DE1269435B

DE1269435B - Sealing ring

Info

Publication number: DE1269435B
Application number: DEP1269A
Authority: DE
Inventors: Robert W Haberkorn
Original assignee: Minnesota Rubber Co
Current assignee: Minnesota Rubber and Plastics
Priority date: 1963-05-10
Filing date: 1963-12-04
Publication date: 1968-05-30

Description

Dichtungsring Die Erfindung betrifft einen Dichtungsring aus elastischem Material zum Abdichten zwischen axial gegeneinander verschiebbaren Teilen, der in einer Nut eines der beiden Teile angeordnet ist und einen annähernd quadratischen Grundquerschnitt mit drei wulstartig abgerundeten Kanten aufweist, zwischen denen Einbuchtungen mit konkaver, jeweils unmittelbar in die wulstartig abgerundeten Kanten übergehenen Wölbungen vorgesehen sind, wobei zwei dieser Kanten am Nutgrund und die wulstartige dritte sowie die vierte auf der Gegendichtfläche des anderen Teiles dichtend anliegen.Sealing ring The invention relates to a sealing ring made of elastic Material for sealing between axially displaceable parts, which in a groove of one of the two parts is arranged and an approximately square Has basic cross-section with three bead-like rounded edges, between which Indentations with concave, each directly in the bead-like rounded edges omitted bulges are provided, two of these edges on the groove base and the bead-like third and fourth on the counter-sealing surface of the other part fit tightly.

Zum Abdichten zwischen axial gegeneinander verschiebbaren Teilen sind Dichtungsringe aus elastischem Material bekannt (deutsche Auslegeschrift 1082 463), deren Querschnitt quadratisch oder rechteckförmig ist, wobei die Kanten wulstartig abgerundet sind und zwischen den gerundeten Kanten konkave Wölbungen vorgesehen sind. Dadurch ist der Dichtungsring in der ihn aufnehmenden Nut besser abgestützt und seine rasche Zerstörung infolge der Walkkräfte weitgehend vermieden. Diese Dichtungsringe sind jedoch insbesondere für die Verwendung bei hohen Drücken geeignet und häben eine verhältnismäßig hohe Reibung an den Gleitflächen. Ferner ist der Abstreifeffekt gering. Ferner ist es bekannt (USA.-Patentschriften 3 007 723 und Re. 24 332), die Kanten des Dichtungsringes verhältnismäßig spitz auslaufen zu lassen. Dieser Dichtungsring ist zwar zum Einsatz bei verhältnismäßig hohen Drücken geeignet, bei denen die große Gleitreibung nur eine untergeordnete Rolle spielt. Dagegen sind die schmal auslaufenden Kanten durch verhältnismäßig starke Verformungen gefährdet.For sealing between axially displaceable parts, sealing rings made of elastic material are known (German Auslegeschrift 1082 463), the cross-section of which is square or rectangular, the edges being rounded in the manner of a bead and concave bulges being provided between the rounded edges. As a result, the sealing ring is better supported in the groove receiving it and its rapid destruction as a result of the flexing forces is largely avoided. However, these sealing rings are particularly suitable for use at high pressures and have a relatively high friction on the sliding surfaces. Furthermore, the wiping effect is low. It is also known (US Pat. Nos. 3 007 723 and Re. 24 332) to let the edges of the sealing ring taper to a relatively sharp point. This sealing ring is suitable for use at relatively high pressures, in which the high sliding friction only plays a subordinate role. In contrast, the narrow edges are endangered by relatively strong deformations.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Dichtungsring so auszubilden, daß die Gleitreibung des Dichtungsringes verringert, an den gleitenden Flächen ein Abstreifeffekt auftritt und eine einwandfreie Abdichtung, insbesondere bei niedrigen Drücken, vermittelt wird. Ferner soll sich der Dichtungsring trotz der auf ihn wirkenden Kräfte nicht verdrehen oder verkanten.In contrast, the invention is based on the object of the sealing ring to train so that the sliding friction of the sealing ring is reduced to the sliding Surfaces a wiping effect occurs and a perfect seal, in particular at low pressures, is conveyed. Furthermore, the sealing ring should be in spite of Do not twist or tilt the forces acting on it.

