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EP4367420A1 - Method for producing a sealing ring, and sealing ring - Google Patents

Method for producing a sealing ring, and sealing ring

Info

Publication number
EP4367420A1
EP4367420A1 EP22813522.4A EP22813522A EP4367420A1 EP 4367420 A1 EP4367420 A1 EP 4367420A1 EP 22813522 A EP22813522 A EP 22813522A EP 4367420 A1 EP4367420 A1 EP 4367420A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sealing ring
sealing
longitudinal profile
central axis
ring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22813522.4A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Gert Mølsted IVERSEN
Lars DE CALDAS SONDRUP
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Trelleborg Sealing Solutions Germany GmbH
Original Assignee
Trelleborg Sealing Solutions Germany GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Trelleborg Sealing Solutions Germany GmbH filed Critical Trelleborg Sealing Solutions Germany GmbH
Publication of EP4367420A1 publication Critical patent/EP4367420A1/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • F16J15/328—Manufacturing methods specially adapted for elastic sealings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • B29D99/0082—Producing articles in the form of closed loops, e.g. rings
    • B29D99/0085—Producing articles in the form of closed loops, e.g. rings for sealing purposes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • F16J15/3204—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip
    • F16J15/3208—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip provided with tension elements, e.g. elastic rings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • F16J15/3284—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings characterised by their structure; Selection of materials
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/56—Other sealings for reciprocating rods
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2793/00—Shaping techniques involving a cutting or machining operation
    • B29C2793/0027—Cutting off

