DE4121950A1 - Dichtring - Google Patents

Description

Anordnung zum Abdichten eines Spalts zwischen zwei zueinander konzentrischen, gegeneinander beweglichen Maschinenteilen von denen das erste Maschinenteil eine zum zweiten Maschinenteil hin offene Nut aufweist, in die ein Dichtring eingelegt ist, der sich einerseits am Nutgrund abstützt und andererseits mit zwei im Querschnitt voneinander beabstandeten axialen Abschnit­ ten auf einer Anlagefläche des zweiten Maschinenteils dichtend aufliegt, wobei zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt ein Hohlraum ausgebildet ist.

Ein derartiger Dichtring ist als Vierlippendichtring bekannt­ geworden.

Derartige Dichtringe werden bevorzugt als Vorspannelemente für Dichtungsanordnungen eingesetzt bzw. auch als Dichtelemente zwischen zwei voneinander beabstandeten Maschinenteilen. Wird ein derartiger Dichtring zum Abdichten eines Spalts eingesetzt, so liegt er gleichmäßig auf einer abzudichtenden Anlagefläche auf und hat eine gleichmäßige Pressungsverteilung sowohl am ersten wie auch am zweiten axialen Abschnitt. D. h., je nach Vorspannung und Oberflächenbeschaffenheit der Anlagefläche ergeben sich Drehmomente, die die Lebensdauer eines derartigen bekannten Dichtrings begrenzen.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, den bekannten Dichtring derart weiterzubilden, daß bei einer zuverlässigen Abdichtung längere Standzeiten erzielbar sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß einer der axialen Abschnitte über den Umfang des Dichtrings verteilt Durchgangsnuten aufweist, die als Kanal eine offene Verbindung zwischen der Hochdruckseite und dem Hohlraum aufrechterhalten.

Der erfindungsgemäße Dichtring hat damit den wesentlichen Vor­ teil, daß der hydraulische Druck nicht nur auf der hochdruck­ seitigen radial gerichteten Stirnfläche des Dichtrings ganz­ flächig wirken kann, sondern auch im Hohlraum zwischen den Abschnitten eine Kraftkomponente ausbildet, die den ersten, zur Hochdruckseite hinweisenden Abschnitt des Dichtrings stark entlastet. Ober eine derartige Ausgestaltung des Dichtrings lassen sich Drehmomente erzielen, deren Werte nur 1/10 der bekannten Drehmomente sind. Die Standzeit wird damit um ein vielfaches erhöht und die Leckagerate kann klein gehalten wer­ den.

Auch bei schnell gegeneinander bewegten Maschinenteilen, bei Rotationsbewegungen und Hin- und Herbewegungen, kann die Leckagerate gering gehalten werden, weil am zweiten Abschnitt ein vom hydraulischen Druck abhängiges Pressungsmaximum ausge­ bildet ist. Der Dichtring liegt über eine axial kurze Länge auf der Anlagefläche des zweiten Maschinenteils dichtend auf und gewährleistet eine sichere Abdichtung zwischen der Hoch­ druck- und Niederdruckseite der Maschinenteile.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Abschnitte im drucklosen Zustand konvex ausgebildet und es sind weitere Ab­ schnitte vorgesehen, über die der Dichtring am Nutgrund anliegt.

Dies hat den Vorteil, daß handelsübliche Vierlippendichtringe für die Herstellung des erfindungsgemäßen Dichtringes verwendet werden können. Dies erlaubt eine kostengünstige Herstellung. Die Abschnitte können aber auch von jeweils zwei sich schneiden­ den Kegelflächen gebildet werden, wobei dann die Schnittlinien Dichtkanten bilden und mit der den Dichtkanten gegenüberlie­ genden Fläche des Dichtrings kann er sich ganzflächig am Nut­ grund abstützen. Über die abschnittsweise Anlage des Dicht­ rings an der niederdruckseitigen Nutflanke ist gewährleistet, daß sich der Dichtring bei Rotationsbewegungen nicht mitdreht und ortsfest im Maschinenteil angeordnet ist.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der beigefügten Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter aufgeführten Merkmale erfindungsgemäß je­ weils einzeln oder in beliebigen Kombinationen miteinander verwendet werden. Die erwähnten Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben viel­ mehr beispielhaften Charakter.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anhand von einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Dichtring mit einer Durch­ gangsnut, wobei der Dichtring zwei voneinander be­ abstandete Maschinenteile gegeneinander abdichtet;

Fig. 2 eine Ansicht II-II über einen kurzen Abschnitt des Dichtrings mit einer Durchgangsnut.

Die Figuren der Zeichnung zeigen stark schematisiert den er­ findungsgemäßen Gegenstand und sind nicht maßstäblich zu ver­ stehen. Die Gegenstände in den Figuren sind derart dargestellt, daß ihr Aufbau bestmöglich gezeigt werden kann.

