DE8018485U1 - Dichtung für hydraulische Kolben und Kolbenstangen - Google Patents
Dichtung für hydraulische Kolben und KolbenstangenInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- Mechanical Engineering (AREA)
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Description
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I I )
Busak & Luyken GmbH & Go,
Breitwiesenstraße 27
7OOO Stuttgart 80
Breitwiesenstraße 27
7OOO Stuttgart 80
Stuttgart, 8. März 1982 ZP I 3k Gtt
Vertreter;.
Kohler - Schwindling - Späth
Patentanwälte
Hohentwielstraße Ij.'
7000 Stuttgart 1
Patentanwälte
Hohentwielstraße Ij.'
7000 Stuttgart 1
Dichtung für hydraulische Kolben oder Kolbenstangen
Die Erfindung betrifft eine Dichtung für hydraulische Kolben oder Kolbenstangen mit einem Dichtring aus einem zähelastischen Kunststoff als Beriihrungsdichtung zwischen
ruhendem und bewegtem Maschinenteil und einem den Dichtring radial spannenden und abdichtenden, gummielastischen
Spannring, wobei der Dichtring eine der Hochdruckseite zugewandte Kante hat, die von einer am Dichtring vorhandenen
Stufe gebildet wird, die - in axialer Richtung gesehen -
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im mittleren Bereich des JJichtringes liegt und von der aus
die Umfangsflache des jJichtringes zur Niederdruckseite hin
unter einem kleinen Keilwinkel zur Gegenlaufflache geneigt ist, und bei der der Dichtring nurεη der niederdruckseitigen
Stirnfläche sich axial in der Ausnehmung abstützend angeordnet ist, so daß der radiale Anpressdruck des Spannringes
eine Kippbewegung des uichtringes um dessen dichtende Kante bewirkt und dadurch der Keilwinkel in Abhängigkeit vom An-(_
pressdruck verringert wird.
Eine solche Dichtung ist aus der DE-AS 23 25 000 bekannt.
Ein besonderer Vorteil der bekannten Dichtung besteht darin, daß sich die Größe des Keilspaltes in Abhängigkeit vom Druck
des abzudichtenden Mediums selbsttätig auf einen günstigen Wert einstellt, weil durch die Beaufschlagung des Spannringes
mit dem abzudichtenden Medium die resultierende Kraft des Spannringes in Bezug auf die Kante zur Wiederdruckseite
hin verschoben wird und ein gewisses Kippmoment entsteht, welches bestrebt ist, den niederdruckseitigen Keilwinkel zu
vermindern. Diese einseitige Belastung des Dichtungsringes
wird umso größer, je höher der Mediumdruck ist, je höher also hochdruckseitig die Wirkung des Spannringes aufgehoben
vjird. Damit wird der Keilwinkel ums ο kl einer und infolgedessen
seine rückschleppende Wirkung umso größer, je größer
der Mediumdruck ist.
Insbesondere unter extremen Betriebsbedingungen, insbesondere bei hohen Temperaturen, kommt es im Material des Dichtringes
zu Ermüdungserscheinungen, die zur Folge haben, daß
sich der üichtring im Laufe der Zeit mit seiner Umfangsflache
an die Gegenlauffläche vollständig anlegt. Die Folge davon ist, daß die hohe Flächenpressung an der der Hochdruckseite
zugewandten Kante verlorengeht und auch die rück-
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schleppende Wirkung des Keilspaltes nicht mehr vorhanden ist. Die Wirkung der Dichtung nimmt dann also schlagartig
ab, und es tritt auch ein sehr schneller Verschleiß des Dichtringes ein, wenn er mit seiner Umfangsfläche an der
Gegenlauffläche anliegt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die durch solche Ermüdungserscheinungen begrenzte Lebensdauer der Dichtung
j K, zu verlängern.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die von dem Spannring belastete Mantelfläche des Dichtungsringes
als Kegelfläche ausgebildet ist, die eine zu der den Keilwinkel bildenden Umfangsfläche entgegengesetzte Neigung
hat.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Mantelfläche des Dichtringes als Kegelfläche nimmt die Weite des Zwischenraumes
zwischen dieser Mantelfläche und dem Grund der die Dichtung aufnehmenden Nut nach der Niederdruckseite hin zu,
( wodurch die Anpresskraft des durch den Mediumdruck in Rich-'*
tung auf die Niederdr\ickseite belasteten Spannringes am
niederdruckseitigen Ende des Dichtringes abnimmt. Dadurch wird die grundsätzliche Wirkungsweise der Dichtung nicht beeinträchtigt,
jedoch verhindert, daß die an sich angestrebte Verschiebung der resultierenden Kraft des Spannringes
nicht so stark auf das niederdruckseitige Ende des Dichtringes verlagert werden kann, um auch bei Ermüdungserscheinungen
ein vollständiges Anliegen des Dichtringes an der Gegenlauffläche zu bewirken. Versuche haben gezeigt, daß
durch die erfindungsgemäße Maßnahme die Lebensdauer einer
solchen Dichtung auch unter extremen Betriebsbedingungen also unter sehr hohem Druck und bei sehr hohen Temperaturen, |
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noch bedeutend verlängert werden konnte.
Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung beträgt die Neigungdsr Mantelfläche gegenüber der Längsachse des Dichtringes
10 bis 15°.
Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausfuhrungsbeispieles näher beschrieben und
( ) erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dichtung im Querschnitt und
Fig. 2 einen Querschnitt durch den Dichtring der Dichtung nach Fig. 1.
Die in Fig. 1 dargestellte Dichtung besteht aus einem aus Kunststoff bestehenden Dichtring 1 und einem konzentrisch
zum Dichtring angeordneten, gummielastischen Spannring 2.
Beide Ringe befinden sich in der Nut 3 eines Bauteiles 1^,
das in der Lage ist, gegenüber einem zweiten Bauteil 5 eine '**" Relativbewegung auszuführen., Der Dichtring 1 liegt an der
Gegenlauffläche 6 des zweiten Bauteiles 5 an. Die Anordnung ist zur Achse I oder zur Achse II rotationssymmetrisch. Ist
d;.e Achse I die Symmetrieachse,so handelt es sich um eine
Kolbendichtung. Ist dagegen die Achse II die Symmetrieachse,
so handelt es sich um eine Stangendichtung.
Der Dichtring 1 weist, in axialer Richtung gesehen, in seinem mittleren Bereich eine rechtwinklige Stufe 7 auf, so
daß eine der Hochdruckseite H zugewandte Kante entsteht, an die sich ein zur Hochdruckseite hin offener, verhältnismäßig
großer Spalt zwischen dem Dichtring 1 und dem abzudichtenden
it · a * ·
Maschinenteil 5 entsteht. Im Anschluß an die Stufe 7 ist die
Umfangsflache 9 des Dichtringes 1 von der Kante ausgehend
zur Niederdruckseite K hin unter einem kleinen Winkel zur
Gegenlauffläche 6 konisch geneigt, so daß dort ein sich zur Niederdruckseite N öffnender, im Querschnitt keilförmiger
Spalt 10 vorhanden ist. Die von dem gummielastischen Spannring 2 belastete Mantelfläche 8 des Dichtringes wird ebenfalls
von einer Kegelfläche gebildet, die eine zu der Um-
·\ fangsfläche 9 entgegengesetzte Neigung hat. Wie in Fig. 2
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gesondert dargestellt, hat bei entspanntem Dichtring 1 der Keilwinkel α zwischen der Umfangsfläche 9 und einer zur Achse
des Dichtringes parallelen Geraden 11 einen Wert zwischen
5> und 10°. Der Winkel β der kegelförmigen Mantelfläche 8 und
einer zur Achse des Dichtringes parallelen Gerade/i12 beträgt
10 bis 15°. Besonders günstige Werte liegen bei OC= 7° und β = 12 bis 13°.
