DE2256542C2

DE2256542C2 - Sealing arrangement for a pressure medium seal acted upon from two sides

Info

Publication number: DE2256542C2
Application number: DE19722256542
Authority: DE
Inventors: John B. Long Beach Calif. Scannell
Original assignee: Parker Hannifin Corp
Current assignee: Parker Hannifin Corp
Priority date: 1971-11-22
Filing date: 1972-11-17
Publication date: 1982-11-25
Also published as: GB1399537A; DE2256542A1; FR2162968A5; CA997801A

Description

kenden hydraulischen Zylindern und ähnlichen Einrichtungen mit zwei ineinandergeschobenen Teilen verwendbar ist Eine Zyiinder-Kolben-Anordnung 11 besitzt einen Zylinder 12 und einen in ihm bewegbaren Kolben 13, der eine Nut 14 zur Aufnahme der Dichtungsanordnung 10 aufweistKenden hydraulic cylinders and similar devices with two nested parts can be used A cylinder-piston assembly 11 has a cylinder 12 and a piston 13 movable in it, which has a groove 14 for receiving the sealing arrangement 10 has

Die in F i g. 2 in Vergrößerung gezeigte Dichtungsor. Ordnung 10 besteht aus einem Dichtungsring 20, einem Lippenbelastungsring 21 und einem Stützring 22. Der Dichtungsring ^O besteht zweckmäßigerwe'rse aus einem elastomeren Kunststoff, wie synthetischem Kautschuk, Polyurethan oder Polytetrafluorethylen. Der Dichtungsring 20 weist innere und äußere Lippen 23,24 und zwischen beiden eine Ringnut 25 auf, in der der Lippenbelastungsring 21 angeordnet ist Der Lippenbelastungsring 21 besteht zweckmäßigerweise aus synthetischem Kautschuk mit einer Durometer Α-Härte von etwa 70. Der eine Anlagefläche 26 für den Lippenbelastungsring 21 besitzende Stützring 22 besteht zweckmäßigerweise aus Polyurethan, glasverstärktem Polyurethan oder Polyamid und hat zweckmäßigerweise eine Durometer A-Kärte von 95-100. Die Anlagefläche 26 ist zweckmäßigerweise konkav, und bildet cimn eine zentrale Nut 34 zum Einrasten des Lippenbelastungsrings 29. Die Anlagefläche 26 läßt sich aber auch konvex oder eben ausbilden. Vor der Anlagefläche 26 nach innen oder außen sind im Stützring 22 ringförmige Nuten 27, 28 ausgebildet, welche die freien Enden der Lippen 23, 24 aufnehmen, wenn der Dichtungsring 20 unter einem rückwärtsgerichteten Druckmitteldruck (F i g. 3, Pfeil 44) gegen den Stützring 22 bewegt wird.The in F i g. 2 sealing gate shown in enlargement. Order 10 consists of a sealing ring 20, a lip load ring 21 and a support ring 22. The Sealing ring ^ O is expediently made of an elastomeric plastic such as synthetic rubber, polyurethane or polytetrafluoroethylene. Of the Sealing ring 20 has inner and outer lips 23,24 and between the two an annular groove 25 in which the lip load ring The lip loading ring 21 is expediently made of synthetic Rubber with a durometer Α hardness of about 70. The one contact surface 26 for the lip load ring Support ring 22 having 21 is expediently made of polyurethane, glass-reinforced polyurethane or polyamide and expediently has a durometer A hardness of 95-100. The contact surface 26 is expediently concave and forms a central groove 34 for engaging the lip loading ring 29. The contact surface 26 can also be convex or flat. Before the contact surface 26 after inside or outside 22 annular grooves 27, 28 are formed in the support ring, which the free ends of the Lips 23, 24 receive when the sealing ring 20 is under a backward pressure medium pressure (Fig. 3, arrow 44) is moved against the support ring 22.

In F i g. 2 ist mit den gestrichelten Linien 30, 31 die Relativstellung der gegenüberliegenden Seitenwandungen 32, 33 und der Nut 14 angedeutet Wenn sich die Lippen 23, 24 und der Lippenbelastungsring im freien, nicht zusammengedrückten Zustand befinden, ist zwischen dem Lippenbelastungsring 21 und dem Stützring 22 ein Zwischenraum vorhanden.In Fig. 2 with the dashed lines 30, 31 is the relative position of the opposite side walls 32, 33 and the groove 14 indicated When the lips 23, 24 and the lip load ring are in the open, uncompressed state is between the lip loading ring 21 and the support ring 22 there is a gap.

