DE2448607A1

DE2448607A1 - Dichtungsring

Info

Publication number: DE2448607A1
Application number: DE19742448607
Authority: DE
Inventors: David Ernest Johnston; Denis Wallace
Original assignee: George Angus and Co Ltd
Current assignee: George Angus and Co Ltd
Priority date: 1973-10-12
Filing date: 1974-10-11
Publication date: 1975-04-17
Also published as: US3920254A; JPS5077752A; JPS5710312B2; SE396455B; SE7412719L; GB1475312A; FR2247651A1; FR2247651B1; ZA746244B

Description

München, den It. Okt. 197%

Mein Zeichen: P 2o32 bzw". G 2o32

Anmelder : George Angus & Company Limited, 152-158 Westgate Road, Newcastle upon Tyne "1, England

Dichtungsring

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit der Abdichtung von Kolben oder ähnlichen Elementen, beispielsweise der Abdichtung einer hin- und herbewegten Kolbenstange und betrifft insbesondere einen aus einem Elastomer bestehenden Dichtungsring zum Einsetzen in eine in Umfangsrichtung verlaufende Nut in einem Kolben oder einem Zylinder einer pneumatischen Anlage.

Die Erfindung ist auch im Zusammenhang mit anderen Fluid- oder Hydraulikabdichtungen einander gegenüberstehender zylindrischer Flächen anwendbar, sie wird jedoch im Zusammenhang mit einem Dichtungsring beschrieben, der in eine Kolbennut eingesetzt ist.

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Aufgabe der Erfindung ist es, einen in zweifacher Weise wirkenden Dichtungsring anzugeben, der in jeder axialen Richtung gegen Fluidmitteldruck abdichtet und den Druck der abgedichteten Fluidmittel dazu ausnutzen kann, seine Dichtwirkung zu erhöhen.

Die Erfindung betrifft also einen Dichtungsring zur Verwendung als in eine in Umfangsrichtung verlaufende Nut in einer von zwei gegenüberstehenden, abzudichtenden, zylindrischen Flächen eingesetzte Fluidmitteldichtung, der aus einem Elastomer besteht und in Umfangsrichtung verlaufende, innere und äussere, bandförmige, dichtende Berührungsflächen zur Abdichtung gegen gegenüberstehende Flächen aufweist.

Zur Lösung der oben erwähnten Aufgabe ist dieser Dichtungsring erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß er im Radial-Axialschnitt im wesentlichen in der Weise V-förmig ausgebildet ist, daß er einen radial gerichteten Scheitelbereich, der an der einen Peripherie eine in Umfangsrichtung verlaufende dichtende, bandförmige Berührungsfläche bildet, sowie ein Paar voneinander gegenüberliegenden, unter schrägem Winkel zueinander und in Umfangsrichtung verlaufenden Flanken aufweist, die von dem Scheitelbereich aus auseinanderlaufen und jeweils auf der axial äusseren Seite nahe ihrer peripheren Kante eine seitliche axial gerichtete, bandförmige, dichtende Berührungsfläche bilden.

Durch die Erfindung wird ausserdem angegeben, wie der Dichtungsring im Betrieb an die Nut in der abzudichtenden zylindrischen Fläche angepaßt ist.

Gemäß dieser Anpassung ist der ^ ^htungsring in eine Nut derart eingesetzt, daß sein Sclieitelbereich in radialer Richtung herausragt, so daß die dichtende, bandförmige Berührungsfläche in Umfangsrichtung ©in© Abdichtung gegenüber

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der gegenüberliegenden Wand bildet und lediglich die seitlichen, dichtenden, bandförmigen Berührungsflächen seiner Flanken eine seitliche Abdichtung gegenüber der einen oder gegenüber beiden Wänden der Nut bewirken, daß aber die peripheren Kanten der Flanken gegenüber der Basis der Nut keine Abdichtung bewirken.

Aufgrund der Vermeidung einer Abdichtung gegenüber der Basis der Nut kann, wenn der Ring von der einen Seite her unter Fluidmitteldruck steht, die dem Fluidmitteldruck ausgesetzte Flanke elastisch nachgeben, so daß das Fluidmittel an der seitlichen Dichtungsfläche vorbei in den Hohlraum zwischen den Flanken des Ringes gelangen kann. Der Anpreßdruck der seitlichen, abdichtenden, bandförmigen Berührungsfläche der anderen Flanke sowie die in Umfangsrichtung verlaufende Dichtungsfläche werden dadurch aufgrund des Fluidmitteldruckunterschiedes vergrößert.

