DE2654452A1

DE2654452A1 - Dichtung

Info

Publication number: DE2654452A1
Application number: DE19762654452
Authority: DE
Inventors: Anton Csulits; Karl Jasmand
Original assignee: Kupfer Asbest Co
Current assignee: Kupfer Asbest Co
Priority date: 1976-12-01
Filing date: 1976-12-01
Publication date: 1978-06-08
Also published as: DE2654452C2

Description

7 Sfuffgari N, AAenzefslraße 40

Kupfer-Asbest-Co. A 35 507 - schl

(Justav Bach »Γ _ _

Hosenbergstraße 22 ο 0. NOV. 1976

7100 Heilbronn

Dichtung

Die Erfindung betrifft eine Dichtung zur Durchflußbegrenzung in einem Steuerventil, mit einem ringförmigen Stützkörper, dessen axial verlaufende Stirnseiten jeweils durch elastische Dichtteile gebildet sind.

Bei einer bekannten Dichtung dieser Art sind die Dichtteile durch 0-Ringe gebildet, die in Aufnahmenuten am Außendurchmesser und Innendurchmesser des Stützkörpers angeordnet sind. Durch die Nuten hat der Stützkörper eine relativ große axiale Erstreckung, so daß Steuerventile, mit denen gleichzeitig mehrere Steuervorgänge durchgeführt werden sollen, wenn also mehrere solcher Dichtungen in Achsrichtung des Ventiles hintereinander angeordnet sind, eine relativ große Baulänge haben.

Es sind ferner Dichtungen bekannt, bei denen der Stützkörper zwischen den einander radial gegenüberliegenden Rückenflächen von als Nutringe ausgebildeten Dichtteilen liegt. Diese bekannten Dichtungen haben durch die Nutringe eine noch größere axiale Breite, was insbesondere bei Anordnung mehrerer solcher Dichtungen eine besonders große Einbaulänge in einem Ventil erfordert.

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Da diese bekannte Dichtung außerdem aus mehreren Einzelteilen besteht, die jeweils mit Toleranzen behaftet sind, ist eine exakte Umsteuerung mit einem Ventil, in dem diese bekannte Dichtung angeordnet ist, nicht in jedem Fall gewährleistet. Dies macht sich besonders dann bemerkbar, wenn mehrere solcher Dichtungen in einem Ventil angeordnet sind.

Es sind auch Dichtungen bekannt, die nur aus einer einfachen Dichtscheibe bestehen, die in axialer Richtung im Ventil verspannt/und bei denen die Dichtwirkung allein durch Verformung der Dichtscheibe erreicht wird. Diese bekannten Dichtungen haben jedoch den Nachteil, daß an den abzudichtenden Flächen relativ hohe Reibkräfte auftreten, durch die die Funktion eines mit dieser Dichtung versehenen Ventiles beeinträchtigt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dichtung der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß die Dichtung bei geringer Einbaulänge eine hohe Arbeitsgenauigkeit des Steuerventiles gewährleistet.

Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Dichtteile durch eine den Stützkörper umgebende Ummantelung ausgebildet sind.

Dadurch ist eine einstückig ausgebildete Dichtung geschaffen, die mit geringen Herstellungskosten verbunden ist und mit der die Montage erheblich erleichtert und verkürzt werden kann. Infolge ihrer einstückigen Ausbildung gewährleisten die erfindungsgemäßen Dichtungen eine hohe Arbeitsgenauigkeit von Ventilen, in denen solche Dichtungen verwendet werden, da Ungenauigkeiten beim

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Umsteuern infolge sich summierender Toleranzen der Einzelteile von bekannten Dichtungen vermieden werden. Da ferner der Stützkorper nicht als Aufnahme für die Dichtteile dient, kann dieser eine geringere axiale Breite haben als die Dichtteile, so daß die Dichtung an sich relativ schmal ist. Bei Anordnung mehrerer erfindungsgemäßer Dichtungen in axialer Richtung des abzudichtenden Ventilteiles hintereinander^ kann dadurch die Baulänge des Ventiles erheblich verkürzt wer

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen. .

Die Erfindung, wird anhand dreier in den Zeichnungen dargestellter AusführungsbeispMe näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Teil eines Steuerventiles mit mehreren axial hintereinander angeordneten erfindungsgemäßen Dichtungen teilweise im Axialschnitt und teilweise in Ansicht,

Fig. 2 einen Teil der Dichtung nach Fig. 1 in vergörßerter Darstellung, teilweise im Axialschnitt_}

Fig. 3 eine Ansicht in Pfeilrichtung P in Fig. 2, Fig. Ά ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Dichtung in einer Darstellung gemäß Fig 2 und

Fig. 5 ein.e weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen

in einer Darstellung
Dichtung/gemäß den Fig. 2 und 4.

Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte erfindungsgemäße Dichtung 1 besteht aus einem im Querschnitt rechteckigen Sützkörper 23, der als schmale Ringscheibe aus festem Werkstoff ausgebildet ist. Der Stützkörper 23 ist von einer Ummantelung 3 umgeben, die aus elastischem Werkstoff, wie beispielsweise Gummi besteht.

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Die Ummantelung 3 ist wie insbesondere Fig. 2 zeigt, symmetrisch

M
zur Quermittelebene/des Stützkörpers 23 ausgebildet und weist im Bereich der beiden radial äußeren Stirnflächen k und 5 des Stützkörpers jeweils zwei Dichtlippen 11 und 12 bzw. 13 und 1*1 auf. Die Dicht lippen 11 bis I¹J verlaufen jeweils schräg zu Achsrichtung A der Dichtung, wobei die einander radial benachbarten Dichtlippen 11 und 13 bzw. 12 und 14 vom Stützkörper 23 weg in entgegengesetzte Richtungen weisen. Die Dichtlippen 11 bis Ik ragen in radialer Richtung mit ihren Dichtkanten 2k bis 27 radial über die zugehörigen Stirnflächen k und 5 des Stützkörpers 23. Zur Verringerung des Reibvriderstandes beim Auflaufen der Dichtlippen auf die abzudichtende Pläche/und zur Verbesserung der Dichtwirkung sind die Dichtkanten 2k bis 27 vorzugsweise teilkreisförmig abgerundet. Der Dichtkantendurchmesser der radial inneren Dichtlippen 13 und 1*J ist kleiner als der Außendurchmesser der abzudichtenden Fläche 9 eines beweglichen Steuerschiebers 8, während der Dichtkantendurchmesser der radial äußeren Dicht lippen 11 und 12 größer is^ als, der Innen-

zylmdrischen

durchmesser der abzudichtenden Fläche 6 des / Ventilgehäuses 2 (Fig. 1).

Im Bereich zwischen den radial inneren Dichtlippen 13 und 1*1 und den radial äußeren Dichtlippen 11 und 12 weist die Ummante-

axial M

lung 3/beidseitig der Quermittelebene/des Stützkörpers 23 jeweils einen umlaufenden Wulst 17 auf. Dieser hat rechteckigen Querschnitt und geht wie Fig. 3 zeigt, in einen radial nach außen ragenden Nocken 18 über, der in Draufsicht (Fig. 3) etwa trapezförmigen Querschnitt hat und sich in ümfangsrichtung der Dichtung erstreckt. Die Wulste 17 und die Nocken l8 haben jeweils von den Stirnflächen k und 5 des Stützkörpers etwa gleichen Abstand.

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Bei Anordnung mehrerer solcher erfindungsgemäßer Dichtungen 1 in Achsrichtung A' eines Ventiles (Fig. 1) hintereinander, dienen die Wulste 17 als Steckansätze für Distanzstücke 10. Die Nocken 18 dienen als Verdrehsicherung für die Distanzstücke. Die Distanz-stücke sind, wie Fig. 1 zeigt, als Steckhülsen ausgebildet. Die Dichtung 1 kann auch so ausgeführt sein, daß lediglich ein einseitig angeordneter Wulst 17 vorgesehen ist. Ferner kann jeder der Wulste 17 auch mit mehreren in Umfangsrichtung hintereinander angeordneten Nocken l8 versehen sein.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Steuerventil sind mehrere Dichtungen nach Fig. 2 in Achsrichtung des Steuerschiebers hintereinander im Ventilgehäuse 2 angeordnet. Der Steuerschieber 8 ist wie bereits erwähnt in Längsrichtung abgesetzt und weist abwechselnd im Querschnitt erweiterte, die abzudichtende Fläche 9 aufweisenden Abschnitte 29 und Ausnehmungen 7 bildende, Querschnitt verringerte Abschnitte 28 auf. Während des Betriebes bewegen sich die radial inneren Dichtlippen 13 und 14 abwechselnd über die Ausnehmungen 7 und die abzudichtenden Flächen 9 der erweiterten Abschnitte 29 des Schiebers 8. Im Bereich der Ausnehmungen 7 steuern die Dichtlippen ein Überströmen des Mediums, während sie beim Auflaufen auf die jeweils abzudichtende Fläche 9 die Umsteuerung des Durchflusses durch die Ausnehmungen 7 bewirken. Zu Beginn des Steuervorganges, beim Auflaufen der radial inneren Dichtlippen 13 und 14 auf die abzudichtende Fläche 9, werden die Dichtlippen infolge ihrer freien Beweglichkeit aufgeweitet und liegen unter Vorspannung an der abzudichtenden Fläche 9 an. Infolge der

