DE3931163A1 - Dichtanordnung - Google Patents
DichtanordnungInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
- F16J15/3204—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip
- F16J15/3208—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip provided with tension elements, e.g. elastic rings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
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- F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
- F16J15/3204—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip
- F16J15/3216—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip supported in a direction parallel to the surfaces
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2225/00—Synthetic polymers, e.g. plastics; Rubber
- F05C2225/04—PTFE [PolyTetraFluorEthylene]
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Sealing Devices (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Dichtanordnung nach dem
Oberbegriff von Anspruch 1.
Eine Dichtanordnung dieser Bauart ist aus der
DE-OS 34 18 898 bekannt. Hierbei handelt es sich um eine
Kolben-Zylinder-Abdichtung, die in einer Ringnut des
Zylinders sitzt. Die Dichtanordnung besteht aus einem
Dichtring aus Kunststoff mit mehreren hintereinander
angeordneten, ringförmigen Vorsprüngen, die durch die Kraft
eines gummielastischen Spannringes an einem Kolben dichtend
anliegen. Die Kraft des Spannringes wirkt innerhalb der
Vorsprünge radial auf die äußere Mantelfläche des
Dichtringes, so daß dieser eine stabile Lage einnimmt und
eine gute Abdichtung über die gesamte Lebensdauer der
Dichtringanordnung sichert. Der Einbauzustand soll sich auch
dann nicht verändern, wenn die auf den Dichtring einwirkende
Anpreßkraft des Spannrings infolge der hydraulischen Drücke
groß ist. Die bekannte Dichtanordnung ist auf den speziellen
Einbaufall in einer Kolben-Zylinder-Einheit abgestimmt, in
welcher der Reibverschleiß an den Dichtungsteilen durch die
Axialbewegung des Kolbens entsteht.
Aus der DE-OS 27 43 376 ist eine weitere Dichtanordnung
bekannt, die in einer Bohrung eines Gehäuses sitzt und aus
einem Spannring besteht, der einen Dichtring gegen eine
Welle drückt. Der Dichtring hat seitlich sich nach außen
erstreckende Flansche, auf die der Spannring eine auf die
Außenkanten des Dichtringes gerichtete Kraftkomponente
ausübt. Auf diese Weise lassen sich die Außenkanten des
Dichtringes stärker als die dazwischenliegende Dichtfläche
an die Welle andrücken, so daß dort ein Eindringen von
Schmutz erschwert ist. Außerdem soll sich der Abrieb an der
Dichtoberfläche des Dichtringes durch eine enge Dichtanlage
besser ausgleichen lassen. Diese Dichtanordnung eignet sich
zum Schutz einer ungeschmierten Lagerung in einer Umgebung
mit einem verhältnismäßig hohen Abrieb. Eine Abdichtung von
Hydraulikdrücken kann diese Anordnung nicht übernehmen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine
Welle, insbesondere eine Lenkspindel, eine Dichtanordnung zu
finden, die hohe Drücke (bis 100 bar) zuverlässig abdichten
kann.
Die vorgenannte Aufgabe ist durch die Merkmale des
Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung
enthalten die Ansprüche 2 bis 4.
Nach dem Hauptanspruch liegt das aus Dichtring und
Spannring bestehende Dichtpaket an einem auf der
druckabgewandten Seite der Gehäuseringnut eingesetzten
Axial-Stützring an. Das Dichtpaket wird daher durch den
hohen Druck nicht unmittelbar an die Stahlflanke der Ringnut
angedrückt, sondern an den verschleißfreundlicheren
Stützring. Ein vorzeitiger Verschleiß der Dichtungsteile an
der druckabgewandten Stirnseite infolge der Gleitreibung
läßt sich damit vermeiden. Die Anlägefläche des Stützringes
läßt sich nämlich mit geringster Rauhigkeit herstellen. Bei
der Abdichtung von Lenkspindeln ergibt sich nämlich das
Problem, daß sich der Dichtring zeitweise mit der
Lenkspindel mitdreht, wodurch ein erhöhter stirnseitiger
Verschleiß an der druckabgewandten Seite auftritt. Mit der
erfindungsgemäßen Dichtanordnung läßt sich die Gleitreibung
sehr klein halten, was sich bei hydraulischen Lenkungen,
innerhalb des Aussteuerweges einer durch die Lenkspindel
auslenkbaren Steuereinrichtung, vorteilhaft auswirkt.
