DE1027478B

DE1027478B - Sealing ring

Info

Publication number: DE1027478B
Application number: DEB38822A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Franz Tuczek
Original assignee: Boge GmbH
Current assignee: ZF Boge GmbH
Priority date: 1956-01-21
Filing date: 1956-01-21
Publication date: 1958-04-03

Description

Die Erfindung bezieht sich auf in ihrer radialen Bewegungsmöglichkeit begrenzte, vorzugsweise geschlossene Dichtungsringe zur Abdichtung von beweglichen Maschinenteilen, z. B. Kolben und Kolbenstangen, gegen hohen im wesentlichen einseitig wirkenden hydraulischen oder pneumatischen Überdruck.The invention relates to limited, preferably closed, radial movement possibilities Sealing rings for sealing moving machine parts, e.g. B. Pistons and piston rods, against high, essentially unidirectional, hydraulic or pneumatic overpressure.

In ihrer radialen Bewegungsmöglichkeit begrenzte Dichtungsringe sind in Kolbenringanordnungen bekanntgeworden, bei denen sogenannte »gefangene L-förmige Dichtungsringe« angewendet werden. Hierbei ist ein Stützring vorgesehen, dessen Aufgabe eine Entlastung der Lauffläche des Kolbenringes vom Betriebsdruck ist. Mit dieser Entlastung ist jedoch der Nachteil verbunden, daß schon bei geringem Verschleiß der Betriebsdruck zwischen die Lauffläche des Kolbenringes und die Zylinderwand eindringen kann, wodurch die Abdichtung unwirksam wird. Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, einen ebenfalls von einem Stützring gehaltenen Dichtungsring zu schaffen, dessen Lauffläche zur Erzielung einer einwandfreien Abdichtung durch den Überdruck einen erhöhten Anpreßdruck erfährt, der größer ist als der Überdruck selbst und auch bei Verschleiß erhalten bleibt.Sealing rings with limited radial movement have become known in piston ring assemblies, where so-called »captured L-shaped sealing rings« are used. Here a support ring is provided, the task of which is to relieve the running surface of the piston ring from the operating pressure is. However, this relief is associated with the disadvantage that even with little wear the operating pressure can penetrate between the running surface of the piston ring and the cylinder wall, making the seal ineffective. The invention has the task of one also of one To create support ring held sealing ring, the running surface to achieve a flawless Sealing experiences an increased contact pressure due to the overpressure, which is greater than the overpressure itself and also with wear and tear.

Der erfindungsgemäße Dichtungsring ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der die Lauffläche bildenden Dichtfläche an der dem Überdruck zugekehrten einen Stirnseite und der auf einem Stützring aufliegenden anderen Stirnseite ein druckentlasteter Hohlraum vorgesehen ist, während der der Zylinderwand abgekehrte Dichtungsringmantel unter der Wirkung des Überdruckes steht. Hiermit ist der Vorteil verbunden, daß der Überdruck den Dichtungsring im Radialschnitt gesehen wie einen Balken auf zwei Stützen, nämlich auf der Dichtkante und dem Stützring, belastet und ständig die Dichtkante an die Zylinderwand preßt. Der Dichtungsring ist vorzugsweise geschlossen und so bemessen bzw. aus einem Werkstoff derartiger Festigkeits- und Elastizitätseigenschaften hergestellt, daß er mit Übermaß eingebaut werden kann, jedoch durch die erzielte Eigenspannung kein unzulässig hoher Anpreßdruck oder Reibungswiderstand entsteht. Wird als Werkstoff ein Kunststoff verwendet, so bleibt die Eigenspannung nicht dauernd erhalten, da die meisten Kunststoffe ihre Eigenspannung verlieren, sobald größere Kräfte dauernd einwirken. Durch Verschleiß kann die Eigenspammng ebenfalls verlorengehen. Auch in diesem Falle ist eine einwandfreie Abdichtung erreichbar, da der Dichtungsring nur sehr geringe Formfestigkeit hat und im Radialschnitt gesehen um den Auflagepunkt des Stützringes kippen kann, wodurch der Dichtungsmechanismus erhalten bleibt.The sealing ring according to the invention is characterized in that between the the running surface forming sealing surface on the one face facing the overpressure and that on a support ring on the other end face a pressure-relieved cavity is provided, while that of the cylinder wall turned away sealing ring jacket is under the effect of the overpressure. Herewith is the advantage connected that the overpressure saw the sealing ring in radial section like a beam on two Supports, namely on the sealing edge and the support ring, loads and constantly the sealing edge on the cylinder wall presses. The sealing ring is preferably closed and so sized or made of one Material made of such strength and elasticity properties that it is installed with excess can be, but no inadmissibly high contact pressure or due to the internal stress achieved Frictional resistance arises. If a plastic is used as the material, the internal stress remains not maintained permanently, as most plastics lose their internal stress as soon as greater forces are applied act continuously. Due to wear and tear, self-spamming also get lost. In this case, too, a perfect seal can be achieved because the sealing ring has only a very low dimensional stability and is around the point of support when viewed in a radial section of the support ring can tilt, whereby the sealing mechanism is retained.