Fig. 1 zeigt eine abzudichtende Anordnung 10 mit einem ersten Maschinenteil 11 und einem zweiten Maschinenteil 12. Die Maschi­ nenteile 11, 12 sind durch einen Spalt 13 voneinander beabstan­ det. In dem ersten Maschinenteil 11 ist eine zum zweiten Maschi­ nenteil 12 hin offene Nut 14 vorgesehen, die in der Fig. 1 als Rechtecknut ausgebildet ist. In die Nut 14 ist ein Dichtring 15 eingelegt, der wie dargestellt beispielhaft als Vierlippen­ dichtring ausgebildet ist und aus einem gummielastischen Ma­ terial besteht. Über den Dichtring 15 wird an dem Maschinen­ teilen 11, 12 eine Hochdruckseite H gegenüber einer Niederdruck­ seite N abgedichtet.

In axialer Richtung gesehen liegt der Dichtring 15 mit einem ersten Abschnitt 16 und einem zweiten Abschnitt 17 auf einer Anlagefläche 18 des zweiten Maschinenteils 12 dichtend auf. Zwischen den Abschnitten 16, 17 ist ein Hohlraum 19 vorgesehen, der konkav ausgebildet einen Ringraum zwischen der Anlagefläche 18 und dem Dichtring 15 bildet.

Unter Druck ist der Dichtring 15 von einer ersten Nutflanke 20 beabstandet und liegt zumindest über Teilflächen am Nutgrund 21 und an der zweiten Nutflanke 22 dichtend an. Am ersten Ab­ schnitt 16 sind über den Umfang des Dichtrings 15 verteilt Durchgangsnuten 23 vorgesehen, die das unter Druck stehende Medium der Hochdruckseite H in den Hohlraum 19 einströmen lassen. In einer bevorzugten Ausführungsform sind über den Umfang des Dichtrings 15 gesehen drei bis vier Durchgangsnuten 23 vorgesehen. Im Bereich des zweiten Abschnitts 17 ist ein Pressungsmaximum ausgebildet und der erste Abschnitt 16 ist druckentlastet.

Fig. 2 zeigt eine Ansicht II-II der Fig. 1. Die Maschinenteile sind in dieser Figur nicht dargestellt. Ferner sind für die gleichen Merkmale dieselben Bezugszeichen verwendet worden. Die Draufsicht über einen kurzen Abschnitt der Innenumfangs­ fläche des Dichtrings 15 zeigt den ersten Abschnitt 16 und den zweiten Abschnitt 17 des Dichtrings 15. Am ersten Abschnitt 16 ist eine Durchgangsnut 23 vorgesehen, die beliebig oft über den Umfang des ersten Abschnitts 16 verteilt am ersten Abschnitt 16 ausgebildet sein kann.

Der Dichtring 15, wie ihn die Fig. 1 und 2 zeigen, kann einen Spalt 13 zwischen einem ortsfesten und einem dazu rotierenden Maschinenteil abdichten. Das Maschinenteil 12 kann auch eine axiale Bewegung gegenüber dem Maschinenteil 11 ausführen. Der Dichtring 15 kann als Kolben- und Stangendichtring eingesetzt werden.

Eine Anordnung zum Abdichten eines Spalts 13 zwischen zwei konzentrisch gegeneinander beweglichen Maschinenteilen 11, 12 weist in dem ersten Maschinenteil 11 eine Nut 14 auf, in die ein Dichtring 15 eingelegt ist. Der Dichtring 15 stützt sich mit einem ersten Abschnitt 16 und einem zweiten Abschnitt 17 an einer Anlagefläche 18 des zweiten Maschinenteils 12 ab. In dem ersten Abschnitt 16 ist über den Innenumfang des Dichtrings 15 gesehen eine oder mehrere Durchgangsbohrungen 16 vorgesehen, die einen Durchgang für ein unter Druck stehendes Medium von der Hochdruckseite H zu einem Hohlraum 19 zwischen den Abschnitten 16, 17 ermöglichen. Mit einem derartig ausgebildeten Dichtring 15 lassen sich Drehmomente erzielen die wesentlich geringer sind als herkömmlich bekannte Drehmomente.

Claims (2)

1. Anordnung zum Abdichten eines Spalts (13) zwischen zwei zueinander konzentrischen, gegeneinander beweglichen Ma­ schinenteilen (11, 12) von denen das erste Maschinenteil (11) eine zum zweiten Maschinenteil (12) hin offene Nut (14) aufweist, in die ein Dichtring (15) eingelegt ist, der sich einerseits am Nutgrund (21) abstützt und ander­ erseits mit zwei im Querschnitt voneinander beabstandeten axialen Abschnitten (16, 17) auf einer Anlagefläche (18) des zweiten Maschinenteils (12) dichtend aufliegt, wobei zwischen dem ersten Abschnitt (16) und dem zweiten Ab­ schnitt (17) ein Hohlraum (19) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß einer der axialen Abschnitte (11, 12) über den Umfang des Dichtrings (15) verteilt Durchgangs­ nuten (23) aufweist, die als Kanal eine offene Verbindung zwischen der Hochdruckseite H und dem Hohlraum (19) auf­ rechterhalten.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte (16, 17) im drucklosen Zustand konvex aus­ gebildet sind, und daß weitere Abschnitte vorgesehen sind, über die der Dichtring (15) am Nutgrund (21) anliegt.