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hohen Elastizität der Dichtlippen üben diese beim Auflaufen auf den erweiterten Abschnitt 29 des Schiebers nur geringe Verschiebekräfte auf den Schieber aus. Bei entsprechend großer Aufweitung kann die Stirnfläche 15 der Dichtung 1 zwischen den radial inneren Dichtlippen 13 und 14 am Schieber 8 zur Anlage kommen und dadurch dessen Führung übernehmen. Dabei auftretende Seitenkräfte können von der Ummantelung 3 im Bereich zwischen der Stirnfläche 5 des Stützkörpers 23 und der Stirnfläche 15 zwischen den radial inneren Lippen 13 und 14 elastisch aufgenommen werden. Die hohe elastische Verformbarkeit der Dichtlippen gewährleisten außerdem eine einfache und schnelle Montage der Dichtungen in dem Ventil. Die einzelnen Dichtungen 1 sind wie bereits erwähnt über Hülsen 10 miteinander verbunden, die auf den Wulsten 17 der Dichtungen zentriert und durch die Nocken 18 gegen Verdrehen gesichert sind. Die Hülsen 10 erstrecken sich jeweils über die ganze axiale Länge zwischen benachbarten Dichtungen 1 und weisen etwa in halber Länge Überströmöffnungen 16 für das Steuermedium auf.

Die steife Ausbildung des Stützkörpers hat weiterhin den Vorteil, daß die Dichtung 1 als Lagerung für den Schieber 8 dienen kann.

Eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dichtung ist in Fig. 4 dargestellt. Diese Dichtung unterscheidet sich im wesentlichen dadurch von der Dichtung nach den Fig. 1 bis 3, daß anstelle der Hülsen 10 ein einstückig mit dem Dichtkörper 23 ausgebildeter Distanzring 20 vorgesehen ist. Dieser weist längs seines Umfanges in jeweils gleichen Abständen bis in Höhe der zugehörigen Dichtlippen 12 und 14 reichende Aussparungen 21 auf. Der Distanzring 20 hat etwa gleiche axiale Erstreckung wie

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die Dichtung 1 im Bereich ihrer Dichtlippen 11 und 12 bzw. und 14. Der Distanzring 20 ist lediglich an einer Seite des Stützkörpers 23, etwa in halber radialer Breite zwischen den einander gegenüberliegenden Dichtlippen 12 und Ik vorgesehen. Auf der gegenüberliegenden Seite hat der Stützkörper als Verdrehsicherung dienenden Nocken 22. Bei Anordnung mehrerer solcher Dichtungen hintereinander, greift der Dichtnocken 22 in eine der Ausnehmungen 21 des Distanzringes 20 ein. Die Ummantelung 3 reicht im Bereich des Distanzringes 20 lediglieh bis etwa] halbe axiale Länge der Dichtlippen 12 und lH. Zum Korrosionsschutz des Distanzringes kann dieser auch vollständig von der Ummantelung umgeben sein.

Die Dichtung nach Fig. 5 weist anstelle der radial äußeren Dichtlippen lediglich eine wulstartige Verdickung 19 auf, die durch die Ummantelung 30 des Stützkörpers 31 gebildet ist. Die Verdickung 19 hat geringfügig kleinere axiale Erstreckung als die gegenüberliegenden radial inneren Dichtlippen 13 und 15 und: umgibt den Stützkörper 31 im Bereich eines schulterartig abgesetzten Endes 32· Die Länge der Verdickung 19 beträgt etwa ein Viertel dejR entsprechenden Länge der Dichtung. Die Dichtfläche 33 mit der/ Dichtung am ruhenden Maschinenteil bzw. am Ventilgehäuse 2 anliegt, ist durch die kleinere Grundseite eines im Querschnitt (Fig. 5) trapezförmigen Ansatzes 3¹I der Verdickung 19 gebildet. Die Dichtfläche 33 geht im Bereich des abgesetzten Endes 32 des Stützkörpers 31 abgeschrägt in eine Stirnfläche der Verdickung 19 über. Die Stirnfläche 35 erstreckt sich etwa über die axiale Breite des gesetzten Endes 32. Die Dichtfläche 33 geht an der vom abgewinkelten Ende 32 des Stützkörpers 31 abgewandten Seite ebenfalls über eine schräge Fläche in eine

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-Sr-

radial verlaufende Begrenzungsfläche 36 der Verdickung 19 über. Im Bereich des die Dichtlippen 13 und Ik aufweisenden Endes 37 ist die Ummantelung 30 wesentlich dünner als im anschließenden, radial verlaufenden Bereich des Stützkörpers 31, in dem die Ummantelung beidseitig gleiche Dicke aufweist. In ihrem verschwächten Bereich 38 geht die Ummantelung teilkreisförmig gekrümmt in die zugehörigen Außenflächen 39 und ¹JO der Dichtlippen 13 und Ik über. Durch die VerSchwächung 38 können die Dichtlippen 13 und 1*1 radial in Richtung auf die Verdickung 19 noch stärker aufweiten. Die Ausführungsform nach Fig. 5 ist besonders für Ventile mit sehr kleiner Einbaulänge vorgesehen, die die Anordnung radial äußerer Dichtlippen nicht mehr zuläßt.

