DE1084530B

DE1084530B - Pressure sealing ring

Info

Publication number: DE1084530B
Application number: DET10931A
Authority: DE
Inventors: Charles Lewis Tanner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1955-05-16
Filing date: 1955-05-16
Publication date: 1960-06-30

Description

DEUTSCHESGERMAN

"Die Erfindung betrifft einen Druckdichtungsring aus einem ringförmigen Körper X-förmigen Querschnittes. "The invention relates to a pressure sealing ring made of an annular body with an X-shaped cross section.

Es sind derartige Druckringe aus einem ringförmigen Körper X-föirrnigen Querschnittes bekannt, die aus einem gleichförmig federnden, fließbaren, kautschukartigen Material bestehen und, im Querschnitt gesehen, Außenflächen haben, die von halbkreisförmigen, konvex gekrümmten, in Umfangsrichtung sich erstreckenden wulstförmigen Eckabschnitten und dazwischenliegenden, in Umfangsrichtung sich erstrekkenden, konkav gekrümmten Oberflächenabschnitten gebildet werden, von denen jeder Abschnitt tangential in den angrenzenden Wulstabschnitt übergeht.There are such pressure rings made of an annular body X-shaped cross-section known which consist of a uniformly resilient, flowable, rubber-like material and, in cross-section seen, have outer surfaces that extend from semicircular, convexly curved, in the circumferential direction extending bead-shaped corner sections and intermediate, circumferentially extending, concave curved surface sections are formed, each section of which is tangential merges into the adjacent bead section.

Diese bekannten, Ringe, die _an^den Ecken radiale Vorsprünge aufweisen und konkav gestaltete Seiten haben, zeigen Mängel. So sind beispielsweise die vorspringen Ecken so dünn, daß sich die Ecken bei hohen Drücken eher zusammenfalten, als daß sie einem solchen Zusammenfalten widerstehen, was. zur Folge hat, daß das Ringmaterial in die Zwischenräume hineinfließt, die von den Konkavflächen begrenzt werden. Bei anderen Ausführunigen sind die konkaven Seitenkanäle des X-förmigen Querschnittes so klein, daß sie den Materialfluß nicht aufnehmen können, so· daß infolgedessen eine große Reibung erzeugt wird. Der erfindungsgemäße Druckdichtungsring kennzeichnet sich gegenüber den bekannten Druckdichtungsringen dadurch, daß der Radius jedes Wulstabschnittes gleich dem halben Radius jedes konkav gekrümmten Oberflächenabschnittes ist.These well-known, rings, which _at ^ the corners are radial Having protrusions and concave sides show deficiencies. So are the projections, for example Corners so thin that at high pressures the corners tend to fold rather than fold resist such a folding what. has the consequence that the ring material in the spaces flows into it, which are limited by the concave surfaces. Other designs are concave Side channels of the X-shaped cross-section are so small that they cannot accommodate the flow of material, so that a large amount of friction is generated as a result. The pressure sealing ring according to the invention features compared to the known pressure sealing rings in that the radius of each bead section is equal to half the radius of each concavely curved surface section.

Der neue Druckdichtungsring mit diesen kennzeichnenden kritischen Abmessungen hat folgende Vorteile: Wird der Ring einem in Axialrichtung wirkenden Strömungsmitteldruck unterworfen, dann, fließt der Kautschuk des Ringes ohne unzulässige Reibung, um eine Abdichtung herzustellen. Die konkaven Seitenkanäle nehmen infolge ihrer Abmessungen den fließenden Kautschuk der Eckenabschnitte vollkommen auf, ohne daß eine unzulässige Reibung zwischen den relativ zueinander beweglichen Teilen erfolgt. Bei kleinerem Radius als dem angegebenen Radius würde der Kautschuk nicht fließen, sondern Eckenabschnitte würden sich in Falten legen, und bei größerem Radius der wulstartigen Eckenabschnitte würde beim Fließen des Kautschuks eine große Reibung vorhanden sein. Infolge der Stellung der konkav ausgeführten Oberflächenabschnitte zu den konvex ausgeführten Ringteilen fließt das Material der konvexen Abschnitte und nimmt den von den konkaven Abschnitten gebildeten freien Raum ein, ohne daß eine übermäßige Reibung des Materials an der Oberfläche der mechanischen Teile, zwischen denen die Abdichtung angeordnet ist, entsteht und ein Abwischen des Schmierölfilmes von DruckdichtungsringThe new pressure sealing ring with these distinctive critical dimensions has the following advantages: If the ring is one acting in the axial direction Subjected to fluid pressure, then, the rubber of the ring flows around without undue friction make a seal. The concave side channels take on the flowing due to their dimensions Rubber of the corner sections completely, without undue friction between the relatively moving parts takes place. If the radius is smaller than the specified radius, the rubber does not flow, but corner sections would lay in folds, and with a larger radius of the bead-like corner portions, there would be a lot of friction when the rubber flows. As a result of the position of the concave surface sections in relation to the convex ring parts the material of the convex sections flows and takes that formed by the concave sections free space without excessive friction of the material on the surface of the mechanical Parts, between which the seal is arranged, is created and the lubricating oil film is wiped off Pressure sealing ring

