DE3034692C2

DE3034692C2 - Dichtring für einen Kolben oder eine Kolbenstange

Info

Publication number: DE3034692C2
Application number: DE3034692A
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl.-Ing. 6940 Weinheim Hölzer
Original assignee: Carl Freudenberg KG
Current assignee: Carl Freudenberg KG
Priority date: 1980-09-15
Filing date: 1980-09-15
Publication date: 1982-09-30
Also published as: SE448907B; DE3034692A1; GB2083873A; FR2490309A1; GB2083873B; SE8103911L; FR2490309B1

Description

Dichtring für einen Kolben oder < ne Kolbenstange, bestehend aus einem Lippenring aus einem elastomeren Werkstoff, der eine dem abgedichteten Medium zugewandte innere und äußere Dichtlippe aufweist, sowie aus einem dem Lippenring zugeordneten Stützring aus Stahlblech, der den Lippenring mit einem U-förmig in Richtung des relativ bewegten Maschinenteils geöffneten Profil umschließt und auf der dem abgedichteten Medium zugewandten Seite einen Schenkel aufweist, der zwischen den beiden Dichtlippen auf der Stirnfläche des Lippenringes aufliegt.

Eine solche Dichtung ist aus GB-PS 4 81 155 bekannt. Sie erlaubt nur die Abdichtung niedriger Drücke. Eine Verwendung in der Leistungshydraulik ist nicht möglich. Hier treten Arbeitsdrücke bis zu 400 bar auf, was erhebliche mechanische Anforderungen an die eingesetzten Dichtungen stellt.

Üblicherweise werden zur Abdichtung derartiger Drücke Nutringe verwendet, die auf der dem abgedichteten Medium zugewandten Seite zwei durch eine Nute voneinander getrennte Dichtlippen aufweisen. Sie werden in einer ringförmigen Aussparung des Kolbens bzw. des Zylinders angeordnet, welche winkelförmig profiliert ist und die anschließend durch einen speziell angepaßten Stützring geschlossen wird. Solche Nutringe sind aus DE-OS 19 63 710 und, abgewandelt, aus US-PS 23 06 800 bekannt.

Herstellung und Montage von Nutringen sind aufgrund der besonderen Profilgestaltung sowohl des Stützringes als auch des Nutringes aufwendig und teuer. Der Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, einen Dichtring für einen Kolben oder eine Kolbenstange zu entwickeln, die bei vergleichbaren Gebrauchseigenschaften kostengünstiger herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäfl bei einem Dichtring der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Lippenring zur Verwendung in der Leistungshydraulik bei Arbeitsdrücken bis zu 400 bar ein trapezförmiges Profil mit sich in radialer Richtung erstreckenden Stirnflächen aufweist, daß der Winkel zwischen dem relativ bewegten Maschinenteil und der die Dichtlippe formenden Trapezseite des Lippenringes 2 bis 4 Grad beträgt und daß die von dem abgedichteten Medium abgewandte Seite des Lippenringes vollständig durch den zugeordneten, sich in radialer Richtung erstreckenden Schenkel des Stützringes gestützt wird.

Der vorgeschlagene Dichtring bildet eine in sich vollständige Einbaueinheit, die ohne das Erfordernis der Verwendung sekundärer Sicherungsmittel zuverlässig in angepaßten Aussparungen des Kolbens bzw. eines Zylinders gehalten wird. Diese Sicherheit der Verankerung in einer Aussparung mit einem winkelförmigen Profil wird durch Anwendung einer Preßanpassung zwischen dem Versteifungsring und der aufnehmenden Aussparung erreicht. Die diesbezüglich anzuwendenden maßlichen Toleranzen sind seit langem geläufig. Sie haben jedoch in bezug auf die Sicherung der Verankerung eines Dichtringes für einen Kolben bzw. für eine Kolbenstange für extrem hohe Drücke bisher keine Anwendung gefunden. Der in radialer Richtung verlaufende Schenkel des winkelförmigen Profils der Aussparung soll der druckabgewandten Seite zugeordnet sein.

Der Lippenring besteht aus einem Werkstoff mit elastischen Eigenschaften, und die von dem abgedichteten Medium abgewandte Seite wird vollständig durch den zugeordneten, sich in radialer Richtung erstreckenden Schenkel des Stützringes abgetragen. Der Lippenring ist in axialer Richtung durch sich in radialer Richtung erstreckende Stirnflächen begrenzt. Er kann dementsprechend kostengünstig aus einem schlauchförmigen oder aus einem ebenen Material gewonnen werden. Die den Lippenring in radialer Richtung nach innen und nach außen begrenzenden i lachen haben in Richtung der druckabgewandten Seite einen sich stetig vermindernden Abstand. Entsprechend der Lage des größten Durchmessers werden entsprechend auf der dem abgedichteten Medium zugewandten Seite Dichtlippen auf dem Außen- und auf dem Innenumfang gebildet. Der freie Winkel soll an der statisch wirkenden Dichtlippe 0,5 bis 2 Grad betragen.

Die Zeichnung nimmt Bezug auf zwei beispielhafte Ausführungen des vorgeschlagenen Dichtringes. Es zeigt

F i g. 1 einen Dichtring in halbgeschnittener Darstellung in einer Ausführung für die Abdichtung einer Kolbenstange,
Fig.2 einen Dichtring in halbgeschnittener Darstellung in einer Verwendung für die Abdichtung eines Kolbens.