Um sicherzustellen, daß die Flanken des Ringes gegenüber der Basis der Nut keine Abdichtung bewirken, sollte der Durchmesser der Basis der Nut deutlich vom Durchmesser der Kanten der Flanken des Ringes abweichen, so daß unter allen Umständen ein radialer Abstand eingehalten bleibt. Gemäß einer alternativen Lösung ist der Ring mit einem oder mehreren Schlitzen oder mit VorSprüngen versehen, die vermeiden, daß die Flanken längs des ganzen inneren Umfanges an der Basis der Nut anliegen.

So kann die Basis der Nut mit kleinen radialen Vorsprüngen oder Ausnehmungen versehen sein oder es kann ein unterbrochener Abstandsring auf die eben ausgebildete Basis der Nut gelegt sein.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind jedoch die Kanten der Ringflanken mit Durchlässen für den axialen Durchtritt

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•ν.

des Fluidmittels hinter die seitlichen, abdichtenden, bandförmigen Berührungsflächen versehen, womit sichergestellt ist, daß das die seitliche Flankendichtung passierende Fluidmittel auf der Druckseite Zugang zu dem durch den Ring gebildeten Hohlraum hat.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 die perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Dichtungsringes.

Fig. 2 die vergrößerte Teilansicht eines Dichtungsringabschnittes.

Fig. 3 den vergrößerten Radial-Axialschnitt des in einer Kolbennut eingesetzten, erfindungsgemäßen Dichtungsringes.

Der Dichtungsring V ist aus Elastomermaterial, wie z.B. ölbeständiger, synthetischer Gummi, hergestellt, und in seiner Größe, seinen Abmessungen und seiner Flexibilität unter Berücksichtigung der bekannten Kennwerte für aus einem Elastomer bestehende pneumatische oder hydraulische Dichtungen, beispielsweise des O-Ringtyps, an die besonderen Erfordernisse angepaßt.

Der Dichtungsring weist eine gleichförmige Radialachsschnittfläche von V-Gestalt auf, wie dies in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, so daß er einen radial nach aussen gerichteten Scheitelbereich 1 aufweist, von dem aus im Querschnitt gesehen ein Schenkelpaar auseinanderläuft, das zur Bildung voneinander gegenüberliegenden, unter einem spitzen Winkel zueinanderstehenden Umfangsflanken 2 und 3 beiträgt. Der von den Flanken eingeschlossene Winkel 0 ist so groß, daß die Seitenwände der Nut an den Seiten der Flanken, mit denen

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sie abdichten sollen, anstössen. Die Flanken 2 und 3 können sich etwa in der Art der Wirkung von Tasterschenkeln biegen, so daß sie auf der einen oder der anderen Seite oder aber gleichzeitig auf beiden Seiten der Kolbennut oder einer anderen in einer zylindrischen Oberfläche befindlichen Nut, für die der Ring bestimmt ist, dichtend anliegen. Aufgrund dieser Biegewirkung kann der Radial-Axialschnitt des Ringes auch als Tasterform beschrieben werden.

Bei einer typischen Anwendung, siehe Fig. 3, ist der Ring V in die Nut 4 eines Kolbens' 5 eingesetzt, so daß der Scheitelbereich 1 auf die umgebende Zylinderwand 6 auftrifft, auf der er längs des gesamten Umfanges mit einer abdichtenden Berührungsfläche aufliegt, um den Kolben in dem zugehörigen Zylinder gegen Fluidmittel abgedichtet zu halten.

Die Ringflanken 2 und 3 weisen jeweils auf der Aussenseite eine seitliche, axial gerichtete Fläche 8 bzw. 9 auf, die so ausgebildet ist, daß sie eine abdichtende Berührungsfläche gegenüber den benachbarten Wänden 10 und 11 der Nut bildet, nicht jedoch gegenüber deren Basis 12.

Die Kanten 13 bzw. 14 der Flanken 2 und 3 weisen in Winkelabständen gegeneinander versetzt Ausschnitte 15 und 16 auf, die kurz vor den seitlichen dichtenden Berührungsflächen 8 und 9 enden, jedoch unter Druck stehende Fluidmittel hinter die jeweiligen seitlichen Flankenabdichtflächen in den Zwischenraum 17 zwischen den Flanken 2 und 3 gelangen lassen.