Diese Aufgabe ist bei dem Dichtungsring der eingangs geschilderten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die vierte Kante als an sich bekannte Dichtlippe ausgebildet ist, deren der Gegendichtfläche zugewandte Seite im spannungslosen Zustand geradlinig von der an der Gegendichtfläche anliegenden wulstartigen Kante in flachem schrägem Winkel verläuft und deren Innenseite durch eine tiefere konkave Einbuchtung gebildet ist. Durch die genannten Merkmale können die durch die gestellte Aufgabe bestimmten Erfordernisse, die sich teilweise widersprechen, erfüllt werden. Der erfindungsgemäße Dichtungsring hat einen guten Sitz in der Nut, eine geringe Gleitreibung und ist insbesondere zum Abdichten niedriger Drücke geeignet. Trotzdem ist auch die Abdichtung bei hohen Drücken einwandfrei und ausreichend. Die Dichtlippe dient zum Abstreifen von Schmutz- oder Schmierfilm an den Gleitflächen. Die Ausbildung der Dichtlippe vermittelt auch den Vorteil, daß der Lippenquerschnitt besonders groß gehalten werden kann, wodurch die Gefahr des Umstülpens des Ringes vermieden wird und auftretende Walkkräfte einen weniger günstigen Angriffspunkt finden.In the case of the sealing ring, this task is the same as that described above Type solved according to the invention in that the fourth edge is known as a sealing lip is formed, the side facing the mating sealing surface in the de-energized state straight from the bead-like edge resting on the mating sealing surface in a flat one inclined angle and the inside by a deeper concave indentation is formed. With the mentioned features, the given task certain requirements, some of which contradict each other, are met. Of the Sealing ring according to the invention has a good seat in the groove, low sliding friction and is particularly suitable for sealing low pressures. Still is too the seal is perfect and adequate at high pressures. The sealing lip is used for removing dirt or lubricating film from the sliding surfaces. Training the sealing lip also gives the advantage that the lip cross-section is particularly can be kept large, thereby avoiding the risk of the ring turning inside out and any flexing forces that occur will find a less favorable point of application.

Dichtlippen sind an sich bekannt. So ist ein in eine Nut .eingesetzter Wulstring bekannt (deutsche Auslegeschrift 1100 907), an dessen kreisförmigen Querschnitt zwei Lippen angeformt sind, wobei die der Gegendichtfläche zugewandte Seite der Dichtlippe in flachem schrägem Winkel verläuft, während die andere Lippe zur besseren Abstützung des Wulstrings in der Nut dient. Auch ist es bekannt (britische Patentschrift 860 090), an der Innenseite einer an einem Wulstring aasgeformten Dichtlippe eine tiefere konkave Einbuchtung vorzusehen, um die Elastizität der Dichtlippe zu erhöhen. Diese Dichtungsringe sind jedoch nachteilig, weil sie in der Nut nicht ausreichend abgestützt sind, so daß sie starken Walkkräften ausgesetzt sind. Auch die verhältnismäßig dünnen Lippen können den Halt des Dichtungsrings nicht wesentlich verbessern. Aus diesen Gründen ist auch nur eine kurze Lebensdauer bei einem weiteren bekannten Dichtungsring (USA.-Patentschrift 2 841429) zu erwarten, bei dem ebenfalls zwei Lippen vorgesehen sind, von denen sich die eine am Nutgrund und die andere als Dichtlippe an der Gegendichtfläche abstützt.Sealing lips are known per se. So is a .inserted in a groove Bead ring known (German Auslegeschrift 1100 907), on its circular cross-section two lips are formed, with the side facing the mating sealing surface of the Sealing lip in flat oblique angle while the other Lip serves to better support the bead ring in the groove. It is also known (British patent specification 860 090), on the inside of a bead ring Sealing lip to provide a deeper concave indentation in order to maintain the elasticity of the sealing lip to increase. However, these sealing rings are disadvantageous because they are not in the groove are sufficiently supported so that they are exposed to strong flexing forces. Even the relatively thin lips can not significantly hold the sealing ring to enhance. For these reasons, there is only a short service life for another known sealing ring (USA.-Patent 2 841429) to be expected, in which also two lips are provided, one of which is at the bottom of the groove and the other supported as a sealing lip on the mating sealing surface.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 den Querschnitt des Dichtungsringes, F i g. 2, 3 und 4 verschiedene Grundformen der Dichtungsringe im Querschnitt, F i g. 5 den Einbau von Dichtungsringen in eine Kolbennut und zur Abdichtung einer Kolbenstange, F i g. 6 den Einbau des Dichtungsringes zur Abdichtung von Flächen.An embodiment of the invention is shown below with reference to the Drawings explained in more detail. It shows F i g. 1 the cross section of the sealing ring, F i g. 2, 3 and 4 different basic shapes of the sealing rings in cross section, F. i g. 5 the installation of sealing rings in a piston groove and for sealing a Piston rod, Fig. 6 the installation of the sealing ring for sealing surfaces.

Der in F i g. 1 im spannungslosen Zustand dargestellte Querschnitt des Dichtungsringes 10 weist drei wulstartig abgerundete Kanten 21, 22 und 23 auf, zwischen denen jeweils die Einbuchtungen 11 und 12 mit konkaver Wölbung vorgesehen sind. Der Querschnitt des Dichtungsringes 10 ist etwa quadratisch. Die Seite 14 der Dichtlippe 17 verläuft in flachem schrägem Winkel, während auf der Seite 13 des Dichtungsringes eine tiefere konkave Einbuchtung 15 gebildet ist. Die Einbuchtung 15 erstreckt sich über einen wesentlichen Teil der Entfernung zwischen dem Querschnittmittelpunkt 16 und der Kante 23. Aus F i g. 1 ist ferner ersichtlich, daß die Einbuchtung 15 einen verhältnismäßig kleinen und die Einbuchtung 12 einen verhältnismäßig großen Krümmungsradius aufweist. Die Dichtlippe 17 ist bei 18 flach ausgebildet, so daß zusammen mit der Seite 14 eine Abstreifkante 19 gebildet ist.The in F i g. 1, shown in the de-energized state, the cross section of the sealing ring 10 has three bead-like rounded edges 21, 22 and 23, between which the indentations 11 and 12 are provided with a concave curvature. The cross section of the sealing ring 10 is approximately square. The side 14 of the sealing lip 17 runs at a shallow oblique angle, while a deeper concave indentation 15 is formed on the side 13 of the sealing ring. The indentation 15 extends over a substantial part of the distance between the cross-sectional center point 16 and the edge 23. From FIG. 1 it can also be seen that the indentation 15 has a relatively small and the indentation 12 has a relatively large radius of curvature. The sealing lip 17 is flat at 18, so that a wiper edge 19 is formed together with the side 14.

Gegenüber der Kante 23 ist die Abstreifkante 19 etwas zurückversetzt, während sie gegenüber der Kante 21 im spannungslosen Zustand vorsteht. Dies trägt zur Halterung der Abstreifkante 19 bei.Compared to the edge 23, the scraper edge 19 is set back a little, while it protrudes from the edge 21 in the de-energized state. This contributes for holding the wiper edge 19 at.

In F i g. 5 ist ein gemäß F i g. 2 ausgebildeter Dichtungsring in die Ringnut 28 eines Kolbens 26 eingebaut, der in einem Zylinder 24 mit der Innenbohrung 25, die die Gegendichtfläche bildet, verschiebbar ist. Dabei liegt die Abstreifkante 19 an der Innenbohrung 25 an und verstärkt die Dichtung zwischen dem Kolben 26 und dem Zylinder 24. Die Richtung des herrschenden Druckes ist mit dem Pfeil 29 angegeben. Der Druck wirkt zwischen der Innenbohrung 25 und der Außenfläche 27 des Kolbens auf den Dichtring. Die Seite 13 des Dichtungsringes mit der tieferen Einbuchtung 15 ist somit der Druckrichtung zugekehrt. Ferner ist in F i g. 5 die Abdichtung der Oberfläche 33 der in der Gehäusebohrung 32 geführten Kolbenstange 31 mittels des in eine Nut 30 eingesetzten Dichtungsringes gemäß F i g. 3 dargestellt. Dabei liegt die Abstreifkante 19, die gemäß F i g. 3 und 4 geringfügig, wie bei 20 dargestellt, ist, an der Oberfläche 33 der Kolbenstange an. Die tiefere Einbuchtung 15 ist ebenfalls dem höheren Druck des Strömungsmittels zugekehrt, während die Dichtlippe 17 vom Querschnittsmittelpunkt 16 des Ringes aus entgegen der Druckrichtung nach außen verläuft.In Fig. 5 is a according to FIG. 2 formed sealing ring built into the annular groove 28 of a piston 26, which is displaceable in a cylinder 24 with the inner bore 25, which forms the mating sealing surface. The wiping edge 19 rests against the inner bore 25 and strengthens the seal between the piston 26 and the cylinder 24. The direction of the prevailing pressure is indicated by the arrow 29. The pressure acts on the sealing ring between the inner bore 25 and the outer surface 27 of the piston. The side 13 of the sealing ring with the deeper indentation 15 is thus facing the direction of pressure. Furthermore, in FIG. 5 the sealing of the surface 33 of the piston rod 31 guided in the housing bore 32 by means of the sealing ring inserted in a groove 30 according to FIG. 3 shown. The wiper edge 19, which according to FIG. 3 and 4 slightly, as shown at 20 , on the surface 33 of the piston rod. The deeper indentation 15 also faces the higher pressure of the fluid, while the sealing lip 17 extends outward from the cross-sectional center 16 of the ring, counter to the pressure direction.

