DE3036639A1

DE3036639A1 - Dichtringanordnung

Info

Publication number: DE3036639A1
Application number: DE19803036639
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl.-Ing. 3004 Isernhagen Brausfeld
Original assignee: Wabco Westinghouse Steuerungstechnik and Co GmbH
Current assignee: Wabco Westinghouse Steuerungstechnik and Co GmbH
Priority date: 1980-09-29
Filing date: 1980-09-29
Publication date: 1982-05-13

Description

Dichtringanordnung

Die Erfindung betrifft eine Dichtringanordnung in einem Wegeventil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei Verwendung von Dichtringen, insbesondere O-Ringen, als Dichtelement in Wegeventilen tritt das Problem auf, daß bedingt durch die relativ breite Auflagefläche des O-Ringes auf der Lauffläche der den Schaltkolben führenden Gehäusebohrung eine' hohe Anpreßkraft auftritt.

Diese hohe Anpreßkraft hat verschiedene. negative Auswirkungen bei der Betätigung des Schaltkolbens.

Zum einen verursacht die hohe Anpreßkraft einen Klebeeffekt zwischen der Lauffläche der Gehäusebohrung und der Lauffläche des O-Ringes, was zum verzögerten Ansprechen des Schaltkolbens führt; zum anderen ist der O-Ring beim Überfahren von den in der Gehäusebohrung vorgesehenen Durchbrüchen, wie z.B. Druckmitteleinlaß und Druckmittelauslaß, bestrebt, seine ursprüngliche Form einzunehmen, was wiederum Beschädigungen des O-Ringes durch die Kanten des Druckmitteleinlasses bzw. des DruckmiLLclauslasses zur Folge hat.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Dichtringanordnung zu schaffen, bei welcher die Anpreßkraft zwischen der Lauffläche des Dichtringes und der Lauffläche der Gehäusebohrung reduziert wird.

Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Mitteln gelöst.

Von vorteil ist bei der erfindungsgemäßen Dichtringanordnung, daß bedingt durch die kleinere Dichtringauflagefläche die Anpreßkraft an der Lauffläche des

Dichtringes verringert wird, so daß der Klebeeffekt nur noch sehr gering ist und ein Eindringen des Dichtringes in die in der Zylinderwand angeordneten Öffnungen weitgehendst ausgeschlossen ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen aufgezeigt.

Anhand von Ausführungsbeispielen wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Kolben mit einer in Umfangsrichtung verlaufenden rechteckigen Nut, wobei auf dem Nutgrund eine kreisabschnittsförmige Erhöhung vorgesehen ist und

Fig. 2 einen Kolben mit einer in Umfangsrichtung verlaufenden schwalbenschwanzförmigen Nut, die ebenfalls auf ihrem Grund eine kreisabschnittsförmige Erhöhung aufweist und

Fig. 3 und Fig. 4 zwei mögliche Nutausbildungen.

In der Fig. 1 ist im Querschnitt ein Ausschnitt eines in einer Gehäusebohrung 1 geführten Kolbens 2 dargestellt. Eine rechteckige Nut 3 dient einem O-Ring 4 als Lagerung. Der Grund der Nut 3 weist' in seinem mittleren Bereich eine kreisabschnittsförmige, umlaufende Erhöhung 5 auf, so daß der O-Ring 4 in der Nut 3 nur eine schmale Auflagefläche hat.

Die Verformung des O-Ringes durch die geometrische Anordnung (Fig. 1) auf einer kreisabschnittsförmigen Erhöhung bewirkt,· daß die Auflagefläche des O-Ringes 4 an der Lauffläche der Gehäusebohrung 1 verringert wird. Die Anpreßkraft und somit auch der Klebeeffekt werden dadurch reduziert.

Die Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt einer Gehäusebohrung 6, in welcher ein Kolben 7 geführt wird. Der Kolben 7 weist in Umfangsrichtung eine schwalbenschwanzförmige Nut 8 auf, in welcher ein O-Ring 9 gelagert . ist. Auf dem Nutgrund ist eine in Umfangsrichtung der Nut 8 verlaufende Erhöhung 10 angeordnet. Zwischen der dem Druckmittelstrom zugewandten Seite des 0-Ringes 9 und der dieser Seite gegenüberliegenden Flanke der Nut 8 ist ein Luftspalt X vorgesehen, welcher eine Druckmittelbeaufschlagung .dieser Seite des O-Ringes 9 ermöglicht. Diese Ausführung der erfindungsgemäßen Dichtringanordnung bewirkt eine weitere Reduzierung der Anpreßkraft zwischen der Lauffläche der Gehäusebohrung und der Auflagefläche bzw. Lauffläche des O-Ringes und verhindert beim Überfahren von in der Gehäusebohrung angeordneten Einlaßöffnungen und Auslaßöffnungen ein Heraustreten des O-Ringes aus seiner Lagerstelle. Die aufgrund der Elastizität des O-Ringes entstehende Kraft P₁ ruft eine Reaktionskraft, nämlich die Anpreßkraft P _? , hervor, die den Klebeeffekt zwischen der Lauffläche des O-Ringes 9 und der Lauffläche der Gehäusebohrung 6 bewirkt. Da die dem Druckmittelstrom entgegengerichtete Flanke der Nut 8 schräg verläuft und der O-Ring 9 vom Druckmittelstrom (Kraft P- ) gegen diese Flanke gedrückt wird, entsteht eine Kraft P₀ . Eine Komponente der Kraft P₀ wirkt der Anpreßkraft P„ entgegen. Die Anpreßkraft

