DE2123140C3 - Dichtungsanordnung für eine hin- und hergehende Stange - Google Patents

Description

gen.

8. Dichtungsanordnung nach einem der An sprüche 4,5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daC die Dichtungen (3, 6,9) nach Art eines Kolben ringes geschlitzt sind.

9. Dichtungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungen (3 6,9) durch Eigenfederung mit ihren zylindrischer Dichtflächen an den Gegenflächen zur Anlage gebracht werden.

10. Dichtungsanordnung nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungen (3 6.9) durch Spannringe mit ihren zylindrischer Dichtflächen an den Gegenflächen zur Anlage gebracht werden.

11. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 4,5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungen (3, 6,9) aus einem Werkstoff mil Selbstschmierungseigenschaften bestehen.

12. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungen (3. 6,9) durch Lippendichtungen gebildet werden, wobei die Innenseiten der Lippen dem Gehäuseinneren (4) zugewandt sind.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dichtungsanordnung zwischen einer hin- und hergehenden Stange und der sie umgebenden Bohrung eines feststehenden Gehäuses, dessen Inneres ein unter Druck stehendes Medium enthält.

Eine Dichtungsvorrichtung, die aus zwei axial hintereinander geschalteten Dichtungen besteht und die eine Rückförderung des durch den Dichtspalt der ersten Dichtung gedrungenen Mediums gewährleistet, ist durch die USA.-Patentschrift 2 979 350 bekannt. Die erste dieser Dichtungen ist rückschlagventilartig ausgebildet. Bei Überdruck von der Hochdruckseite her schließt die Dichtlippe, während sie abhebt und Leckmedium zurückfliel3en läßt, wenn der Druck des hinter ihr gesammelten Leckmediums größer als der Druck im abzudichtenden Räume ist. Die Rückförderung wird durch den Druck des sich zwischen den beiden Dichtungen sammelnden Leckmediums erzielt, der die zweite Dichtung gegen den Druck einer Feder verschiebt. Diese bekannte Rückförderung kann nur wirken, wenn im abzudichtenden Raum ein pulsierender Druck herrscht. Demgegenüber besteht die Aufgabe der Erfindung darin eine Rückförderung

ι -.-π einen ständig, herrschenden hohen Druck «reift, sich an der Nutwand abstützt und in spannen *" nunaslosem Zustand ein geringes Spiel gegenüber der

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£ und die beiden letztgenannten Dichtungen rück- Die Dichtwirkung kommt, wie bei einem Kolbenring

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ί- her den Durchtritt des Leckmedi- preßt wird, wobei der Differenzdruck auch,aufden

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eintritt, wirkt die Reibung des Ringes in der Gehäusebohrung im gleichen Sinne wie die Druckdifferenz. Gleichzeitig wirkt der Druck im Pumpenraum, der über die abgehobene pumpenraumseitigc Seitenfläche des Ringes in den Spalt zwischen Nutgrund und Ring gelangt, auf den Innendurchmesser des Ringes und preßt diesen dichtend an die Gehäusebohrung. Ist der Druck im Entlastungsraum höher als im Pumpenraum, so wird der Ring mit seiner entlastungsraumseitij.en Seitenfläche durch die Druckdifferenz von der entsprechenden Nutflanke abgehoben. Da dieser Zustand bei einer Bewegung der Stange weg vom Gehäuseinneren eintritt, wirkt die Reibung des Ringes an der Gehäusebohrung im gleichen Sinne wie die Druckdifferenz. Der Ring wird demnach auf der mit Ausnehmungen versehenen Seitenfläche an der entsprechenden Nutflanke zur Anlage gebracht, und das aus dem Entlastungsraum verdrängle Medium gelangt über die abgehobene Seile, den Spalt zwischen Ringinnendurchmesscr und Nutgrund und die Ausnehmungen in den Pumpenraum. Der Ring wirkt demnach wie das Einlaßventil bzw. der Kolbenring einer Kolbenpumpe.

Die Dichtungen können bei der bevorzugten Ausführungsform vorteilhaft ungeschlitzt sein, damit keine Undichtigkeiten an der Sloßstelle auftreten. Dabei wird die für die Abdichtungsaufgabe erforderliche Vorbelastung an der zylindrischen Dichtfläche zweckmäßig dadurch erreicht, daß die Dichtungen unter Eigenspannung an ihren Gleitflächen anliegen.