Anmelder:Applicant:

Charles Lewis Tanner,
Los Angeles, Calif. (V. St. A.)Charles Lewis Tanner,
Los Angeles, Calif. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. H. Ruschke, Berlin-Friedenau,Representative: Dr.-Ing. H. Ruschke, Berlin-Friedenau,

und Dipl.-Ing. K-. Grentzenberg, München 27,and Dipl.-Ing. K-. Grentzenberg, Munich 27,

Pienzenauer Str. 2, PatentanwältePienzenauer Str. 2, patent attorneys

Charles Lewis Tanner, Los Angeles, Calif. (V. St. Α.), ist als Erfinder genannt wordenCharles Lewis Tanner, Los Angeles, Calif. (V. St. Α.), has been named as the inventor

diesen Oberflächen erfolgt. Ein überraschender Vorteil besteht außerdem darin,'daß jede Verletzungsstelle des Eckwulstes, die etwa dadurch entsteht, daß ein auf der Oberfläche eines Metallteiles befindlicher ^a5 Metallgrat eine Eckwulst ritzt, sich von selbst schließt und nicht weiter einreißt. Die Verwendungsdauer des Ringes ist daher wesentlich länger, und es- ist kein schnell wiederholtes Auswechseln erforderlich.these surfaces takes place. A further surprising advantage is' that each injury site of Eckwulstes containing about arises in that a points on the surface of a metal part ^a corner bead 5 scribes a Metallgrat, closes by itself and not to tearing. The service life of the ring is therefore much longer and it is not necessary to replace it quickly and repeatedly.

Andere Ziele und Vorteile ergeben sich nachstehend aus der Beschreibung einer bevorzugten Ausführung, auf die die Erfindung jedoch nicht begrenzt ist. In der Zeichnung istOther objectives and advantages are set out below from the description of a preferred embodiment, to which, however, the invention is not limited. In the Drawing is

Fig. 1 eine Draufsicht des Abdichtungsringes,Fig. 1 is a plan view of the sealing ring,

Fig. 2 ein vergrößerter Querschnitt, und .Fig. 2 is an enlarged cross section, and.

Fig. 3, 4, 5 und 6 sind Querschnitte bei der Verwendung des Ringes als Abdichtung zwischen:, zwei relativ zueinander beweglichen Bauteilen einer Druckvorrichtung, wobei Fig. 3 den Ring im Querschnitt .zeigt,_nehe er einem Strömungsmitteldruck unterworfen wird, während die Fig. 4, 5 bzw. 6 die Form des Ringes zeigen, die der Ring unter immer steigendien Drücken annimmt.Fig. 3, 4, 5 and 6 are cross-sections with the use of the ring as a seal between :, two relatively movable components of a printing apparatus, wherein FIG. 3 .Indicates the ring in cross-section, _n before it is subjected to a fluid pressure, while the Figures 4, 5 and 6 respectively show the shape of the ring which the ring assumes under ever increasing pressures.

Der in Draufsicht kreisförmige Ring 5 besteht aus einem einzigen vollwandigen Materialstück, das federnd, nachgiebig und zusammendrückbar ist und durchweg die gleiche Federungskraft und Zusammendrückbarkeit hart. Geeignete Stoffe für diesen Zweck sind Kunstkautschuk, Naturkautschuk, Kunststoffe und kautschukähnliche Stoffe, die die obenerwähnten Eigenschaften haben.The ring 5, which is circular in plan view, consists of a single solid piece of material which resilient, resilient, and compressible, and consistently has the same resilience and compressibility hard. Suitable substances for this purpose are synthetic rubber, natural rubber, plastics and rubber-like materials having the properties mentioned above.