ρ
2 wird um den Betrag der Komponente der Kraft P„ verringert, so daß der Klebeeffekt zwischen der Lauffläche der Gehäusebohrung und der Lauffläche des O-Ringes 9 weiter reduziert wird.

Zudem wird durch die schräge Flanke der Nut 8 und den gegen die dieser Flanke gegenüberliegende Seite des O-Ringes 9 gerichteten Druckmittelstrom (Kraft P^₁ ) der O-Ring 9 daran gehindert, beim Überfahren der in der Wand der Gehäusebohrung angeordneten Einlaßöffnungen und Auslaßöffnungen aus der Nut 8 herauszutreten.

Die Fig. 3 und 4 zeigen zwei weitere mögliche Nutformen. Bei der in Fig. 3 dargestellten Nut verläuft lediglich die dem Druckmittelstrom zugewandte Flanke der Nut bezüglich der Längsachse des Kolbens schräg. Zwecks Druckmittelbeaufschlagung einer Seite des Dichtringes ist eine die Flanken der Nut in Längsrichtung des Kolbens durchdringende Bohrung 11 vorgesehen.

Die Nut gemäß Fig. 4 weist zwei bezüglich der Längsachse des Kolbens- schräg verlaufende Flanken auf, wobei die der Druckmittel beaufschlagten Seite des Dichtringes zugewandte Flanke der Nut bezüglich der Mittelsenkrechten des Nutgrundes zum Außendurchmesser des Kolbens hin größer wird.

Diese beiden Nutausbildüngen sind jedoch nur bei Geräten möglich, deren Kolben ausschließlich von einer Seite vom Druckmittel beaufschlagt werden.

Leerseite

Claims

Hannover, den 23.9.1980
WP-Nr. 43/80 K./Gb

WABCO Steuerungstechnik GmbH & Co., Hannover
Patentansprüche

fl.) Dichtringanordnung in einem Wegeventil, welches wenigstens einen Druckmitteleingang und einen Druckmittelausgang aufweist sowie einen Schaltkolben besitzt, welcher einen in einer in Umfangsrichtung verlaufenden Nut gelagerten Dichtring aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß auf wenigstens einem Teil des Umfanges des Nutgrundes eine Erhöhung (5) vorgesehen ist.

2. Dichtringanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhung (5) am gesamten Umfang die gleiche Höhe aufweist.

3. Dichtringanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhung (5) in der Mitte des Nutgrundes symmetrisch angeordnet ist.

4. Dichtringanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhung (5) einen kreisabschnittsförmigen Querschnitt aufweist.

5. Dichtringanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß sich die Erhöhung (5) über den gesamten Umfang des Nutgrundes erstreckt.

6. Dichtringanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (4) einen kreisförmigen Querschnitt aufweist. .

7. Dichtringanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhung aus mehreren nebeneinander verlaufenden Erhebungen im Nutgrund besteht.

8. Dichtringanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (3) einen rechteckigen Querschnitt aufweist.

9. Dichtringanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

a) wenigstens eine Flanke der Nut verläuft schräg bezüglich der Längsachse des Kolbens, so daß die Nut (8) zum Nutgrund hin erweitert ist;

b) zwischen der Druckmittel beaufschlagten Seite des Dichtringes (9) und der dieser Seite gegenüberliegenden Flanke der Nut (8) ist ein Luftspalt (X) vorgesehen.

Io. Dichtringanordnung nach Anspruch 9_r dadurch gekennzeichnet, daß auch die andere Flanke der Nut (8) bezüglich der Längsachse des Kolbens (7) schräg verläuft.

11. Dichtringanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die der Druckmittel beaufschlagten Seite des Dichtringes zugewandte Flanke der Nut bezüglich der Längsachse des Kolbens schräg verläuft, und zwar derart, daß der Abstand dieser Flanke bezüglich der Mittelsenkrechten des Nutgrundes zum Außendurchmesser des Kolbens hin größer wird.

12. Dichtringanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanken der Nut eine Bohrung (11) aufweisen, welche mit dem Druckmittelstrom verbindbar ist.