Wenn kleinere Undichtigkeiten in Kauf genommen werden können, können die Dichtungen auch geschlitzt sein, wobei die Anlage an der Gegenfläche sowohl durch Eigenfederung des Ringes als auch durch einen Spannring bewirkt werden kann.

Wenn das abzudichtende Medium das Vorhandensein eines Schmiermittels nicht zuläßt, kann der Ring vorteilhaft aus einem Werkstoff mit Selbstschmierungseigenschaften bestehen.

Die Dichtungen können auch durch Lippendichtungen gebildet werden, wobei die Innenseiten der Lippen dem Gehäuseinneren zugewandt sind, um die Dicht- bzw. Ventilwirkung in der gewünschten Weise sicherzustellen.

In der Zeichnung sind drei Ausführungsformen der Erfindung dargestellt.

F i g. 1 zeigt die eigentliche Abdichtung bestehend aus drei Dichtungen, von denen zwei rückschlagventilartig ausgebildet sind;

F i g. 2 zeigt die Anbringung des Absperrorgans, das das Entstehen von Unterdruck im Entlastungsraum verhindert;

F i g. 3 zeigt die Stillstandsdichtung.

Die in F i g. 1 gezeigte Abdichtung dient dazu, die Stange 1, die sich in einer Bohrung des Gehäuses 2 hin- und herbewegt, abzudichten. Der Ring 3 dichtet den Innenraum 4 des Gehäuses 2, der ein unter Druck stehendes Medium enthält, gegen den Pumpenraum 5 ab. Der mit der Stange 1 hin- und hergehende Ring 6 trennt den Pumpenraum 5 von dem Enllastungsraum 7. Die Inhalte der Räume 5 und 7 vergrößern und verkleinern sich abwechselnd und periodisch als Folge der Stangenbewegung. Die Ringe3 undo dichten nur in einer Richtung ab, nämlich von dem Raum 4 zu dem Raum 5 und von dem Raum 5 zu dem Raum 7. Zwischen dem mit der Umgebungsluft in Verbindung stehenden Außenraum 8 und dem Entlastungsraum 7 ist der Ring 9 angeordnet, der in beiden Richtungen abdichtet. Lm zu erreichen, daß auf den Ring 9 nur eine möglichst kleine Druckdifferenz wirkt, werden etwaige Leckmengen des im Raum 4 befindlichen Druckmediums, die in die Räume 5 oder 7 gelangt sind, wieder in den Raum 4 zurückgefördert. Bei diesem Vorgang arbeitet der Ring 3 wie das Druckventil und der Ring 6 wie das Saugventil bzw. der Kolbenring einer KoI-benpumpe. Um 7ü verhindern, daß im Raum 7 Unterdruck entsteht, können die Räume 5 und. 7, wie in Fig. 2 gezeigt, über ein Absperrorgan 10 miteinander verbunden werden. Das Absperrorgan 10 wird von der fcderbclasteten Membrane 11 geöffnet, wenn

as der absolute Druck im Raum 7 einen durch die Vorspannung der Feder 12 einstellbaren bestimmten Wert unterschreitet. Steht die Stange 1 still, so fehlt die beschriebene Pumpwirkung, und die Räume S und 7 füllen sich aus dem Raum 4 über die unvermeidlichen kleinen Undichtigkeiten der Ringe 3 und 6 mit Druckmedium, so daß in diesem Fall die volle Druckdifferenz auf dem Ring9 lastet, was zu größeren Verlusten im Stillstand führen würde. Die in F i g. 3 gezeigte Stillstandsdichtung vermeidet diesen Nachteil. Bei dieser Ausführung ist der Ring 9' mit Hilfe des O-Ringes 13 an seinem Umfang abgedichtet und weist eine kegelige Partie 15 auf, die mit einer ebensolchen Gcgcnfiäche der Stillstandsdichtung 14 zusammenarbeitet. Durch den höheren Druck im Raum? während des Stillstandes der Stange 1 bringt der in der Art eines Ringkolbens wirkende Ring 9' die Stillstandsdichtung 14 in die in der rechten Hälfte der Fig.3 gezeigte Form, wobei die Spitze ihres Dreiecksquerschnittes dichtend an den Umfang der Stange 1 angepreßt wird. Wenn sich die Stange 1 wieder bewegt, wird das Druckmedium aus dem Raum 7 über den Raum 5 in den Raum 4 zurückgefördert, wodurch der Druck im Raum 7 sinkt. Dann nimmt die Stillstandsdichtung 14 wieder die in der linken Hälfte der Fig.3 gezeigte Querschnittsform an. An Stelle des O-Ringes 13 kann auch eine Membrare zur Abdichtung des Ringes 9' an seinem Außendurchmesser dienen.

