DE2218376A1 - Aus elastischem Material bestehender Dichtungsring - Google Patents

Description

• Aus elastischem @aterial bestehender Dichtungsring bie Erfindung betrifft einen aus elastischem Material bestehenden Dichtungsring zur Abdichtung eines Hochdruckraumes gegenüber einem Niederdruckraum, der zwischen zwei relativ zueinander beweglichen Teilen angeordnet ist und einen Grundkörper sowie eine radial einwärts vorstehende Dichtungslippe aufweist, wobei der Grundkörper in einer vom Hochdruck beaufschlagten Ringnut des einen slgeils angeordnet ist und durch die Druckdifferenz in dichte Anlage gegen die Niederdruckseite der ringnut gedrückt und durch einen von der Niederdruckseite in die Ringnutöffnung axial vorstehenden hülsenförmigen Flansch gehalten ist, während die Dichtungßlippe durch die Druckdifferenz in dichte Anlage an das andere Teil gedrückt und an der Stirnfläche des Flansches abgestützt ist.
• Der bekannte Dichtungsring, voll dem die Erfindung ausgeht, ist in den Figuren 1 und 2 dargestellt. Der mit 1 bezeichnete Dichtungsring besteht aus hochelastischem Material, wie z.B.
• aus Nitril--oder Acrylgummi, der an einem L-förmigen Abschnitt 4 mit einem sich aufwärts erstreckenden Flansch 4a und einem Bodenabschnitt 4b eines Gehäuses befestigt ist und mit einem Lippenabschnitt la in Dichtungsanlage an einer Umfangsfläche 2a einer Stange 2 anliegt. Die stange 2 liest durchsetzt mit Spiel das Gehäuse 3 und ist relativ dazu beweglich.
• Eine erste hammer 5 über dem Gehäuse 3 ist mit Hochdruckflijssigkeit geffillt, während etne zweite Kammer 6 unter dem Gehäuse 3 mit niedrigem Druck aufweisedde Flüssigkeit oder mit atmosphärischer Luft gefüllt ist. seide kammern 5 und 6 sind durch die Berührungsflächen des Lippenabschnitts 1a un der stange 2 sowie durch die nicht dargestellte Verlangerung des Gehäuse 3 voneinander getrennt.
• Der Zustand dieses bekannten Dichtungsringes bei einem beachtlich hohen Druck ist in irig. 2 dargestellt. din konstanter hoher Druck wird einem Abstandsabschnitt 3a des Gehäuses 3 über einen zwischen der stange 2 uni dem oberen Abschnitt 9 des Gehauses gebildeten Durchgang 7 zugeführt, der auf den Dichtungsring 1 in Richtung der Pfeile P' einwirkt. Durch die Druckeinwirkung werden an den Berührungsflächen des Dichtungsringes 1 zwischen den beiden relativ zueinander beweglichen Teilen 2 und 3 Reaktionskräfte erzeugt, die durch die Pfeile P1' und E2' angedeutet sind.
• Durch eine geeignete Druckverteilung wird durch diese Beanspruchung eine gute Abdichtung zwischen den relativ zueinander beweglichen Teilen 2 und 3 erzielt, wobei der Dichtungsring 1 einschließlich des Lippenabschnitts stark verformt werden. Dabei wird der Lippenabschnitt la in einen zwischen der Stange 2 und dem hochstehenden flansch 4a gebildeten Spalt 8 gedrückt, wie dies aus jijg. 2 ersichtlich ist. Hierdurch wird der Dichtungsring beschädigt und abgenutzt, so daß die Dichtwirkung verloren geht.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Dichtungsring zu schaffen, bei dem die zuvor erwähnten £ngel beseitigt sind. Der Dichtungsring soll bei guten Dichtungseigenschaften eine lange Lebensdauer haben und einfach in der Konstruktion und damit wirtschaftlich herstellbar sein.
• Diese Aufgabenstellung wird bei einem Dichtungsring der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß der Dichtungsring einen aus hochelastischem Material bestehenden Grundkörper und einen Dichtungslippenkörper aus geringelastischem material aufweist und beide Teile fest miteinander verbunden sind.
• In vorteilhafter Auagestaltung sieht die erfindung vor, daß zwischen der Strinfläche des hülsenförmigen flansches und dem Dichtungslippenkörper im ungespannten Zustand des Dichtungsringes ein axialer Abstand vorgesehen ist.
• Gemäß der Erfindung kann die Ausbildung so sein, daß die fest mit dem Grundkörper verbundene Dichtungslippe einen radial einwärts gerichteten Vorsprung und die der Hochdruckseite zugekehrte .,tirnfläche des Grundkörpers abdeckt.
• Eine abgewandelte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes zeichnet sich dadurch aus, daß die Innenfläche des Grundkörpers eine auf der Hochdruckseite liegende ringförmige Ausnehmung aufweist, in der der Dichtungslippenkörper an deren Schulter anliegend angeordnet ist, und daß die der Niederdruckseite zugekehrte, aus der Ausnehmung nach innen vorstehende .tirnfläche an der Stirnfläche des hülsenförmigen Flansches abgestützt ist.
• vorbeilkafte @ @bil @u@ @@ Dichtung Ei@ge @@@@ @ i @@ @ie@t @@@@@ @ @ @@@dkorper ans itril @@mi un der Lichtungslippen@@rper a@ Fluer enthaltenden Polimeren bestehen.
• Es dirite klar ersichtlich sein, bei dem erfindungsgemäß ausgebildete Dichtungsring vorzeitig Abnutsung oder @eschädi ungen auf ein @indestmaß reduziert sind, so daß die Lebensdauer gegenüber dem bekannten Dichtungsring um ein vielfaches verlängert ist.
• Zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsggenstandes sollen nachfolgenden anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben werden. Es zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt eines üblichen Dichtungringes; Fig. 2 einen Querschnitt @@ Dichtungsringes nach Fig. 1, der in einem Gehäuse angeordnet und hohem Druck azsgesetzt ist; Fig. 3 einen ähnlichen Qeurschnitt wie in xig. 2 des Dichtungsringes gemäß der Erfindung in eingebautem Zustand bei geringer Druckbelastung; Fig. 4 einen Querschnitt wie Fig. 3 jedoch bei hoher Druckbelastung des Dichtungsringes; und Fig. 5 einen Querschnitt einer anderen Ausführungsform des Dichtungsringes gemäß der Erfindung.
• «s wird zunächst auf die figuren 3 und 4 Bezug genommen, die eine erste Ausführungsform eines Dichtungsringes 11 gemäß der Erfindung zeigen, der aus zwei Teilen besteht, nämlich einem Lippenkörper ila aus einem warme- und abriebfesten Material mit geringer Elastizität, wie z.B. Fluor enthaltende Polymere und einen Grundkörper 11b aus einem wärmefesten material, wie z.B. Acryl- oder Nitrilgummi. Die beiden Teile 11a und 11b sind fest miteinander verbunden, so daß 4ie obere Stirnfläche 11b' und eine nach innen vorspringende Schulter 11b" des Grundkörpers 11b abgedeckt sind. Eine relativ zu einem Gehäuse 13 bewegliche Stange 12 durchgreift mit Spiel zu Umfangsfläche 12a das Gehäuse 13, das mit einer ringförmigen Nut 13a versehen ist, die zur Stange 12 hin radial offen ist und einen sich auswärts erstreckenden hülsen-Förmigen Flansch 14a aufweist, der einteilig mit dem Bodenabschnitt 14b der Nut 13a ausgebildet ist. Der durch den Flansch 14a und den Bodenabschnitt 14b gebildete L-förmige abschnitt 14 bestimmt die Stellung des in dem Gehäuse 13 befestigen Dichtungsringes 11. Der Lippenkörper 11a steht in Gleitberührung mit der Umfangsfläche 12a der Stange 12, wobei der innendurchmesser des Lippenkörpers 11a vorzugsweise etwas kleiner als der Außendurchmesser der Stange 12 ist, so daß auch bei geringem Druck eine gute Dichtung sichergestellt ist.
• Jsine erste Kammer 15 ist über dem Gehause 13 vorgesehen, in der hoher Flüssigkeitsdruck herrscht, während in einer zweiten, unter den Gehäuse 13 angeordneten Kammer niedriger Flüssigkeits- oder Luftdruck herrscht. Zwischen der Stange 12 und dem gehäuse 13 sind Ringspalte 17 und 18 gebildet, die durch die Berührungsfläche des Lippenkörpers 11a an der Stange 12 voneinander getrennt sind, um ein Durchlecken von Hochdruckflüssigkeit aus der ersten Kammer 15 iii die zweite Kammer «6 zu verhindern. Die Ringnut 13a muß so bemessen sein, daß der Dichtungsring im L-förmigen Abschnitt 14 befestigt werden kann, und daß sie mit durch den Spalt 17 gelangende Höchdruckflüssigkeit gefüllt ist.
• Zwischen dem Lippenkörper 11a und der Stirnfläche des sich aufwirst erstreckenden Flansches 14a ist, wie in Fig. 3 gezeigt, ein axialer Abstand 18a vorgeJehen, der überwinden vird, wenn der Dichtungsring durch hohen Druck beträchtlich deformiert ist, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist.
• Wenn der Dichtungsring 11 unter Hochdruck arbeitet, wie in Fig. 4 gezeigt, wirkt ein Druck in der ersten Kammer 15 und der ringförmigen Aut 13a den Dichtungsring 11 in Richtung der Pfeile E, so daß clie Reaktionskräfte eine Beanspruchung an den Berührungsflächen des Dichtungsringes 11 mit den beiden relativ zueinander beweglichen Teilen 12 und 13 in Hichtung der Pfeile L1, P2 und P3 bewirken. Diese Beanspruchung bewirkt eine gute Abdichtung zwischen den relativ beweglichen eilen, was auf eine geeignete Druckverteilung dazwischen zurückzuführen ist.
• Bei einem hohen Druck und beträchtlicher Deformation des Dichtungsringes 11 stützt die Stirnfläche des aufwärts gerichteten flansches 14a den Lippenkörper 11a des verformten Dichtungsringes urLd verhindert, daß der Dichtungsring 11 noch weiter bis zu einem Maß verformt wird, bei dem der Lippenkörper 11a in den Ringspalt 18 gedrückt wird.
• Fig. @ zeigt eine weitere Ausführungsform eines Dichtungsringes 21, der ebenfalls aus zwei Teilen besteht, von denen eines ein Lippenkörper 21a aus einem Material mit geringer Elastizität, z.B. Fluor enthaltende Polymere ist, während der andere ein Grundkörper 21b aus einem Material mit großer elastzität ist, z.@. Acryl- oder Nitrilgummi. Der Grundkörper 21b ist mit einer ringförmigen Ausnehmung 21b' versehen, in der der Lippenkörper 21a sicher befestigt ist. Wie ersichtlich, zeigt der Lippenkörper 21a eine einfachere Konstruktion und ist leichter zusammenbaubar als der Lippenkörper 11a nach der in den Figuren 3 und 4 gezeigten Konstruktion. Während des Betriebes verhält sich der Dichtungsring 21 im wesentlichen gleich der ersten Ausführungsform.