Der Ring 5 ist in den Fig. 3 bis 6 in der Ringnut 6 eines Kolbens 7 gelagert, der sich in einem Zylinder 8 verschiebt. Die Bodenwand 6 α der Ringnut 7 liegt parallel zur Längsachse des Kolbens, der mit ziemlichIn FIGS. 3 to 6, the ring 5 is mounted in the annular groove 6 of a piston 7 which moves in a cylinder 8. The bottom wall 6 α of the annular groove 7 is parallel to the longitudinal axis of the piston, which is pretty much

009 548/227009 548/227

großer Toleranz im Zylinder liegt. Wichtig ist, daß die Dicke des Ringes mit Bezug auf den Abstand zwischen der Bodenwand der Ringnut und der gegenüberliegenden Innenfläche des Zylinders so groß ist, daß der Ring auch ohne Einwirkung· eines Strömungsmitteldruckes einen Druckpaßsitz zwischen diesen Bauteilen hat, d. h. einen Paßsitz, bei dem der Ring von Anfang an etwas zusammengedrückt ist.large tolerance in the cylinder. It's important, that the thickness of the ring with respect to the distance between the bottom wall of the ring groove and the opposite one The inner surface of the cylinder is so large that the ring can be closed even without the action of a fluid pressure has a pressure fit between these components, d. H. a snug fit where the ring Something is compressed from the beginning.

Der Ring hat im Querschnitt einen Hauptteil 10 und vier in gleichem Abstand voneinander stehende wulstartige Eckenabschnitte 14, die von gleich großen Zwischenflächen 16 getrennt sind. Die wulstartigen Eckenabschnitte 14 haben konvex gekrümmte Oberflächen 15j während die Seitenflächen 16 konkav gekrümmt sind.In cross section, the ring has a main part 10 and four equidistantly spaced from one another bead-like corner sections 14, which are of the same size Intermediate surfaces 16 are separated. The bead-like corner portions 14 have convex curved surfaces 15j while the side surfaces 16 are concavely curved are.

Der neue Dichtungsring weist verschiedene kritische Abmessungen auf. Wichtig ist, daß seine Außenfläche im Querschnitt völlig von gekrümmten Flächen begrenzt wird, die verschiedene kritische Eigenschaften oder Stellungen aufweisen, wie sie nachstehend beschrieben werden. Wichtig ist dabei, daß der Körper 10 eine wesentlich größere Querschnittsdicke hat als die Dicke der zugehörenden wulstartigen Ecken 14 und daß die Radiallänge und Dicke der Ecken 14 so groß ist, daß sich die Ecken nicht in eine derartige Stellung verschwingen oder falten, daß der Ring im Querschnitt unzulässig verlängert wird, wenn er in Axialrichtung einem ziemlich hohen Strömungsmitteldruck unterworfen wird.The new sealing ring has various critical dimensions. It is important that his Outer surface in cross section is completely limited by curved surfaces, which are different critical Have properties or positions as described below. It is important that the body 10 has a substantially greater cross-sectional thickness than the thickness of the associated bead-like corners 14 and that the radial length and thickness of the corners 14 is so great that the corners do not swing or fold into such a position that the ring elongates impermissibly in cross-section when subjected to a fairly high fluid pressure in the axial direction.

Diese kritischen Relativabmessungen werden dadurch erhalten, daß die Außenfläche des Ringes im Querschnitt von einer Reihe von. tangential ineinander übergehenden, in entgegengesetzten Richtungen gekrümmten abwechselnden Seiten- und Eckenflächenabschnitten nachstehender Radien und Ausdehnungen begrenzt wird. Jeder Eckenabschnitt 14 muß von einer konvexen Oberfläche begrenzt sein, deren Krümmung nicht größer als 180° zwischen den Punkten ist, an denen die konvexe Kurve in die konkaven Kurven der beiden angrenzenden Seitenflächen 16 übergeht. Jeder Eckenabschnitt 14 muß einen Radius haben, der nicht größer als annähernd der halbe Radius der Krümmung jeder Seitenfläche 16 ist. Jede Seitenfläche 16 muß um einen Radius konkav gekrümmt sein, der nicht kleiner ist als annähernd ein Drittel der größten. Querschnittsdicke des Ringes, gemessen auf einer geraden Linie zwischen den Punkten x-x der Fig. 2, ist. Unter dem Ausdruck »annähernd« ist zu verstehen, daß keine größere Änderung als 2O°/o von den erwähnten Größen erfolgt.These critical relative dimensions are obtained by the fact that the outer surface of the ring in cross section of a number of. alternating side and corner surface sections of the following radii and dimensions that merge tangentially into one another and are curved in opposite directions. Each corner section 14 must be delimited by a convex surface, the curvature of which is not greater than 180 ° between the points at which the convex curve merges into the concave curves of the two adjacent side surfaces 16. Each corner portion 14 must have a radius that is no greater than approximately half the radius of the curvature of each side surface 16. Each side surface 16 must be concavely curved by a radius no smaller than approximately one third of the largest. Cross-sectional thickness of the ring, measured on a straight line between points xx of Fig. 2, is. The expression "approximately" means that there is no change greater than 20 per cent of the quantities mentioned.