Ein derartiger Fluidmitteldurchtritt soll dann erfolgen,, wenn der Druck der abgedichteten Fluidmittel, dessen Richtung mit P bezeichnet ist, hoch genug ist, um die gegenüberstehende Flanke nach innen zu biegen, wie dies für die Flanke 3 strichpunktiert dargestellt ist.

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Die Druckdifferenz des höheren Druckes an der Aussenseite der Flanke 3 gegenüber demjenigen im Inneren des Hohlraum 17 erhöht durch Einwirkung auf die Innenseite der Flanke 2 den Kontaktdruck und verbessert damit die Abdichtung sowohl an der seitlichen Dichtungsfläche 8 als auch an der Umfangsdichtungsf lache 7.

Zwischen der seitlichen dichtenden Berührungsfläche und der mit Ausschnitten versehenen Kante der Flanke 2 und 3 ist jeweils eine Stufe bzw. eine Fuge 18, 19 geformt, die nicht nur eine scharfe Begrenzung der dichtenden Berührungsfläche darstellt, sondern auch den praktischen Vorteil mit sich bringt, daß die Ausnehmungen bis völlig an die innere Peripherie des Ringes reichen und mit einem Formwerkzeug hergestellt werden können, das einen mittigen Kernstift aufweist, ohne daß die oberen und unteren Teile des Formwerkzeugs einer besonderen Ausbildung bedürfen. Es sei darauf hingewiesen, daß für die Nut einer zylindrischen Wand ein Dichtungsring verwendet werden könnte, der dieselbe radiale Querschnittsform wie der dargestellte aufweist, jedoch in radialer Richtung invertiert ist, so daß die Umfangsdichtungsfläche sich an der inneren Peripherie des Ringes befindet, in welchem Falle der Scheitelbereich radial nach innen gerichtet ist, und die Flanken schräg nach aussen auseinanderlaufen.

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Claims

Patentansprüche

M J Dichtungsring zur Verwendung als in eine in Umfangsrichtung verlaufende Nut in einer von zwei gegenüberstehenden, abzudichtenden, zylindrischen Flächen eingesetzte Fluidmitteldichtung, der aus einem Elastomer besteht und in Umfangsrichtung verlaufende innere und äussere, dichtende, bandförmige Berührungsflächen zur Abdichtung gegen gegenüberstehende Flächen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß er (V) im Radial-Axialschnitt im wesentlichen in der Weise V-förmig ausgebildet ist, daß er einen radialgerichteten Scheitelbereich (1), der an der einen Peripherie eine in Umfangsrichtung verlaufende dichtende, bandförmige Berührungsfläche (7) bildet, sowie ein Paar voneinander gegenüberliegenden, unter schrägem Winkel zueinander und in Umfangsrichtung verlaufenden Flanken (2, 3) aufweist, die von dem Scheitelbereich (1) aus auseinanderlaufen und jeweils auf der axial äusseren Seite nahe ihrer peripheren Kante (13, 14) eine seitliche, axial gerichtete, bandförmige, dichtende Berührungsfläche (8, 9) bilden.
2. Dichtungsring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Flanke (2, 3) an ihrer peripheren Kante (13, 14) Durchlässe (15, 16) für einen axial gerichteten Durchfluß von Fluidmittel jenseits der seitlichen, dichtenden, bandförmigen Berührungsfläche (8, 9) aufweist.
3. Dichtungsring nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlässe Ausschnitte (15, 16) in den betreffenden peripheren Kanten (13, 14) sind, und daß sich jeweils zwischen einer solchen Kante und der betreffenden seitlichen, abdichtenden, bandförmigen Berührungsfläche (8, 9) eine Stufe (18, 19) befindet.

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4. Dichtungsring nach Anspruch 1, der in die Nut einer abzudichtenden zylindrischen Fläche eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen abdichtenden, bandförmigen Berührungsflächen (8, 9) so angeordnet sind, daß sie lediglich gegenüber der jeweiligen Wand (10, 11) der Nut (4) abdichten und daß die peripheren Kanten (13_t 14) der Flanken (2, 3) gegenüber der Basis (12) der Nut (4) keine Abdichtung herstellen.

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