Mit dem erfindungsgemäßen Dichtungsring ist zugleich der Vorteil verbunden, daß auch die axiale DichtungsringThe sealing ring according to the invention also has the advantage that the axial Sealing ring

Anmelder:
Böge G.m.b.H., Eitorf/Sieg, Forster Str.40Applicant:
Böge GmbH, Eitorf / Sieg, Forster Str. 40

Dipl.-Ing. Franz Tuczek, Eitorf/Sieg,
ist als Erfinder genannt wordenDipl.-Ing. Franz Tuczek, Eitorf / Sieg,
has been named as the inventor

Dichtfläche einen erhöhten Anpreßdruck erfährt. Durch Unterlegen einer Dichtscheibe kann die axiale Dichtfläche auch besonders abgedichtet werden.Sealing surface experiences an increased contact pressure. By placing a sealing washer underneath, the axial sealing surface also be specially sealed.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigtEmbodiments of the invention are shown in the drawing, namely shows

Abb. 1 einen Dichtungsring zur Abdichtung eines Kolbens mit eingezeichneten hydraulischen Kräften, Abb. 2 einen solchen zur Abdichtung einer Kolbenstange mit zusätzlicher axialer Dichtscheibe und axialer Vorspannung durch eine federnde Scheibe.Fig. 1 a sealing ring for sealing a piston with hydraulic forces shown, Fig. 2 one for sealing a piston rod with an additional axial sealing washer and axial preload by a resilient washer.

Der Kolben 1 wird gegen die Zylinderwand 2 durch den Dichtungsring 3 abgedichtet, der beispielsweise aus Polyamid besteht. Im folgenden werden die auf den Dichtungsring wirkenden Kräfte im Radialschnitt betrachtet, wobei wegen der geringen Formfestigkeit des Werkstoffes die aus den Umfangskräften resultierenden Radialkräfte vernachlässigt werden.The piston 1 is sealed against the cylinder wall 2 by the sealing ring 3, which for example made of polyamide. The following shows the forces acting on the sealing ring in a radial section considered, because of the low dimensional stability of the material resulting from the circumferential forces Radial forces are neglected.

Über dem Kolben herrscht der Flächendruck p_v der größer ist als p.₂ unter demselben. Auf die Stirnseite des Dichtungsringes wirkt eine gleichmäßig verteilte Last (Pfeile 4). Dieser Belastung wird in axialer Richtung das Gleichgewicht durch die Flächenbelastung 5 gehalten, die größer ist als 4, da die Auflagefläche kleiner ist als die Stirnfläche des Dichtungsringes. Der Dichtungsring ist an der Mantelfläche, die der Zylinderwand zugekehrt ist, auf den Durchmesser 6 abgesetzt und stützt sich auf dem Stützring 7 ab, der durch den Kolben oder ein anderes Teil gebildet ist. Zwischen Stützring 7 und Manteldurchmesser 6 entsteht ein Hohlraum 8, in dem der Druck P₂ herrscht. In radialer Richtung wird der Dichtungsring durch die mit dem Pfeil 9 angedeutete Flächenbelastung P₁ belastet, der durch die Belastung 10 an der Dichtfläche und 11 am Stützring wie bei einem Balken auf zwei Stützen das Gleichgewicht gehalten wird. Wie gezeichnet, ist 10 größer als 9 bzw. p_r Der Stützring 7 bildet vorzugsweise mit dem Mantel- The surface pressure p _v prevails over the piston, which is greater than p. ₂ under the same. An evenly distributed load acts on the face of the sealing ring (arrows 4). This load is balanced in the axial direction by the surface load 5, which is greater than 4, since the bearing surface is smaller than the face of the sealing ring. The sealing ring is set down on the lateral surface facing the cylinder wall to the diameter 6 and is supported on the support ring 7, which is formed by the piston or another part. A cavity 8 in which the pressure P ₂ prevails is created between the support ring 7 and the jacket diameter 6. In the radial direction, the sealing ring is loaded by the surface load P ₁ indicated by the arrow 9, which is kept in equilibrium by the load 10 on the sealing surface and 11 on the support ring, like a beam on two supports. As shown, 10 is greater than 9 or p _r. The support ring 7 preferably forms with the jacket

7&9 958/2287 & 9 958/228

durchmesser 6 einen kleinen Winkel, damit die Stützweite des Balkens und dadurch die Flächenpressung 10 groß wird. Die Stützweite ist in Abb. 2 noch vergrößert, indem der Mantel des Dichtungsringes ebenfalls einen Winkel mit der Wand 13 bildet. Hierdurch wird zugleich die tragende Lauffläche der Dichtfläche verkleinert und der Druck auf derselben noch weiter erhöht.diameter 6 a small angle so that the support width of the beam and thus the surface pressure 10 gets big. The support width is increased in Fig. 2 by the jacket of the sealing ring also forms an angle with the wall 13. As a result, the bearing running surface becomes the sealing surface at the same time and the pressure on it increased even further.