Nach Anspruch 2 ist es hierbei zweckmäßig, den Axial-
Stützring aus einem Werkstoff herzustellen, der weicher als
Stahl aber härter als PTFE (Polytetrafluorethylen) ist. Bei
den durch die wechselnden Druckbelastungen auftretenden
Relativbewegungen zwischen dem Dichtpaket einerseits und dem
Axial-Stützring andererseits läßt sich somit der Abrieb
verringern.
Nach Anspruch 3 ist es von Vorteil, den
Außendurchmesser des Axial-Stützringes so groß zu wählen,
daß er dem Durchmesser der Ringnut entspricht. Auf diese
Weise ist auch bei hohen Drücken gesichert, daß die gesamte
Kontaktfläche des Dichtpakets am Axial-Stützring anliegt.
Der Axial-Stützring ist in radialer Richtung sehr steif, und
es besteht keine Tendenz einer Spielverringerung zwischen
diesem und der Welle. Die Reibung bleibt daher ohne
Bedeutung. Außerdem besteht keine Gefahr, daß sich der
Spannring in den Spalt zwischen den Außendurchmesser des
Axial-Stützringes und die Gehäuseringnut drückt und eine
Radialkraft auf den Axial-Stützring ausübt.
Aus Montagegründen kann nach Anspruch 4 auch eine von
der Gehäuseringnut abgesetzte Aussparung mit einem kleineren
Durchmesser als die Gehäuseringnut vorgesehen sein. Es ist
jedoch darauf zu achten, daß dem Dichtpaket unter
Druckbelastung eine ausreichende Anlagefläche an dem Axial-
Stützring verbleibt.
Die Zeichnung zeigt in Fig. 1 und 2 Keil-Querschnitte
durch zwei Ausführungsformen der Dichtanordnung.
In Fig. 1 ist eine Welle oder eine Lenkspindel 1 durch
ein Gehäuse 2 hindurchgeführt. Zur Abdichtung der
Lenkspindel 1 sitzt in einer Gehäuseringnut 3 ein aus einem
Dichtring 4 und einem Spannring 5 bestehendes Dichtpaket.
Bei dem Spannring 5 handelt es sich um einen O-Ring, den man
in seinem Querschnitt so groß wählt, daß er im eingebauten
Zustand, also unter Pressung, eine möglichst große
Auflagefläche auf dem Dichtring 4 hat. Die Vorspannung
zwischen dem Spannring 5 und dem Dichtring 4 ist
verhältnismäßig groß. Die Steifigkeit des Dichtringes 4 ist
auf die Vorspannkraft des Spannringes 5 abgestimmt. Der
Dichtring 4 hat auf der Lenkspindel 1 praktisch keine
Eigenvorspannung. Er wird jedoch durch den Spannring 5 mit
geringer Flächenpressung an der Lenkspindel 1 angelegt. Die
Reibung zwischen dem Dichtring 4 und der Lenkspindel 1
bleibt daher gering. Da aber die Vorspannung zwischen dem
Spannring 5 und dem Dichtring 4 verhältnismäßig groß ist,
läßt sich die Tendenz des Dichtringes 4, mit der Lenkspindel
zu drehen, nahezu ausschließen. Der Spannring 5 besteht aus
einem Elastomer und der Dichtring aus einem PTFE-Kunststoff
mit einer etwa 22%igen Kohlefüllung. Der Dichtring 4 kann
auf seiner der Lenkspindel 1 zugewandten Dichtfläche mit
Rillen oder Nuten 6 zur Aufnahme des Abriebs versehen sein.