Der Dichtring gemäß F i g. 1 besteht aus einem in eine winkelförmige Aussparung eines Gehäuses 4 eingesetzten Stützring 5 und einem davon umschlossenen Lippenring 6. Der Lippenring liegt mit einer statisch wirkenden Dichtlippe 7 an der Innenseite des Stützringes 5 an mit einer dynamisch wirkenden Dichtliipe 8 auf der Oberfläche der abgedichteten Welle 3. Der mit einem hohen Druck beaufschlagte Raum ist mit 1 bezeichnet, der druckfreie Raum mit 2.

Der Stützritig 5 besteht aus einem tiefgezogenen Stahlblech. Er weist ein U-förmiges Profil auf, dessen Öffnung nach innen gerichtet ist. Die von dem

abzudichtenden Druck abgewandte Stirnfläche des Lippenringes wird vollflächig von dem zugeordneten, sich in radialer Richtung erstreckenden Schenkel des Stützringes 5 abgetragen. Der von dem abgedichteten Medium abgewandte Schenkel des Profils des Stützringes erstreckt sich bis in die unmittelbare Nähe des relativ bewegten Maschinenteiies. Durch diese Maßnahme wird insbesondere der Austrieb von Bestandteilen des Lippenringes bei der Abdichtung höchster Drücke verhindert Der Jem abgedichteten Medium zugewandte, nach innen weisende Schenkel ist nach innen eingerollt, und das Ende liegt zwischen den beiden Dichtlippen 7 und 8 auf der Stirnfläche des Lippenringes auf. Die Berührungszone des Vorsprunges soll etwa in der Mitte zwischen den beiden Dichtlippen liegen. Durch den beiderseits verbleibenden Abstand werden unsymmetrische Deformationen des Profils des Lippenringes vermieden, was sich positiv auf das Schwingungsverhalten und damit auf die Gebrauchseigenschaften auswirkt Es wurde gefunden, daß eine besondere Anpressung des Vorsprunges gegen di<; Stirnfläche des Lippenringes nicht erforderlich ist Das Profil des Endes ist abgerundet, um eine Beschädigung des Lippenringes aus gummielfcstischem Werkstoff zu vermeiden. Der von dem Ende, dem Lippenring und dem sich in axialer Richtung erstreckenden Schenkel des Stützringes umschlossene, ringförmige Hohlraum ist durch eine Entlastungsbohrung 9 mit einem Durchmesser von maximal 1 mm, beispielsweise von 0,2 mm, mit dem abgedichteten Raum verbunden. Der Hohlraum ist dementsprechend vollständig mit dem gleichen Medium gefüllt, wie der abgedichtete Raum.

Unter Betriebsbedingungen wird die öffnung 9 nicht von wesentlichen Flüssigkeitsmengen passiert Ein Verstopfen ist daher nicht zu befürchten.

Fig.2 nimmt Bezug auf eine Ausführung zur Abdichtung eines Koibens. Der Außendurchmesser des Stützringes 12 ist geringfügig größer als der Innendurchmesser der winkelförmigen Aussparung des Kolbens 10. Nach der gewaltsamen Einpressung ergibt sich dadurch eine festhaftende Verbindung zwischen beiden Teilen, die durch die betriebsbedingt auftretenden Kräfte nicht gelöst werden kann.

Der Stützring besteht auch in diesem Falle aus einem tiefgezogenen Stahlblechring, dessen U-förmig nach außen geöffnetes Profil auf der dem abgedichteten Medium zugewandten Seite nach innen eingerollt ist, und mit einem umlaufenden Vorsprung zwischen beiden Dichtiippen auf der dem abgediente an Medium zugewandten Stirnfläche des Lippenringes aufliegt Der Lippenring 13 ist durch eine statisch wirkende Dichtlippe 14 gegenüber dem Stützring, durch eine dynamisch wirkende Dichtlippe 15 gegenüber der relativ beweglichen Zylinderwand abgedichtet

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Dichtring für einen Kolben oder eine Kolbenstange, bestehend aus einem Lippenring aus einem elastomeren Werkstoff, der eine dem abgedichteten Medium zugewandte innere und äußere Dichtlippe aufweist, sowie aus einem dem Lippenring zugeordneten Stützring aus Stahlblech, der den Lippenring mit einem U-förmig in Richtung des relativ bewegten Maschinenteils geöffneten Profil umschließt und auf der dem abgedichteten Medium zugewandten Seite einen Schenkel aufweist, der zwischen den beiden Dichtlippen auf der Stirnfläche des Lippenringes aufliegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Lippenring (6, 13) zur Verwendung in der Leistungshydraulik bei Arbeitsdrücken bis zu 400 bar ein trapezförmiges Profil mit sich in radialer Richtung erstreckenden Stirnflächen aufweist, daß der Winkel zwischen dem relativ bewegten Maschinenteil und der die Dichtlippe formenden Trapezseite des Lippenringes 2 bis 4 Grad beträgt und daß die von dem abgedichteten Medium abgewandte Seite des Lippenringes vollständig durch den zugeordneten, sich in radialer Richtung erstreckenden Schenkel des Stützringes gestützt wird.

2. Dichtring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Winkel des Lippenringes an der statisch wirkenden Dichtlippe 0,5 bis 2 Grad beträgt