Der auf der Hochdruckseite H herrschende Druck des Mediums
dringt ungedrosselt in die Nut 3 des Bauteiles I4. ein und belastet
den Spannring 2, der innerhalb der Nut bis an deren naederdruckseitige Flanke J1 verschoben und dabei komprimiert
wird. Dadurch verschiebt sich in gewünschter Weise in Abhängigkeit vom Mediumdruck die resultierende Kraft des
Spannringes in Bezug auf die Stufe 7 und es entsteht ein
von der Größe des Anpressdruckes abhängiges Kippmoment, welches bestrebt ist, bei zunehmendem Mediumdruck den Keilspalt
10 zu vermindern. Die Erweiterung des Raumes zwischen der Mantelfläche 8 des Dichtringes 1 und dem Nutengrund 32
gewährleistet jedoch, daß die von dem Spannring ausgeübte Kraft in der Nähe der Stufe 7 bleibt, so daß das Kippmoment
niemals so groß wird, daß es bei einer Ermüdung des Dichtungsringes zu einer vollen Anlage der Umfangsfläche 9 an
der Gegenlauffläche 6 kommt. Dadurch wird die Lebensdauer
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einer solchen Dichtung, insbesondere bei einem Einsatz
unter hohen Temperaturen, bedeutend verlängert.
Bei dem dargestellten Ausfuhrungsbeispiel wird als Spannring eine sogenannte Vierlippen-Dichtung verwendet. Statt
dessen kann auch ein Spannring mit rechteckigem oder quadratischem Querschnitt, ein O-Hing oder ein Nutring
Verwendung finden. Es hat sich jedoch die Verwendung einer C Vierlippen-Dichtung als Spannring als besonders zweckmäßig
erwiesen. Während für den Spannring alle gummielastischen Werkstoffe geeignet sind, die gegenüber den abzudichtenden
Medien und bei den herrschenden Temperaturen beständig sind, haben sich für den Dichtring insbesondere Kunststoffe auf
der Basis von Polytetrafluoräthylen, die gegebenenfalls mit geeigneten Füllstoffen wie Glasfasern oder dergleichen versetzt
sind, als geeignet erwiesen.
Claims (2)
1. Dichtung für hydraulische Kolben oder Kolbenstangen
mit einem Dichtring aus einem zähelastischen Kunststoff als Berührungsdichtung zwischen ruhendem und bewegtem
Maschinenteil und einem den Dichtring radial spannenden und abdichtenden, gummielastischen Spannring, wobei der
Dichtring eine der Hochdruckseite zugewandte Kante hat, λ( ) die von einer am Dichtring vorhandenen Stufe gebildet
wird, die - in axialer Richtung gesehen - im mittleren Bereich des Dichtringes liegt und von der aus die Umfangsfläche
des Dichtringes zur Niederdruckseite hin unter einem kleinen Keilwinkel zur Gegenlauffläche geneigt
ist, und bei der der Dichtring nur an der niederdruckseitigen Stirnfläche sich axial in der Ausnehmung abstützend
angeordnet ist, so daß der radiale Anpressdruck des Spannringes eine Kippbewegung des Dichtringes um dessen
dichtende Kante bewirkt und dadurch der Keilwinkel in Abhängigkeit vom Anpressdruck verringert wird, dadurch
gekennzeichnet, daß die von dem Spannring (2) belastete Mantelfläche (8) des Dichtringes (1) als Kegelfläche ausgebildet
ist, die eine zu der den Keilwinkel (10) bil-
denden Umfangsfläche (9) entgegengesetzte Neigung hat.
2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung (ß) der Mantelfläche (8) gegenüber der
Längsachse des Dichtringes (1) 10 bis 15° beträgt.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0403674A1 (de) * | 1987-04-23 | 1990-12-27 | Vfp Corporation | Dichtung |
DE4106159A1 (de) * | 1991-02-27 | 1992-09-03 | Busak & Luyken Gmbh & Co | Dichtungsanordnung |
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Cited By (3)
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EP0403674A1 (de) * | 1987-04-23 | 1990-12-27 | Vfp Corporation | Dichtung |
DE4106159A1 (de) * | 1991-02-27 | 1992-09-03 | Busak & Luyken Gmbh & Co | Dichtungsanordnung |
EP0573539B1 (de) * | 1991-02-27 | 1995-05-17 | Busak + Shamban GmbH & Co. | Dichtungsanordnung |
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