Bezüglich näherer Einzelheiten über die Wirkungs-

weise der Abdichtung wird auf die Erläuterung der einzelnen Merkmale der Erfindung weiter oben verwiesen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Dichtungsanordnung zwischen einer hin- und hergehenden Stange und der sie umgebenden Bohrung eines feststehenden Gehäuses, dessen Inneres ein unter Druck stehendes Medium enthält, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dichtung (9) gehäusefest angeordnet ist, im Dichtspalt in bezug auf den abzudichtenden Raum (4) vor der Dichtung eine weitere gehäusefeste, an der Stange (1) gleitende Dichtung (3) in einem Abstand zur ersten Dichtung (9) angeordnet ist, der größer als der maximale Hub der Stange ist, zwischen diesej beiden Dichtungen (3, 9) eine sich mit der Stange bewegende, an der Gehäusebohrung gleitende Dichtung (6) angeordnet ist und die beiden letztgenannten Dichtungen (3,6) rückschlagvenliiartig derart ausgebildet sind, daß sie bei Überdruck von der Seite des abzudichtenden Raumes her schließen, dagegen bei Druck von der Niederdruckseite (5,7) her den Durchtritt des Leckmediums gestatten.

2. Dichtungsanordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der von den beiden rückschlagventilartig ausgebildeten Dichtungen (3,6), dem Stangenumfang sowie der Gehäusebohrung begrenzte Pumpenraum (5) mit dem von der mit der Stange (1) beweglichen Dichtung (6), der erstgenannten Dichtung (9) und der Stange sowie der Gehäusebohrung begrenzten Entlastungsraum (7) über ein Absperrorgan (10) verbunden ist, das durch ein federbelastetes, dem Druck im Entlastungsraum ausgesetztes Kolbenglied (11) derart betätigbar ist, daß das Absperrorgan dann geöffnet ist, wenn der Druck im Entlastungsraum unter einem bestimmten Druck liegt, sonst aber geschlossen ist.

3. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Dichtung als in einer Nut axial verschiebliche Ringkolbendichtung (9') mit einer zur Niederdruckseite hin hohlkegeligen Stirnfläche ausgebildet ist und eine aus elastisch nachgiebigem Material bestehende konische Dichtung (14) nachgeschaltet ist, die mit ihrem verjüngten Ende in die hohlkegelige Stirnfläche der ersten Dichtung (9') eingreift, sich an der Nutwand (16) abstützt und in spannungslosem Zustand ein geringes Spiel gegenüber der Stange (1) aufweist, derart, daß bei axialem Druck des Ringkolbens auf die konische Dichtung sich zumindest deren dem Gehäuseinneren zugewandter Bereich dichtend an die Stange anlegt (F ig. 3).

4. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erstgenannte Dichtung (9) aus einem Ring mit rechteckigem Querschnitt besteht, der mit Spiel in einer Ringnut der Gehäusebohrung liegt und dichtend sowohl an der Stange (1) als auch an einer der Nutflanken anliegt.

5. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere gehäusefeste Dichtung (3) aus einem Ring mit rechteckigem Querschnitt besteht, der mit axialem Spiel in einer Ringnut dei Gehäusebohrung liegt und an seiner dem Gehäuseinneren (4) zugewandten Seite mit an sich bekannten Ausneh-

mungen versehen ist, die den am Ring angrenzen den, dem Gehäuseinneren zugewandten Raum (4 mit dem Nutgrund verbinden.

6. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß die mit der Stange (1 bewegliche Dichtung (6) aus einem Ring mi rechteckigem Querschnitt besteht, der mit axia lern Spiel in einer Ringnut der Stange liegt un< an seiner dem Gehäuseinneren (4) zugewandtei Seite mit an sich bekannten Ausnehmungen ver sehen ist, die den am Ring angrenzenden Pum penraum (5) mit dem Nutgrund verbinden.

7. Dichtungsanordnung nach einem der An sprüche 4,5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dal die Dichtungen (3, 6,9) ungeschlitzt sind und unter Eigenspannung an ihren Gleitflächen anlie