DE3036639A1

DE3036639A1 - Control valve plunger sealing ring - fits in groove with raised portion on bottom surface

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

Abstract

The sealing ring is for a control valve with one or more inlets and outlets for a medium under pressure, together with a selector plunger containing a peripheral groove for the ring. The bottom surface of the groove has a raised portion (5) extending at least part-way round the plunger periphery. The raised portion can be of constant height and situated symmetrically at the middle of the bottom surface, and can be of part-circular cross-section, while the sealing ring itself (4) can be of circular cross-section.

Description

Sealing ring assembly

Die Erfindung betrifft eine Dichtringanordnung in einem Wegeventil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a sealing ring arrangement in a directional control valve according to the preamble of the patent claim 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.When using sealing rings, especially O-rings, As a sealing element in directional control valves, the problem arises that due to the relatively wide contact surface of the O-ring on the running surface of the switching piston leading housing bore a 'high contact pressure occurs.

Diese hohe Anpreßkraft hat verschiedene. negative Auswirkungen bei der Betätigung des Schaltkolbens.This high pressing force has various. negative effects when actuating the switching piston.

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.On the one hand, the high contact pressure causes an adhesive effect between the running surface of the housing bore and the running surface of the O-ring, resulting in the delayed Response of the switching piston leads; on the other hand, the O-ring is in the housing bore when driving over the provided breakthroughs, such as pressure medium inlet and pressure medium outlet, strives to its original Take shape, which in turn damages the O-ring by the edges of the pressure medium inlet or the pressure outlet.

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.The invention is therefore based on the object of creating a sealing ring arrangement in which the contact pressure between the running surface of the sealing ring and the running surface of the housing bore is reduced.

Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Mitteln gelöst.This object is achieved with the means specified in claim 1.

Von vorteil ist bei der erfindungsgemäßen Dichtringanordnung, daß bedingt durch die kleinere Dichtringauflagefläche die Anpreßkraft an der Lauffläche desIt is advantageous in the sealing ring arrangement according to the invention, that due to the smaller sealing ring contact surface the contact pressure on the running surface of the

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.Sealing ring is reduced so that the adhesive effect is only very low and penetration of the sealing ring is largely excluded in the openings arranged in the cylinder wall.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen aufgezeigt.Advantageous refinements and developments of the invention are shown in the subclaims.

Anhand von Ausführungsbeispielen wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 einen Kolben mit einer in Umfangsrichtung verlaufenden rechteckigen Nut, wobei auf dem Nutgrund eine kreisabschnittsförmige Erhöhung vorgesehen ist und1 shows a piston with a rectangular groove running in the circumferential direction, with on the groove bottom a circular segment-shaped increase is provided and

Fig. 2 einen Kolben mit einer in Umfangsrichtung verlaufenden schwalbenschwanzförmigen Nut, die ebenfalls auf ihrem Grund eine kreisabschnittsförmige Erhöhung aufweist und2 shows a piston with a dovetail-shaped groove running in the circumferential direction, which also has a circular segment-shaped elevation on its base and

Fig. 3 und Fig. 4 zwei mögliche Nutausbildungen.FIGS. 3 and 4 show two possible groove designs.

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.In FIG. 1, a section of a piston 2 guided in a housing bore 1 is shown in cross section. A rectangular groove 3 serves as a bearing for an O-ring 4. The bottom of the groove 3 has' in his middle area a circular segment-shaped, circumferential increase 5, so that the O-ring 4 in the Groove 3 has only a narrow contact surface.

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.The deformation of the O-ring due to the geometric arrangement (Fig. 1) on a circular segment The increase causes · that the bearing surface of the O-ring 4 is reduced on the running surface of the housing bore 1. The contact pressure and thus also the adhesive effect are thereby reduced.