In Abb. 2 stellt die Wand 13 die Kolbenstange dar, und Teil 14 gehört zu dem Gehäuse, aus dem die Kolbenstange austritt. Der Dichtungsring 15 wird in axialer Richtung durch die Dichtscheibe 16 besonders abgedichtet und durch die Scheibe 17 sowie den Federring 18 zusätzlich angepreßt, damit auch bei geringerem Druck die Abdichtung gewährleistet ist.In Fig. 2, the wall 13 represents the piston rod, and part 14 belongs to the housing from which the Piston rod exits. The sealing ring 15 is made special in the axial direction by the sealing washer 16 sealed and additionally pressed on by the washer 17 and the spring ring 18, so even with less Pressure the seal is guaranteed.

Der Dichtungsring gemäß der Erfindung ist nicht auf die Ausführung beschränkt. Insbesondere kann der Dichtungsring auch jede andere Form haben, wenn er nur so ausgebildet ist, daß das Prinzip des durch den Überdruck belasteten Balkens auf zwei Stützen verwirklicht ist. Es ist nicht unbedingt erforderlich, daß schon beim Einbau ein Anliegen des Mantels 6 an den Stützring 7 erfolgt, sondern es genügt, wenn dieses Anliegen erst nach elastischer oder plastischer Verformung des Dichtungsringes eintritt. Auch kann der Dichtungsring sinngemäß zur Abdichtung bewegter Stirnflächen dienen, indem die Zylinderwand 2 als die eine und der Kolbenmantel als die andere relativ zu ihr bewegte Stirnfläche aufzufassen sind. Der Dichtungsring kann geschlitzt sein oder aus einzelnen Segmenten bestehen, deren Trennflächen durch hydraulischen Druck oder andere Hilfsmittel dichtend aneinandergepreßt werden.The sealing ring according to the invention is not limited to the design. In particular, can the sealing ring can have any other shape, if only it is designed so that the principle of is realized by the overpressure loaded beam on two supports. It is not absolutely necessary that the casing 6 is already in contact with the support ring 7 during installation, but it is sufficient if this concern only occurs after elastic or plastic deformation of the sealing ring. The sealing ring can also serve to seal off moving end faces in that the cylinder wall 2 to be understood as the one and the piston skirt as the other end face moved relative to it are. The sealing ring can be slotted or consist of individual segments, their separating surfaces are pressed together to form a seal by hydraulic pressure or other means.

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Claims

1. In its radial movement limited by a support ring sealing ring for sealing movable machine parts against essentially unilateral hydraulic or pneumatic overpressure, characterized in that between the sealing surface forming the running surface (3 a) on the _one facing the overpressure (^ 1) End face and the other end face resting on the support ring (7) a cavity (8) is provided, while the sealing ring jacket ( 3 b ) facing away from the cylinder wall is under the effect of the overpressure (^ _1).

2. Sealing ring according to claim 1, characterized in that that the axial sealing surface is specially sealed by placing a sealing washer (16) underneath is.

3. Sealing ring according to claim 1 and 2, characterized in that the material is polyamide or a material with similar properties is used.

4. Sealing ring according to claim 1 to 3, characterized in that the wall (13) facing The outer surface (12) of the sealing ring (15) forms an angle with the wall.

5. Sealing ring according to claim 1 to 4, characterized in that the concern of a Sealing ring on the jacket of the support ring (7) only after elastic or plastic deformation of the sealing ring occurs.

6. Sealing ring according to claim 1 to 5, characterized in that it is slotted or consists of individual segments.

7. Sealing ring according to claim 1 to 6, characterized in that the sealing ring and the support ring can be used in the same way for the sealing of moving end faces.

Considered publications:

German Patent No. 613 320;

U.S. Patent Nos. 2,569,777, 1,560,307;

British Patent Nos. 619,435, 452,613;

Printed matter no. 390 of the Goetze-Werke, Friedr. Goetze AG in Burscheid b. Cologne, as well as trade journal by the same company, »Der Kolbenring«, No. 8.

1 sheet of drawings

709 958/228 3.58