. Zwischen der Welle 12 und
der Lagerung in den Seitenteilen wird daher im Hochdruckbereich der Schwenkkolbenmaschine ein sichelförmiger Spalt 40 frei, der in der F i g. 4 etwas übertrieben dargestellt ist Da aber der starre Ring 36 der Bewegung der Welle 12 gefolgt ist wird der sichelförmige
Spalt 40 durch den Ring abgedeckt so daß keine Flüssigkeit aus der unter dem Arbeitsdruck stehenden Arbeitskammer 28 durch den sichelförmigen Spalt 40 abströmen kann.
Wenn sich nun die Welle 12 und das Leistungsteil 16 im Gegenuhrzeigersinne drehen, bewegt sich auch der
sichelförmige Spalt 40 in dieser Richtung. Durch die obenerwähnte Vorspannung des Dichtungsringes wire
aber erreicht daß der Dichteingriff zwischen dem Dichtungsring und der Innenfläche 33 des Seitenteils 13
unabhängig von der Winkelstellung der Welle 12 und des mit ihr verbundenen Leistungsteils 16 aufrechterhalten bleibt Dabei ist es völlig gleichgültig, welche der
Arbeitskammern zuerst mit Arbeitsdruck beaufschlagt wird. Der in der mit Arbeitsdruck beaufschlagten Kammer herrschende Druck unterstützt den Dichteingriff
mit der Welle 12 und der Innenfläche 33 des zugeordneten Seitenteils
Bei den angenommenen Druckbeaufschlagungsverhältnissen wird durch die Verschiebung des Dichtringes
36 in der F i g. 4 rechts von der Welle 12 ein weiterer sichelförmiger Spalt 41 zwischen Welle 12 und Dichtungsring 36 frei, so daß Strömungsmittel aus der Arbeitskammer 29 über den sichelförmigen Spalt 41 in die
sich über den gesamten Umfang erstreckende ringförmige Aussparung 38 eintreten kann. Aus der Ausspalang 38 kann das Strömungsmittel auch in den sichelförmigen Spalt 40 eintreten, so daß eine Schmierung
der in der Lagerbohrung 14 umlaufenden Welle sichergestellt ist Da sich die Lage der sichelförmigen Spalte
40 und 41 mit der Bewegung des Absperrteils 15 ändert, wird die Schmierflüssigkeit gleichmäßig verteilt
Die Niederdruckschmierune ist von der Hochdrucksei-
te der Schwenkkolbenmaschine völlig getrennt. Es ist klar, daß bei Umkehrung der Drehrichtung der Welle
12 in gleicher Weise unter niedrigem Druck stehendes Strömungsmittel aus der Arbeitskammer 28 austreten
kann.
Bei dieser Niederdruckschmierung ist natürlich erforderlich, daß die mit der Niederdruckkammer in Verbindung
stehenden sichelförmigen Spalte niemals in Verbindung mit der unter hohem Druck stehenden Arbeitskammer
kommen. Zu diesem Zweck muß das Spiel zwischen dem Dichtungsring 36 und der Welle 12 sorgfältig
ausgelegt werden, wobei eine bei längerem Gebrauch möglicherweise auftretende Abnutzung des
Dichtungsringes bzw. eine Verformung in eine ovale Formgebung berücksichtigt werden muß.
Die Schwenkkolbenmaschine kann als Stellmotor oder Pumpe ausgelegt sein; weiterhin können mehrere
Leistungsteile und Absperrteil« vorgesehen sein. Die starren Dichtungsringe können aus Stahl, aber auch aus
einem anderen Metall oder einem harten Kunststoff bestehen. Des weiteren ist es möglich, daß die der
Niederdruckschmierung dienende Aussparung auch in den zugeordneten Seitenteilen oder in der Welle selbst
ausgebildet ist. Auch bietet sich die Möglichkeit, die sichelförmigen Spalten zwischen dem Dichtungsring und
ίο der Welle so auszubilden, daß sie sich überlappen und
daß Strömungsmittel von dem einen sichelförmigen Spalt direkt in den anderen sichelförmigen Spalt eintreten
kann. Auch können unter Umständen Querschnittsformen für den Dichtungsring in Betracht gezogen
werden.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
1. Dichtungsvorrichtung für eine Schwenkkolbenmaschine mit mindestens einem innerhalb eines von
Seitenteilen axial begrenzten Mantels oszillierenden, mit einer Welle drehfest verbundenen Leistungsteil
und mit mindestens einem mit dem Mantel verbundenen Absperrteil, welches, ebenso wie
das Leistungsteil, von radial und axial verlaufenden elastischen Dichtleisten umschlossen ist, wobei die
Leistungs- und Absperrteile sowie die radial verlaufenden, aus elastischem Material bestehenden
Dichtleistenteile an ihren radial inneren Enden bogenförmige Ausnehmungen aufweisen, in welche
ein die Welle umfassender Dichtungsring in dich tendem Kontakt mit den radialen Dichtleistenteilen
eingelassen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (36) starr ist und das Abspeirteil
(15) nicht berührt, und daß der Querschnitt des starren Dichtungsringes größer ist als der Querschnitt
der bogenförmigen Ausnehmung (32) in den radialen elastischen Dichtleistenteilen (22) des Absperrteils
(15).
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB6254469 | 1969-12-23 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2063306A1 DE2063306A1 (de) | 1971-07-01 |
DE2063306B2 true DE2063306B2 (de) | 1975-02-27 |
DE2063306C3 DE2063306C3 (de) | 1975-10-16 |
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ID=10488239
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19702063306 Expired DE2063306C3 (de) | 1969-12-23 | 1970-12-22 | Dichtungsvorrichtung für eine Schwenkkolbenmaschine |
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---|---|
JP (1) | JPS4810723B1 (de) |
DE (1) | DE2063306C3 (de) |
FR (1) | FR2074152A5 (de) |
GB (1) | GB1330470A (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5336972A (en) * | 1976-09-16 | 1978-04-05 | Hitachi Ltd | Fully automatic washing machine |
-
1969
- 1969-12-23 GB GB1330470D patent/GB1330470A/en not_active Expired
-
1970
- 1970-12-22 DE DE19702063306 patent/DE2063306C3/de not_active Expired
- 1970-12-22 FR FR7046210A patent/FR2074152A5/fr not_active Expired
- 1970-12-23 JP JP11734370A patent/JPS4810723B1/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS4810723B1 (de) | 1973-04-06 |
FR2074152A5 (de) | 1971-10-01 |
DE2063306A1 (de) | 1971-07-01 |
DE2063306C3 (de) | 1975-10-16 |
GB1330470A (en) | 1973-09-19 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |