DE3709320C2 - - Google Patents
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- F16J15/00—Sealings
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Dichtvorrichtung
zum Abdichten eines Ringspalts gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
Bei einer bekannten Dichtvorrichtung dieser Art (US-PS
39 09 016) ist eine zylindrische Stange in der Zylinderbohrung
eines Gehäuses angeordnet. Die Ringnut befindet
sich im Gehäuse. Sie nimmt am Nutgrund einen elastischen
O-Ring und am radial inneren Nutende einen Gleitring,
beispielsweise aus Polytetrafluoräthylen, auf. Dessen
als Kante ausgebildete Dichtrippe liegt am zylindrischen
Schaft an. Die der Druckseite zugewandte Flanke dieser
Dichtrippe verläuft nahezu in einer zur Mittelachse senkrechten
Ebene; die der Niederdruckseite zugewandte Flanke
hat eine geringe Neigung zur Mittelachse
und wird durch eine Konusfläche begrenzt. Da der elastische
Ring beim Einbau zusammengedrückt wird, ergibt sich
eine Radialkraft, mit der die Dichtrippe gegen den zylindrischen
Schaft gedrückt wird. Beim Auftreten von hydraulischem
Druck wird der elastische Ring komprimiert, was
eine zusätzliche radiale Andruckkraft auf den Gleitring
ergeben kann. Da im übrigen der elastische Ring dichtend
gegen den Nutgrund, die niederdruckseitige Nutseitenwand
und den Gleitring anliegt, ist die Druckseite des Spalts
gegenüber der Niederdruckseite abgedichtet.
Diese Dichtvorrichtung arbeitet zufriedenstellend, wenn
der eine Körper relativ zum anderen Körper lediglich
einen Axialhub durchführt. Wenn dagegen, wie in der US Patentschrift angegeben, allein oder zusätzlich
eine Rotationsbewegung vorgesehen ist, haben
sich Undichtigkeiten gezeigt.
Ferner ist ein Dreh-Vakuum-Dichtring bekannt (DE-OS 23
34 023), der durch eine axial angedrückte Führungsbuchse
belastet ist. Wegen der Abdichtung gegen Luft ist eine
flächige Anlage des Dichtringes am Drehteil vorgesehen.
Je stärker der elastische Dichtring axial belastet wird,
um so stärker wird die Dichtfläche an den Umfang des
Drehteils gedrückt. Ein Gleitring weist einen Ringflansch
mit vorspringendem Ringwulst auf. Der Wulst soll eine
statische Dichtung bewirken, wenn der elastische Dichtring
verpreßt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische
Dichtvorrichtung der eingangs beschriebenen Art
anzugeben, die zum Abdichten eines Ringspalts zwischen
zwei relativ zueinander drehenden Körpern besser geeignet
ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale
des Anspruchs 1 gelöst.
Die beanspruchte Konstruktion beruht auf der Überlegung,
daß sich der Gleitring infolge Reibungskupplung zwischen
der Dichtrippe und der damit zusammenwirkenden Zylinderfläche
relativ zur Ringnut und zum elastischen Ring drehen
kann. Dies kann zu einer Undichtigkeit zwischen dem Gleitring
und dem elastischen Ring führen. Aus diesem Grund
ist am Gleitring ein Radialflansch vorgesehen. Dieser
wird bei Druckbelastung gegen die niederdruckseitige
Seitenwand der Ringnut gepreßt. Die dabei erzeugten
Reibungskräfte verhindern eine Drehung des Gleitringes,
so daß dieser trotz der relativen Drehbewegung der beiden
Körper seine feste Lage in der Ringnut bzw. zum
elastischen Ring beibehält. Demzufolge kann sich im Betrieb
auch kein Leckpfad zwischen den beiden Ringen bilden.
Durch entsprechende Bemessung des Radialflansches
kann man sicherstellen, daß dieser Erfolg auch beibehalten
bleibt, wenn infolge von Temperaturänderungen und unterschiedlichen
Wärmeausdehnungskoeffizienten des Gleitrings
und des anliegenden Körpers die Reibung zwischen beiden
Teilen zunimmt. Eine solche Reibungszunahme tritt beispielsweise
auf, wenn der Gleitring aus Polyfluoräthylen
besteht, das einen größeren Wärmeausdehnungskoeffizienten
als Stahl besitzt, und die Dichtvorrichtung bei niedrigen
Temperaturen angewendet werden muß. Der Radialflansch
erleichtert auch die Montage, weil die Einbaulage des
Gleitringes leichter erkennbar ist.
Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 2 befindet sich der
Radialflansch ebenfalls auf der Niederdruckseite. Es
ist auf einen Blick erkennbar, ob die Einbaulage richtig
oder falsch ist.
Bei der Weiterbildung nach Anspruch 3 kann Druckmittel,
das möglicherweise zwischen elastischem Ring und Nutgrund auf die Niederdruckseite des
elastischen Ringes gedrungen ist, nach außen abgeleitet
werden.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeich
nung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 einen Teillängsschnitt durch eine
Dichtvorrichtung,
Fig. 2 eine Ansicht des Gleitringes in Richtung des
Schnittes A-A und
Fig. 3 eine Darstellung mit der Belastung des Gleitringes.
Gemäß Fig. 1 ist ein rotierender zylindrischer Körper 1
in einer Zylinderbohrung 2 eines aus zwei Gehäuseteilen 3
und 4 bestehenden zweiten Körpers 5 angeordnet, so daß
sich ein zylindrischer Ringspalt 6 auf der Druckseite
und ein entsprechender zylindrischer Ringspalt 7 auf
der Niederdruckseite ergibt. Der Druck wirkt also in
Richtung des Pfeiles P.
Im äußeren Körper 5 befindet sich eine Ringnut 8, die
einen Nutgrund 9, eine druckseitige Seitenwand 10 und
eine niederdruckseitige Seitenwand 11 besitzt. In dieser
Ringnut 8 ist am Nutengrund ein elastischer O-Ring 12
und zum offenen Nutenende hin ein Gleitring 13 aus Poly
tetrafluorähtylen oder einem anderen gleitfähigen Kunst
stoff angeordnet.
Dieser Gleitring 13 besitzt eine Dichtrippe 14 mit einer
scharfen Kante 15. Die Dichtrippe ist durch zwei Flanken
16 und 17 begrenzt. Die die Flanke 17 bildende Konusflä
che hat eine geringe Neigung zur Mittelachse M der Dicht
vorrichtung. Die Flanke 16 dagegen bildet einen Winkel
nahe 90° zur Mittelachse M und daher praktisch eine Stu
fe. Auf der Seite der Flanke 17 schließt ein Radialflansch
18 an, der sich zwischen dem elastischen Ring 12 und
der niederdruckseitigen Seitenwand 11 erstreckt. Der
Radialflansch ist an einander gegenüberliegenden Seiten
mit radialen Einschnitten 19 und 20 versehen.
Bereits aufgrund des Einbaus ist der elastische Ring 12
radial zusammengedrückt und übt daher eine gewisse radia
le Anpreßkraft auf den Gleitring 13 aus. Die Kante 15
liegt daher mit einer vorbestimmten, wählbaren Kraft
am inneren Körper 1 an. Wenn der Druck P auftritt, wird
der elastische Ring 12 axial zusammengedrückt, wie es
Fig. 3 veranschaulicht, wodurch sich eine zusätzliche
Radialkraft ergeben kann, welche die Dichtwirkung im
Bereich der Kante 15 unterstützt. Gleichzeitig wird der
gesamte Gleitring 13 teils direkt, teils über den elasti
schen Ring 12 durch den Druck P axial belastet und daher
gegen die Seitenwand 11 des Gehäuses 5 gedrückt. Die
dabei entstehende Gegenkraft führt dazu, daß der Gleit
ring 13 mit seinem Radialflansch 18 reibungsschlüssig
an der Seitenwand 11 anliegt.
Wenn nun der innere Körper rotiert, vermag er den Gleit
ring 13 nicht mitzunehmen, da dieser durch
die Anpressung an die Seitenwand 11 im Gehäuse festgehal
ten wird. Es kann sich daher infolge Drehung und
dadurch bedingter Abnutzung ein Leckspalt zwischen ela
stischem Ring 12 und Gleitring 13 bilden. Die Abdichtung
bleibt dauernd erhalten.
Die radialen Einschnitte 19 und 20 dienen dazu, kleine
Leckölmengen, die am elastischen Ring 12 vorbei auf die
Niederdruckseite gelangt sein könnten, über den Spalt 7
abzuführen.
Besonders geeignet ist eine solche hydraulische Dichtvor
richtung beispielsweise für die Abdichtung eines Dreh
schiebers einer hydrostatischen Lenkvorrichtung in seinem
Gehäuse. Die Kante 15 sorgt für eine ausreichende Abdich
tung, ohne daß eine große Reibung bei der Drehung des
Schiebers auftritt. Er kann daher selbsttätig in die
Neutralstellung zurückkehren, wie sie bei solchen Schie
bern durch Neutralstellungsfedern vorgegeben ist. Der
Gleitring 13 wird nicht durch Drehung mitgenommen und
stellt eine dauerhafte Abdichtung sicher.
Außerdem ist der Gleitring leichter zu montieren, weil
der Radialflansch 18 die Einbau-Orientierung vorgibt
und weil der Flansch es erlaubt, den Gleitring besser
zu erfassen.
Selbstverständlich kann diese Form des Gleitringes bei
allen Bewegungen zwischen den Körpern 1 und 5 angewendet
werden, also auch bei einer Axialbewegung oder bei einer
schraubenförmigen Bewegung.
Claims (3)
1. Hydraulische Dichtvorrichtung zum Abdichten eines
Ringspalts zwischen zwei relativ zueinander bewegli
chen Körpern, von dem der eine zur Aufnahme der Dicht
vorrichtung eine Ringnut aufweist, die wenigstens
auf der Niederdruckseite eine Seitenwand hat, mit
einem elastischen Ring und einem aus einem gleitfähi
gen Kunststoff bestehenden Gleitring, der an seiner
freien Umfangsfläche eine ringförmige Dichtrippe auf
weist, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitring (13)
einen sich wenigstens teilweise über die Höhe des
elastischen Rings (12) erstreckenden Radialflansch (18)
zur Anlage an der niederdruckseitigen Seitenwand (11)
der Ringnut (8) besitzt.
2. Hydraulische Dichtvorrichtung nach Anspruch 1, bei
dem die Dichtrippe durch zwei Flanken mit unterschied
licher Neigung zur Mittelachse (M) begrenzt ist, dadurch
gekennzeichnet, daß sich der Radialflansch (18) auf
der Seite der Flanke (17) mit geringerer Neigung befin
det.
3. Hydraulische Dichtvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der Radialflansch (18)
etwa radial verlaufende Einschnitte (19, 20) aufweist.
Priority Applications (7)
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