F i g. 3 zeigt die Dichtungsanordnung 10, nachdem sie in die Nut 14 des Kolbens 13 eingesetzt und durch den Zylinder 12 zusammengedrückt worden ist Die Lippen 23,24 sind jetzt zu dem Lippenbelastungsring 21 hin radial abgelenkt und zu dem Stützring 22 hin verschoben. Der Lippenbelastungsring 21 ist radial zusammengedrückt, so daß er axial am Stützring 22 anliegt Der Lippenbelastungsring 21 und der Stützring 22 sind zweckmäßigerweiae fc:;i<^:.» im wesentlichen unzusammengedrückt F i g. 3 shows the sealing arrangement 10 after it has been inserted into the groove 14 of the piston 13 and compressed by the cylinder 12. The lips 23, 24 are now radially deflected towards the lip loading ring 21 and displaced towards the support ring 22. The lip loading ring 21 is compressed radially so that it rests axially on the support ring 22. The lip loading ring 21 and the support ring 22 are expediently fc:; i < ^:. » essentially uncompressed

Es ist möglich, daß der Lippenbela^ungsring 2ί durch Cv Stüty.ring 22 axial geringfügig zusammengedrückt ist.It is possible that the lip load ring 2ί through Cv Stüty.ring 22 slightly compressed axially is.

in Fig.4 ist die Kolben-Zylinder-Anordnung 11 mit Drj'jsuiiiteldruck von rechts in Richtung des Pfeils 40 beaufschlagt Das unter Druck stehende Druckmittel geht an dem Stützring 22 vorbei in die Zwischenräume 41,42 zwischen den ringförmigen Nuten 27,28 und den Lippen 23, 24, so daß zwischen dem Stützring 22 und dem Lippenbelastungsring 21 ein Zwischenraum 35 vorhanden ist Der in den Räumen 35, 41, 42 herrschende Druck wirkt auf den Lippenbelastungsring 21 und die Lippen 23, 24 derart ein, daß die Dichtkraft der Lippen 23,24 proportional zum Druck größer wird.in Figure 4, the piston-cylinder arrangement 11 is with Drj'jsuiiiteldruck from the right in the direction of arrow 40 acted upon The pressurized pressure medium passes the support ring 22 into the spaces 41,42 between the annular grooves 27,28 and the lips 23, 24, so that between the support ring 22 and the lip loading ring 21 is a space 35 is the prevailing in the spaces 35, 41, 42 Pressure acts on the lip loading ring 21 and the lips 23, 24 in such a way that the sealing force of the lips 23.24 increases proportionally to the pressure.

In Fig.5 ist die Kolben-Zylinder-Anordnung 11 mit Druckmitteldruck von links in Richtung des Pfeils 44 beaufschlagt Hierbei hat sich der Dichtungsring 20 nach rechts bewegt so daß ein Zwischenraum 43 vorhanden ist Infolge der Bewegung des Dichtungsringes 20 nach rechts wirkt der Druckmitteldruck üutr den Dichtungsring 20 und den Stützring 22 an den Stelleu 45 und 46 auf den Lippenbelastungsring 21. Dadurch wird der Lippenbelastungsring 21 gedehnt so daß er an den Stellen 47, 48 eine Dichtkraft auf die Lippen 23, 24 ausübt Diese Kraft w.rd über die Lippen 23, 24 auf die Dichtflächen 50,51 übertragen. Infolge der Bewegung des Dichtungsrings 20 nach rechts liegen die Lippen 23,24 an den ringförmigen Nuten 27,28(Fi g. 2) an, so daß ein Teil des Drucks über die Lippen 23, 24 auf die Dichtflächen 50, 51 übertragen wird.In Figure 5, the piston-cylinder arrangement 11 is with Pressure medium pressure applied from the left in the direction of arrow 44. Here, the sealing ring 20 has moved moved to the right so that a gap 43 is present as a result of the movement of the sealing ring 20 after the pressure medium pressure acts on the sealing ring on the right 20 and the support ring 22 at the positions 45 and 46 the lip loading ring 21. As a result, the lip loading ring 21 is stretched so that it is at the points 47, 48 exerts a sealing force on the lips 23, 24. This force w.rd via the lips 23, 24 on the sealing surfaces 50.51 transferred. As a result of the movement of the sealing ring 20 to the right are the lips 23,24 on the annular grooves 27,28 (Fi g. 2), so that part of the Pressure is transmitted via the lips 23, 24 to the sealing surfaces 50, 51.