Nach der Erfindung sitzt in der Ringnut 3, auf deren
druckabgewandter Seite, ein Axial-Stützring 7, dessen
Außendurchmesser dem Durchmesser der Ringnut entspricht. Um
eine möglichst geringe Dichtungsreibung zu erhalten, ist der
Innendurchmesser des Axial-Stützringes 7 geringfügig größer
als der Durchmesser der Welle 1. Der Werkstoff (z. B.
Ultradur) des Axial-Stützringes 7 ist weicher als Stahl,
jedoch härter als PTFE. Der Axial-Stützring nimmt die durch
den ständig wechselnden Hydraulikdruck und die Drehbewegung
der Lenkspindel 1 entstehende Relativbewegung des
Dichtpaketes 4, 5 verschleißarm auf. In den Werkstoff des
Axial-Stützringes 7 können sich die durch stirnseitigen
Verschleiß des Dichtringes 4 vorhandenen Füllstoffe (z. B.
Kohle) eingraben. Letztere wirken daher nicht als
"Schleifmittel", so daß sich der stirnseitige Verschleiß des
Dichtpaketes 4, 5 wesentlich verringern läßt.
Die Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform, in welcher ein
Axial-Stützring 7 A in eine von einer Gehäuseringnut 3 A
abgesetzte Aussparung 8 eingesetzt ist.
Bezugszeichen
1 Lenkspindel
2 Gehäuse
3/3 A Gehäuseringnut
4 Dichtring
5 Spannring
6 Nuten
7/7 A Axial-Stützring
8 Aussparung
2 Gehäuse
3/3 A Gehäuseringnut
4 Dichtring
5 Spannring
6 Nuten
7/7 A Axial-Stützring
8 Aussparung
Claims (5)
1. Von Druck beaufschlagte, gleitende Dichtanordnung
mit folgenden Merkmalen:
- - In einer Gehäuseringnut liegt ein Dichtring mit Vorspannung radial an einer Ringfläche an;
- - die Vorspannkraft erzeugt ein am Außendurchmesser des Dichtrings anliegender elastischer Spannring;
- - Der Dichtring weist an seiner Dichtfläche mindestens eine Aussparung oder Nut auf;
dadurch gekennzeichnet, daß das aus
Dichtring (4) und Spannring (5) bestehende Dichtpaket an
einem auf der druckabgewandten Seite der Gehäuseringnut (3)
eingesetzten Axial-Stützring (7) anliegt.
2. Die Dichtanordnung nach Anspruch (1),
dadurch gekennzeichnet, daß der Axial-
Stützring (7) aus einem Werkstoff besteht, der weicher als
Stahl, aber härter als PTFE ist.
3. Dichtanordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der
Durchmesser des Axial-Stützringes (7) dem Durchmesser der
Gehäuseringnut (3) entspricht.
4. Dichtanordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der
Axial-Stützring (7 A) in einer von der Gehäuseringnut (3 A)
abgesetzten Aussparung (8) mit kleinerem Durchmesser als die
Gehäuseringnut (3 A) untergebracht ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893931163 DE3931163A1 (de) | 1988-09-22 | 1989-09-19 | Dichtanordnung |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3833856 | 1988-09-22 | ||
DE19893931163 DE3931163A1 (de) | 1988-09-22 | 1989-09-19 | Dichtanordnung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3931163A1 true DE3931163A1 (de) | 1990-03-29 |
Family
ID=25872893
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19893931163 Ceased DE3931163A1 (de) | 1988-09-22 | 1989-09-19 | Dichtanordnung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3931163A1 (de) |
Cited By (2)
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- 1989-09-19 DE DE19893931163 patent/DE3931163A1/de not_active Ceased
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: ZF FRIEDRICHSHAFEN AG, 7990 FRIEDRICHSHAFEN, DE |
|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8131 | Rejection |