Claims (5)

P a t e n t a n s p r ü c h e

1.) Aus elastischem Material bestehender Dichtungsring zur Abdichtung eines Hochdruckraumes gegenüber einem Eider ruckraum, der zwischen zwei relativ zueinander beweglichen Teilen angeordnet ist und eine hrundkörper sowie ein radial einwärts vorstehende Dichtungslippe aufweist, wobei der Grundkörper in einer vom Hochdruck beaufschlagten Ringnut des einen Teils angeordnet ist und durch die Druckdifferenz in dichte Anlage gegen die @iederdruckseite der Ringnut gedrückt und durch einen von der jederdruckseite in die Ringnutöffnung axial vorstehenden hülsenförmigen Flansch gehalten ist, während die Dichtungslippe durch die Druckdifferenz in dichte Anlage an das andere Teil gedrückt und an der Stirnfläche des Flansches abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (11,21) einen aus hochelastischem Material bestehenden Grundkörper (llb,21b) und Dichtungslippenkörper (11a,21a) aus geringelastischem material aufweist und beide Teile fest miteinander verbunden sind.

2.) Dichtungsring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeicnet, daß zwischen der Stirnfläche des hülsenförmigen Flansches (14a) und dem Dichtungslippenkörper (11a,21a) im ungespannten Zustand des Dichtungsringes (11,21) ein axialer Abstand vorgesehen ist.

oder 2 3.) Dichtungsring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die fest mit dem Grundkörper (11b) verbundene Dichtungslippe (11a) einen radial einwärts gerichteten Vorsprung (11b") und die der Hochdruckseite zugekehrte Stirnfläche (11b') des Grundkörpers (11b) abdeckt.

4.) Dichtungsring nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, da13 die Innenfläche des Grundkörpers (21b) eine auf der Hochdruckseite liegende ringförmige Ausnehmung (21b') aufweist, in der der Dichtungslippenkörper (21a) an deren schulter anliegend angeordnet ist, und daß die der Niederdruckseite zugekehrte, aus der Ausnehmung (21b') nach innen vorstehende Stirnfläche an der Stirnfläche des hülsenförmigen Flansches (14a) abgestützt ist.

5.) Dichtungsring nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (11b bzw.21b) aus Nitrilgummi und der Dichtungslippenkörper (11a bzw.21a) aus Flour enthaltenden Polymeren bestehen.