In der in Fig.6 gezeigten Ausführungsform besitzt der Stützring 22 weiche Einsätze 52, 53, in denen die ringförmigen Nuten 27 bzw. 28 ausgebildet sind. Bei starken in Richtung des Pfeils 44 wirkenden Drücken schützen die Einsätze 52,53 die Lippen 23, 24.In the embodiment shown in Fig.6 has the support ring 22 soft inserts 52, 53 in which the annular grooves 27 and 28 are formed. at Strong pressures acting in the direction of arrow 44 protect the inserts 52, 53, the lips 23, 24.

In der in F i g. 7 gezeigten Ausführungsform ist der Stützring 57 ein einstückiger Teil eines Teils 54 des Kolbens 13. Dadurch wird der Einbau und Austausch der Dichtungsanordnung 10 erleichtert, weil der Teil 54 auf Ίβη übrigen Teil des Kolbens 13 aufgeschraubt und daher gegenüber diesem axial bewegbar ist Als Anlageflächen für die Lippen 23,24 dienen die ebenen Flächen 55,56, an die sich die Lippen 23,24 unter einem hohen, in Richtung des Pfeils 44 wirkenden Druck anlegen.In the in F i g. 7, the support ring 57 is an integral part of part 54 of the Piston 13. This facilitates the installation and replacement of the sealing arrangement 10 because the part 54 screwed onto the remaining part of the piston 13 and is therefore axially movable with respect to this. The flat surfaces serve as contact surfaces for the lips 23, 24 55,56, to which the lips 23,24 under a high, Apply pressure acting in the direction of arrow 44.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

1 2 bearing chuck is compressed to deform the sealing ring and thereby strengthen the seal. Such a seal can only be seen from one side

1. Dichtungsanordnung für eine von zwei Seiten mit Druck beaufschlagen.1. Pressurize the seal assembly for one of two sides.

¹ mit Druck beaufschlagte Druckmitteldichtung zwi- 5 Aus der US-PS 35 12 789 schließlich ist eine Dichtung ¹ pressurized pressure medium seal between 5 From US-PS 35 12 789 finally is a seal

sehen zwei ineinandergeschobenen Teilen, von mit Temperaturausgleich bekannt Hierbei ist ein Vor-see two parts pushed into one another, known from with temperature compensation.

denen eines eine Nut besitzt, deren Grund dem an- sprung vorgesehen, der der Ausdehnung der Federone of which has a groove, the base of which is intended for the jump, that of the expansion of the tongue

deren Teil radial gegenüber liegt und die von einan- einen Widerstand entgegensetzt, um zu verhindern, daßthe part of which is radially opposite and which opposes a resistance in order to prevent that

der gegenüberliegenden Seitenwänden begrenzt ist, sich die Dichtungslippen von den Dichtungsebenenthe opposite side walls is limited, the sealing lips from the sealing planes

in der Nut die Dichtungsanordnung angeordnet ist, io wegbewegen. Auch hierbei können die Dichtuagslippenthe sealing arrangement is arranged in the groove, move away io. Here, too, the sealing lips

üie aus einem Dichtungsring und einem Lippenbela- leicht zerstört werden, und zwar insbesondere, wennüie from a sealing ring and a lip load are easily destroyed, especially if

stungsring sowie einem Stützring besteht, wobei der hohe Drücke vorhanden sind.stungsring and a support ring, the high pressures are present.

Dichtungsring eine innere und eine äußere Lippe Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dich-Sealing ring an inner and an outer lip The invention is based on the object of a sealing

und zwischen beiden eine Ringnut aufweist, in der tungscnordnung im Hinblick auf die Dichtigkeit undand between the two has an annular groove, in the order of the device with regard to the tightness and

der Lippenbelastungsring angeordnet ist und sie an- 15 den Verschleiß zu verbessern.the lip loading ring is arranged and they also improve wear and tear.

fänglich im wesentlichen ausfüllt, und der Lippenbe- Nach der Erfindung wird diese Aufgabe durch denInitially essentially fills out, and the lip area According to the invention, this object is achieved by the

lastungsring ein freiliegendes Ende hat, wobei der kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs gelöst Eineload ring has an exposed end, the characterizing part of the main claim solved a

Stützring gegebenenfalls eine zentrale Nut zum Ein- weitere vorteilhafte Ausgestaltung ergibt sich aus demSupport ring optionally a central groove for a further advantageous embodiment results from the

rasten des Lippenbelastungsrings, und sine der Ring- Anspruch 2.lock the lip load ring, and sine the ring claim 2.