Patentansprüche:

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Leerseife

Claims

'2 6 b 4 4 b 2

Patentanwalt

Dipl.-lng. Walter Jackisch

Stuttgart N, Menzelstroße 40

Kupfer-Asbest-Co. A 35 507 - schi

Gustav Bach ο η μ

Rosenbergstraße 22 d U. NOV.

Heilbronn

Pat ent an spr üc he

; 1. Dichtung zur Durchflußbegrenzung in einem Steuerventil, mit einem ringförmigen Stützkörper, der ein radial inneres und radial äußeres elastisches Dichtteil aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtteile (11 bis 14) durch eine den

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Stützkörper/umgebende Ummantelung (3) gebildet sind.
2. Dichtung nach Anspruch I₃ dadurch gekennzeichnet, daß mindestens das radial innere, vorzugsweise beide Dichtteile (11, 12 bzw. 13, 14) durch jeweils zwei axial benachbarte Dichtlippen gebildet sind.
3. Dichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung (3) an mindestens einer, vorzugsweise beiden radialen Begrenzungsflächen mindestens einen axial verlaufenden Steckansatz (17) aufweist.
k. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steckansatz (17) ringförmig ausgebildet ist.
5· Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung (3) mindestens eine Verdrehsicherung (18) aufweist.

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ORIGINAL INSPECTED

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6. Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Verdrehsicherung (18) durch einen in Umfangsrichtung der Dichtung verlaufenden nockenartigen Vorspomg des Steckansatzes (17) gebildet ist.
7. Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtteile (11 bis Ik) die zugehörigen
Steckansätze (17) axial überragen.
8. Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtkanten (26 und 27) der radial inneren Dichtlippen (13 und I¹J) auf der Mantelfläche eines gedachten Zylinders liegen, dessen lichter Querschnitt kleiner ist
als der Querschnitt eines abzudichtenden bewegbaren Maschinenteiles (9).
9. Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicht kanten (2¹I bis 27) der Dicht lippen
(11 bis lH) abgerundet sind.
10. Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge-

(A)

kennzeichnet, daß eine zur Längsachse/der Dichtung senkrechte

Symmetrieebene/vorgesehen ist.
11. Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützkörper (23) scheibenförmig ausgebildet ist.
12. Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das radial äußere Ende (32) des Stützkörpers (31) axial nach außen abgesetzt ist.

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13. Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das axial äußere Dichtteil (19) durch eine wulstartige Verdickung der Ummantelung (30) gebildet ist.
I¹I. Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdickung (19) im Bereich des abgesetzten Endes (32) des Stützkörpers (31) vorgesehen ist und etwa gleiche, vorzugsweise geringfügig kleinere axiale Breite hat als die radial inneren Dichtlippen (13 und I¹I)..
15· Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das axial äußere Dichtteil (19) einen im Axialschnitt etwa trapezförmigen radial verlaufenden Ansatz(34) aufweist, dessen kleinere Grundseite (33) eine Dichtfläche bildet.
1-6. Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen radial benachbarten Dichtteilen (12, -I¹O mindestens ein axial verlaufendes Distanz-stück (20) vorgesehen ist.
17· Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Distanzstück (20) einstückig mit dem Stützkörper (23) ausgebildet ist.
18. Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Distanzstück (20) ringförmig ausgebildet ist und mindestens eine vorzugsweise längs seines Umfanges in gleichen Abständen hintereinander liegende axial ver-

öffnungen
laufende Durchtritts-/Γ21) für das Medium aufweist.

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19· Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge-

. ., randoffene Schlitze sind, die kennzeichnet, daß die Öffnungen (21 γ axial bis an den axial äußeren Bereich der zugehörigen Dichtteile (12, I¹I) reicht.
20. Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Distanzstück (20) auf■einer Seite der Dichtung vorgesehen ist und daß auf der gegenüberliegenden
Seite etwa in Höhe des Distanzstückes die Verdrehsicherung
(22) liegt.
21. Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Distanzstück (20) bzw. der Steckansatz (17) mit Abstand vorzugsweise gleichem Abstand von den Dichtteilen (11, 12 und 13, 1*0 vorgesehen sind.

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