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 AnpreßkraftFIG. 2 shows a section of a housing bore 6 in which a piston 7 is guided. The piston 7 has a dovetail-shaped groove 8 in the circumferential direction, in which an O-ring 9 is mounted. is. An elevation 10 running in the circumferential direction of the groove 8 is arranged on the groove base. Between the side of the O-ring 9 facing the pressure medium flow and the flank of the groove 8 opposite this side, an air gap X is provided, which enables pressure medium to be applied to this side of the O-ring 9. This embodiment of the sealing ring arrangement according to the invention causes a further reduction in the contact pressure between the contact surface of the housing bore and the bearing surface or contact surface of the O-ring and prevents the O-ring from emerging from its bearing point when the inlet and outlet openings in the housing bore are passed over. _{The force P 1} resulting from the elasticity of the O-ring creates a reaction force, namely the contact pressure P _? , which causes the adhesive effect between the running surface of the O-ring 9 and the running surface of the housing bore 6. Since the flank of the groove 8 facing the opposite direction to the flow of pressure medium runs obliquely and the O-ring 9 is pressed against this flank by the flow of pressure medium (force P-), a force P ₀ arises. A component of the force P ₀ counteracts the pressing force P ". The pressing force

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.ρ
2 is reduced by the amount of the component of the force P ", so that the adhesive effect between the running surface of the housing bore and the running surface of the O-ring 9 is further reduced.

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. In addition, the inclined flank of the groove 8 and the pressure medium flow (force P ^ ₁ ) directed against this flank of the O-ring 9 prevents the O-ring 9 from passing over the inlet openings and outlet openings arranged in the wall of the housing bore to step out of the groove 8.

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.3 and 4 show two further possible groove shapes. In the case of the groove shown in FIG. 3, only runs the flank of the groove facing the pressure medium flow obliquely with respect to the longitudinal axis of the piston. For the purpose of Pressurizing one side of the sealing ring is one of the flanks of the groove in the longitudinal direction of the Piston penetrating bore 11 is provided.

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.The groove according to FIG. 4 has two flanks which run obliquely with respect to the longitudinal axis of the piston, wherein the side of the sealing ring exposed to the pressure medium facing the flank of the groove with respect to the center perpendicular of the groove base becomes larger towards the outer diameter of the piston.

Diese beiden Nutausbildüngen sind jedoch nur bei Geräten möglich, deren Kolben ausschließlich von einer Seite vom Druckmittel beaufschlagt werden.However, these two groove designs are only at Devices are possible whose pistons are acted upon by the pressure medium only from one side.

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Claims

Hanover, September 23, 1980
WP no. 43/80 K./Gb

WABCO Steuerungstechnik GmbH & Co., Hanover
Claims

fl.) Sealing ring arrangement in a directional valve which has at least one pressure medium inlet and one pressure medium outlet and has a switching piston which has a sealing ring mounted in a groove running in the circumferential direction, characterized in that an elevation (5) is located on at least part of the circumference of the groove base is provided.

2. Sealing ring arrangement according to claim 1, characterized in that the elevation (5) has the same height over the entire circumference.

3. Sealing ring arrangement according to claim 1, characterized in that the elevation (5) is arranged symmetrically in the center of the groove base.

4. Sealing ring arrangement according to claim 1, characterized in that the elevation (5) has a circular segment-shaped cross section.

5. Sealing ring arrangement according to claim 1, characterized in that the elevation (5) extends over the entire circumference of the groove base.

6. Sealing ring arrangement according to claim 1, characterized in that the sealing ring (4) has a circular cross section. .

7. Sealing ring arrangement according to claim 1, characterized in that the elevation consists of several elevations running next to one another in the groove base.

8. Sealing ring arrangement according to claim 1, characterized in that the groove (3) has a rectangular cross section.

9. Sealing ring arrangement according to claim 1, characterized by the following features:

a) at least one flank of the groove runs obliquely with respect to the longitudinal axis of the piston, so that the groove (8) is widened towards the groove base;

b) between the side of the sealing ring (9) acted upon by the pressure medium and the side opposite this side On the flank of the groove (8) there is an air gap (X).

Io. Sealing ring arrangement according to claim 9 _r characterized in that the other flank of the groove (8) extends with respect to the longitudinal axis of the piston (7) obliquely.

11. Sealing ring arrangement according to claim 9, characterized in that the pressure medium acted upon side of the sealing ring facing flank of the groove with respect to the longitudinal axis of the piston extends obliquely, in such a way that the distance of this flank with respect to the perpendicular to the groove base to the outer diameter of the piston is greater will.

12. Sealing ring arrangement according to claim 9, characterized in that the flanks of the groove have a bore (11) which can be connected to the pressure medium flow.