nut gegenüberliegende Anlagefläche mit einer etwa 20 Bei der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung der öffnut.g der Ringnut entsprechenden radialen werden die Lippen des Dichtungsrings in entsprechend Abmessung hat, dadurch gekenn zeich- ringförmigen Nuten des Stützrings aufgenommen, wenn net, daß der Stützring (22) von der Anlagefläche der Dichtungsring mit den Lippen und dem Lippenbela-(26) nach innen und außen liegende ringförmiie stungsring durch Druckmittelbeaufschlagung in Rich-Nuten (27,28) zum Aufnehmen der freien Enden der 25 tung auf den Stützring gedrückt wird. Ein Teil des Stütz-Lippen (23,24) aufweist ringes zwischen den ringförmigen Nuten bildet hierbeigroove opposite contact surface with an approximately 20 In the case of the sealing arrangement according to the invention The lips of the sealing ring are correspondingly radial to the öffnut.g of the annular groove Dimension has, thereby marked, received ring-shaped grooves of the support ring when net that the support ring (22) from the contact surface of the sealing ring with the lips and the lip loading (26) inwardly and outwardly lying ringförmiie stungsring by applying pressure medium in Rich grooves (27,28) for receiving the free ends of the 25 device the support ring is pressed. A part of the support lips (23,24) has a ring between the annular grooves here

2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch eine Anlagefläche, die der Ringnut zwischen den beiden gekennzeichnet daß der Stützring (22) aus relativ Lippen des Dichtungsrings gegenüberliegt und eine rastarreni Material und die innere und die äußere Nut diale Abmessung hat, die im wesentlichen der öffnung (27, 28) aus relativ weichem Material bestehen. 30 der gegenüberliegenden Ringnut entspricht Hierdurch2. Sealing arrangement according to claim 1, characterized in that a contact surface is formed by the annular groove between the two characterized in that the support ring (22) is made of relatively opposite lips of the sealing ring and is made of a rastarreni material and the inner and outer groove dimensions are substantially the same as the opening (27, 28) consist of relatively soft material. 30 corresponds to the opposite ring groove

bildet der Stützring eine Widerlagerfläche für den Lip-the support ring forms an abutment surface for the lip

penbelastungsring, der in die Ringnut eingelegt ist Aufpen load ring, which is inserted in the ring groove

diese Weise kann der auf die Lippen ausgeübte Dichtdruck den jeweils vorhandenen Druckbeanspruchun-in this way, the sealing pressure exerted on the lips can

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dichtungsanord- 35 gen so angepaßt werden, daß ein Lecken wirksam vernung für eine von zwei Seiten mn. Druck beaufschlagte hindert wird. Jedoch wird wirksam eine Überbelastung Druckmitteldichtung gemäß Oberbegriff des Hauptan- oder eine zu starke Verformung des Dichtrings und desspruchs. sen Lippen durch Aufnahme ihrer freien Enden in ring-The invention relates to a sealing arrangement to be adapted in such a way that leakage is effective for one of two sides. Pressurized prevents. However, an overload becomes effective Pressure medium seal according to the generic term of the main requirement or excessive deformation of the sealing ring and desspruchs. lips by incorporating their free ends in ring-

Eine derartige Dichtungsanordnung ist aus der förmigen Nuten vermieden, so daß man einen frühzeiti-GB-PS 10 84 137 bekannt Hierbei sind die Dichtungs- 40 gen Verschleiß der Dichtungsanordnung verhindern elemente verdoppelt Eine solche Auslegung ist haupt- kann.Such a sealing arrangement is avoided from the shaped grooves, so that an early GB-PS 10 84 137 is known elements doubled Such an interpretation is essential.

sächlich für die Druckkontrolle bei einseitiger Druckbe- Die Erfindung wird nachstehend an Beispielen unterThe invention is illustrated below using examples below

aufschlagung bestimmt Die freien Enden der Lippen Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläudes Dichtrings können sich hierbei unbehindert bewe- tert Darin zeigenoverlay determined The free ends of the lips with reference to the attached drawing, the sealing ring can be shown in it without hindrance