Der in F i g. 4 dargestellte Dichtungsring 41 dient als Flächendichtung gemäß F i g. 6 zur Abdichtung zwischen der Oberfläche 35 eines Maschinenteils 34 und der Oberfläche 37 eines Maschinenteils 36, das eine Mittelbohrung 39 aufweist, durch die Druck in Pfeilrichtung 40 entsteht. Der Dichtungsring 41 ist in einer die Mittelbohrung 39 umgebenden Nut 38 eingesetzt. Dabei liegt die flache Seite 14 des Dichtungsringes an der Oberfläche 35 an.The in F i g. Sealing ring 41 shown in FIG. 4 serves as a surface seal according to FIG. 6 for sealing between the surface 35 of a machine part 34 and the surface 37 of a machine part 36 which has a central bore 39 through which pressure in the direction of arrow 40 is generated. The sealing ring 41 is inserted in a groove 38 surrounding the central bore 39. The flat side 14 of the sealing ring is in contact with the surface 35.

Bereits bei verhältnismäßig geringem Strömungsmitteldruck vermittelt die Ausbildung der Dichtlippe die gewünschte Abdichtung zwischen der Abstreifkante 19 und der Gegendichtfläche. Beim Einbau wird die Dichtlippe 17 elastisch zusammengedrückt. Dadurch wird die Andrückkraft erhöht. Die Abstreifwirkung tritt bei einer Bewegung des Kolbens 26 von rechts nach links in F i g. 5 ein. Dadurch, daß die tiefere Einbuchtung 15 der Druckseite des Strömungsmittels zugekehrt ist, wird die Dichtlippe 17 auch durch den Strömungsmitteldruck in Anlage an die Gegendichtfläche gebracht. Durch die im flachen schrägen Winkel verlaufende Seite 14 ist der Querschnitt und damit der Verformungswiderstand der Dichtlippe verhältnismäßig groß. Andererseits ist durch die tiefere Einbuchtung 15 und durch die flache Seite 14 die Dichtlippe so elastisch, daß die Gleitreibung an der Gegendichtfläche verringert ist. Dazu trägt auch die spitzwinklige Abstreifkante 19 bei. Infolge der gegenüber der Kante 21 vorgezogenen Dichtlippe 17 können größere Toleranzen in den Nutabmessungen und im Abstand zwischen der Dichtfläche und der Gegendichtfläche ausgeglichen werden. Mit dem in der Beschreibung genannten niederen Druck, für den der Dichtungsring insbesondere geeignet ist, sind Drücke bis etwa 35 atü gemeint.Already mediated at a relatively low fluid pressure the formation of the sealing lip the desired seal between the wiper edge 19 and the mating sealing surface. During installation, the sealing lip 17 is elastically compressed. This increases the pressing force. The wiping effect occurs with a movement of the piston 26 from right to left in FIG. 5 a. Because the deeper indentation 15 is facing the pressure side of the fluid, the sealing lip 17 is also brought into contact with the counter-sealing surface by the fluid pressure. By the side 14 running at a shallow oblique angle is the cross section and thus the resistance to deformation of the sealing lip is relatively large. On the other hand is through the deeper indentation 15 and through the flat side 14, the sealing lip so elastic, that the sliding friction on the mating sealing surface is reduced. It contributes also the acute-angled scraper edge 19 at. As a result of the opposite of the edge 21 advanced sealing lip 17 can have larger tolerances in the groove dimensions and in the Distance between the sealing surface and the mating sealing surface must be compensated. With the low pressure mentioned in the description, for which the sealing ring in particular is suitable, pressures up to about 35 atmospheres are meant.

Claims

Claims: 1. Sealing ring made of elastic material for sealing between axially displaceable parts, which is arranged in a groove of one of the two parts and has an approximately square basic cross-section with three bead-like rounded edges, between which indentations with concave, each directly into the bead-like rounded edges by continuous curvatures are provided, two of said edges on the bottom of the groove and the bead-third and the fourth on the counter-sealing surface of the other part sealingly, d a -through in that the fourth edge is formed as known per se sealing lip (17), whose the counter-sealing surface (25, 33, 35) facing side (14) in the tension-free state runs in a straight line from the bead-like edge (21) resting on the counter-sealing surface at a shallow oblique angle and the inside of which is formed by a deeper concave indentation (15).

2. O-ring according to claim 1, characterized in that the sealing lip (17) in the tension-free State in relation to the cross-section of the ring profile to the outside the bead-like edge (21) resting on the mating sealing surface protrudes.

3. Sealing ring according to claim 1 and 2, characterized in that the sealing lip (17) has a sharp scraper edge (19) in a manner known per se. Considered publications: German Auslegeschrift No. 1 100 907, 1082 463, 1109 469; German utility model No. 1801485; British Patent No. 860,090; U.S. Patent Nos. 2,841,429, 2,889,183, 3,007,723, Re 24,332.