Durch diese Formgebung und Krümmung verlagert sich das Material des Ringes in Abdichtungsberührung zwischen den Bauteilen, jedoch falten oder biegen sich die Ecken nicht zusammen.Due to this shape and curvature, the material of the ring is shifted into sealing contact between the components, but the corners do not fold or bend together.

Wie in Fig. 3 dargestellt, ist der anfängliche Paßsitz des Ringes zwischen Bodenwand 6 a der Nut 6 und inneren Oberfläche des Zylinders 8 ein Druckpaßsitz, bei dem die in Richtung des Durchmessers gegenüberliegenden Eckenpaare etwas zusammengepreßt sind, obwohl der Druckpaßsitz nicht so· groß sein soll, daß durch das Zusammenpressen der Ecken jeder Raum zwischen den mittleren Innenflächen des Ringes und der Bodenwand der Ringnut sowie zwischen der außenliegenden Seitenfläche des Ringes und der Innenfläche des Zylinders völlig ausgeschaltet ist. Fig. 4 zeigt den Ring, wenn er in Axialrichtung einem Strömungsmitteldruck von weniger als 3,5 kg/cm² unterworfen wird. In dieser Stellung hat nur eine kleine Verlagerung des Materials stattgefunden. Fig. 5 zeigt den Ring, wenn er einem wesentlich größeren Druck von beispielsweise 35 kg/cm² unterworfen wird. In dieser Stellung hat sich das Material des Ringes so verlagert, daß der Ring an drei Seiten abgeflacht ist. In der in Fig. 6 dargestellten Stellung ist der Ring einem Strömungsmitteldruck von 105 kg/cm² oder höher unterworfen worden.As shown in Fig. 3, the initial fit of the ring between the bottom wall 6a of the groove 6 and the inner surface of the cylinder 8 is a pressure fit, in which the opposite corner pairs in the direction of the diameter are slightly pressed together, although the pressure fit is not so large is intended that by pressing the corners together, any space between the central inner surfaces of the ring and the bottom wall of the annular groove and between the outer side surface of the ring and the inner surface of the cylinder is completely eliminated. Fig. 4 shows the ring when it is subjected to a fluid pressure of less than 3.5 kg / cm ² in the axial direction. In this position there was only a small shift in material. Fig. 5 shows the ring when it is subjected to a much greater pressure of, for example, 35 kg / cm ^2. In this position, the material of the ring has shifted so that the ring is flattened on three sides. In the position shown in FIG. 6, the ring has been subjected to ^{a fluid pressure of 105 kg / cm 2 or higher.}

Selbst wenn eine vertretbare Menge von Gratteilchen auf der Außenseitenfläche des Ringes verbleibt, wird dadurch die Abdichtung nicht wesentlich beeinträchtigt.Even if a reasonable amount of flash particles remains on the outer side surface of the ring, this does not significantly affect the seal.

Claims

PATENT APPLICATION:

Pressure sealing ring from an annular body X-shaped cross-section, which consists of a consists of uniformly resilient, flowable, rubber-like material and, seen in cross section, Has outer surfaces, which by semicircular, .convex curved, in the circumferential direction, extending, bead-shaped corner sections and intermediate, circumferentially extending, concave curved surface sections, each section of which is tangential merges into the adjacent bead portion, characterized in that the The radius of each bead section (14) is equal to half the radius of each concavely curved surface section (16) is.

Considered publications:
German utility model No. 1 681 158;
U.S. Patent Nos. 511,734, 2,700,561;
Power magazine (III. 1955), p. 121.

1 sheet of drawings