gen. Es ist sogar ein Zwischenraum vorhanden, um den 45 F i g. 1 eine Längsschnittansicht einer Kolben-Zylin-Eintritt des Druckmittels in den Dichtungsring und die der-Anordnung mit zwei ineinandergeschobenen Teilen, Ausübung eines Drucks auf den Lippenbelastungsring zwischen denen eine Dichtungsanordnung für eine von zu erreichen. Wird eine solche Dichtungsanordnung bei zwei Seiten mit Druck beaufschlagte Druckmitteldichin Gegenrichtung wirkenden Drücken verwendet, so er- tung vorgesehen ist,gen. There is even a space around the 45 F i g. 1 shows a longitudinal sectional view of a piston-cylinder entry of the pressure medium into the sealing ring and that of the arrangement with two parts pushed into one another, Applying pressure to the lip loading ring between which a sealing arrangement for one of to reach. If such a sealing arrangement is used in the case of pressures acted on two sides with pressure medium acting in the opposite direction, provision is made for

gibt sich eine Verdrängung, die bewirkt, daß die Dich- so F i g. 2 eine vergrößerte Querschnittsansicht der tungsoberflächen entweder durch übermäßige Ausdeh- Dichtungsanordnung in F i g. 1 in unbelastetem Zustand, nung oder durch Einklemmen in einen vorhandenen Fig.3 eine vergrößerte Querschnittsansicht derthere is a repression that causes the seal so F i g. 2 is an enlarged cross-sectional view of FIG processing surfaces either by excessive expansion sealing arrangement in FIG. 1 in unloaded condition, tion or by wedging in an existing Fig. 3 an enlarged cross-sectional view of the

Hohlraum oder durch übermäßige Bewegung zerstört Dichtungsanordnung nach F i g. 1 nach dem Einbau in werden, die durch sogenannte Druckpulsierungen in zu- die beiden ineinandergeschobenen Teile ohne Drucksammengesetzten Teilen auftreten. 55 mitteldruck,Cavity or by excessive movement destroyed the sealing arrangement according to FIG. 1 after installation in which occur due to so-called pressure pulsations in the two parts pushed together without pressure composite parts. 55 medium pressure,

Aus der US-PS 29 34 363 ist eine doppelseitige Dich- F i g. 4 eine F i g. 3 entsprechende Ansicht der DichFrom US-PS 29 34 363 a double-sided seal F i g. 4 a fig. 3 corresponding view of you

tung bekannt, die aber nicht als Lippendichtung mit tungsanordnung unter einem von rechts in Richtung Stützring ausgebildet ist Sie umfaßt ein zapfenförmiges eines Pfeils 40 wirkenden Druck, Element, das zur Formung der Dichtungsoberfläche Fig.5 eine Fig.3 ähnliche Ansicht der Dichtungsan-known device, but not as a lip seal with device arrangement under one from the right in the direction Support ring is formed It comprises a pin-shaped pressure acting as an arrow 40, Element that is used for forming the sealing surface Fig. 5 is a view similar to Fig. 3 of the sealing arrangement

entsprechend geformt ist Ein solches zapfenförmiges 60 Ordnung unter einem von links in Richtung eines Pfeils Element ist nicht als Belastungsring und schon gar nicht 44 wirkenden Druck,Such a peg-shaped 60 order is correspondingly shaped below one from the left in the direction of an arrow Element is not acting as a load ring and certainly not 44 pressure,

als Lippenbelastungsring geeignet F i g. 6 eine Querschnittsansicht einer weiteren Aus-suitable as lip loading ring F i g. 6 a cross-sectional view of a further embodiment

Aus der GB-PS 6 54 801 ist eine doppelt wirkende führungsform einer Dichtungsanordnung und Dichtung bekannt. Hierbei bewegt sich ein O-Ring, der F i g. 7 eine Querschnittsansicht einer anderen Aus-From GB-PS 6 54 801 is a double-acting guide form of a seal arrangement and Poetry known. This moves an O-ring, the F i g. 7 is a cross-sectional view of another embodiment

an sich eine statische Dichtung darstellt, axial auf Ringe 65 führungsform einer Dichtungsanordnung, zu. Die in F i g. 1 gezeigte Dichtungsanordnung 10 ist vonin itself represents a static seal, axially on rings 65 guide form of a sealing arrangement, to. The in F i g. Seal assembly 10 shown is from FIG

Aus der US-PS 31 72 670 ist eine Dichtungsanord- zwei Seiten mit Druck beaufschlagbar und jeweils lecknung bekannt, die mechanisch durch Veränderung des dicht, so daß sie als Druckmitteldichtung in doppelt wir-From US-PS 31 72 670 a Dichtungsanord- two sides can be acted upon with pressure and leakage is known that mechanically by changing the tight, so that they act as a pressure medium seal in double