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a sealing ring and a sealing ring.
  • Sealing systems are established in many areas of technology and essentially comprise two machine parts which are arranged at a distance from one another and which can be moved relative to one another along and/or around a movement axis.
  • one of the machine parts is designed as a piston or piston rod and the other as a cylinder in which the piston or piston rod can be moved back and forth.
  • a bearing or sealing gap is formed between the two machine parts and is sealed by means of at least one sealing ring.
  • the sealing system can also have a machine part in the form of a shaft and a further machine part in the form of a housing surrounding the shaft.
  • the sealing rings used usually have a sealing edge which, in its assembly position, rests against the sealing surface of one of the two machine parts in a dynamically sealing manner and are usually designed as so-called radial sealing rings.
  • a seal holding structure is used to hold the sealing ring, mostly in the form of an annular groove, in or on which the sealing ring is arranged and held.
  • a prestressing element for example in the form of a rubber ring, is used to ensure sufficient contact pressure between the sealing edge of the sealing ring and the sealing surface.
  • the sealing ring can also be designed in the form of a so-called wiper or have a wiper function in order to counteract the ingress or entrainment of water or dirt into the sealing system.
  • a previously described sealing system with a sealing ring is known, for example, from US Pat. No. 2,019,0107,203 A1 and from US Pat. No. 5,082,295 A.
  • the known sealing rings are usually produced by means of an injection molding process.
  • the object relating to the method for producing the sealing ring is achieved by the method specified in claim 1, the sealing ring according to the invention is specified in claim 5.
  • the method according to the invention is used to produce a sealing ring, in particular a radial sealing ring, and has the following method steps:
  • a longitudinal profile in the form of a cylindrical tube or a cylindrical rod is provided.
  • the radial sealing ring to be separated from the longitudinal profile is defined in the material of the longitudinal profile with a transverse axis of the radial shaft sealing ring running at an acute angle o with 7° ⁇ o ⁇ 90° to the central axis of the longitudinal profile.
  • the sealing ring--when considering a longitudinal section of the longitudinal profile-- is defined in the material of the longitudinal profile with a transverse axis running obliquely to the inner peripheral side of the longitudinal profile.
  • the sealing ring has an outer contour that tapers in the direction of the central axis toward the high-pressure side of the sealing ring.
  • the sealing ring is separated from the longitudinal profile by means of a machining process. Conventional machine tools can be used for this.
  • Radial sealing rings are often asymmetrical and have an inflow side facing the high-pressure side H and an outflow side facing away from the high-pressure side H or, in the case of wiper rings, a side in the direction of the environment.
  • Such radial sealing rings often require different properties over the axial width of the sealing surface.
  • radial seal rings for high-pressure applications require increased mechanical strength at the downstream, i. H. low pressure side, side.
  • a wiper requires increased material hardness in relation to the environment.
  • a multi-component or hybrid longitudinal profile with two or more concentric material layers is used as the longitudinal profile, which differ in their material properties, such as their mechanical, chemical or electrical properties or in terms of their costs or their external appearance.
  • the sealing ring produced using the method according to the invention is intended in particular for hydraulic or pneumatic applications, ie for a pneumatic or hydraulic system, or as a radial shaft sealing ring.
  • the sealing ring has a sealing edge, preferably arranged on the circumference, for dynamically sealing contact with a sealing surface of a machine part.
  • the sealing edge is closed in the form of a ring relative to the central axis of the sealing ring.
  • the sealing ring can in particular be designed to seal on the inside or outside.
  • the sealing ring in its unloaded state, has a transverse axis in a cross section encompassing the central axis, which encloses an acute angle ⁇ with its central axis with 7° ⁇ 90°.
  • the transverse axis is that axis of the sealing ring which is aligned in said cross section of the sealing ring from the low-pressure side to the high-pressure side and which, in the installed state of the sealing ring, is aligned parallel or essentially parallel to the sealing surface or to the movement axis of the machine parts of the sealing system to be sealed against one another is.
  • the transverse axis can in particular be arranged to run orthogonally to one or to both side flanks of the sealing ring. In the unloaded state, the sealing ring according to the invention therefore has an internal cross section which decreases from the low-pressure side to the high-high-pressure side of the sealing ring.
  • the sealing ring For its assembly, the sealing ring must therefore be more deformed on the high-pressure side (ie more expanded in the case of an internally sealing sealing ring or more strongly compressed in the case of an externally sealing sealing ring) than on the low-pressure side.
  • the compression changes (over its circumference) over the entire axial width of the sealing ring in the installed or assembled state.
  • This can be used in the assembled or installed state of the seal ring to improve the distribution of the contact pressure pressure of the seal ring against the sealing surface (counterface) and at the same time improve the resistance to high operating pressures on the high-pressure side H by reducing the stress on the low-pressure side end segment of the seal ring is reduced.
  • the sealing ring according to the invention can be produced in a simple and cost-effective manner and does not require any special tools in its manufacture.
  • the sealing ring can in particular be designed as a radial sealing ring.
  • the radial sealing ring can have a support structure which is arranged on the high-pressure side H of the sealing edge at a distance from the sealing edge in an axial direction relative to the central axis of the sealing ring.
  • the sealing edge can be contacted all around when it comes into contact with the relevant machine part.
  • This offers the advantage of assembly that is particularly gentle on the sealing edge of the radial sealing ring.
  • An undesired structural overloading of the sealing edge as well as an associated premature wear or an early functional failure of the radial sealing ring can be counteracted in this way.
  • the radial sealing ring e.g.
  • the support structure does not interfere with the sealing function during operation and does not restrict the access of fluid flow or pressure to the sealing surface. Accordingly, the support structure may be provided with axially extending notches. When the radial sealing ring is in use, the support structure preferably does not lie against the sealing surface, ie it is arranged at a distance from it.
  • the support structure can be formed, for example, by an annular bead, or by a plurality of radial projections of the radial sealing ring spaced apart from one another in the circumferential direction of the radial sealing ring, or by an edge of the radial sealing ring, which is formed by an end face/side flank of the sealing ring on the assembly opening side or high-pressure side and the peripheral surface having the sealing edge of the sealing ring is formed.
  • the radial sealing ring has a circumferential side or lateral surface pointing away from the sealing edge, which is at least partially cylindrical when the sealing ring is assembled under pressure.
  • a large-area support of a tensioning ring in the radial direction can be made possible, through which the sealing edge of the radial sealing ring (in the installed state) can be tensioned in a direction radial to the central axis of the radial sealing ring against the sealing surface of one machine part.
  • the peripheral side can be concave in shape in the longitudinal direction of the radial sealing ring or convexly curved outwards.
  • the sealing ring particularly preferably has end faces running parallel to one another. This enables a particularly simple production and a wide range of uses for the sealing ring.
  • the sealing ring is designed as a multi-component part, in particular as a two- or three-component part.
  • the sealing ring can have different material properties in/on different sections as required.
  • the material of the sealing ring in the area of the sealing edge can be viscoplastic and otherwise rubber-elastic, and vice versa.
  • the sealing ring can have reinforcement areas, through which the mechanical stability of the sealing ring against deformation is locally increased.
  • each dividing line between the material layers of the sealing ring is arranged running parallel to the central axis of the sealing ring in the unloaded state of the sealing ring.
  • each dividing line with the central axis or with the movement axis of the machine parts to be sealed against one another encloses the acute angle ⁇ explained above or essentially the acute angle ⁇ explained above with 7° ⁇ 90°.
  • the sealing ring is made from one or more plastics that differ from one another in their material properties. At least one of the plastics can be an elastomer, for example.
  • FIG. 1 shows a longitudinal profile in a fragmentary longitudinal section, with exemplary contours of sealing rings to be produced from the longitudinal profile, wherein the contours of which are defined in a conventional manner in the longitudinal profile (prior art);
  • FIG. 2 shows a longitudinal profile in a fragmentary longitudinal section, with exemplary contours of sealing rings to be produced from the longitudinal profile, the contours of which are defined in the longitudinal profile in a manner according to the invention
  • FIGS. 1 to 5 shows a block diagram with individual method steps of the method according to the invention for producing the sealing ring according to FIGS. 1 to 5
  • Figs. 4 shows a sealing system with a sealing ring in a chronological sequence of individual assembly steps of the sealing system, namely when inserting a first machine part into the second machine part, in whose seal holding structure the sealing ring is partially pre-installed (FIG. 4A); when the first machine part comes into contact with the partially installed sealing ring for the first time (Fig. 4B), when the sealing ring is radially swiveled in against the seal, inherent elastic restoring forces and when the sealing edge is in contact for the first time (Fig.4C), when the sealing ring is swiveled further into the seal retaining structure (Fig. 4D) and when the sealing edge contacts the sealing surface in the non-pressurized assembly state;
  • FIG. 5 shows the sealing system according to FIG. 4 when pressure is applied to the high-pressure side with an operating pressure P below the maximum operating pressure P max ;
  • FIG. 6 shows the sealing system according to FIG. 4 when pressure is applied on the high-pressure side with a maximum operating pressure P max ;
  • Figs. 7 shows a sealing ring in a two-component design in an isolated sectional view (FIG. 7A) and in the ready-to-operate installed state (FIG. 7B);
  • FIG. 8 shows a sealing ring in a two-component design in an isolated sectional view (FIG. 8A) and in the ready-to-operate installed state (FIG. 8B);
  • Figs. 9 shows a radial sealing ring in the form of a wiper in a three-component design in a cut-out sectional view (FIG. 9A) and in the operational installed state (FIG. 9B).
  • sealing rings and, in particular, also so-called wipers, which are assigned to the radial sealing rings are usually produced from a longitudinal profile by means of an injection molding process or by means of a machining process.
  • cylindrical tubes and less often rods (solid profiles) are used as the longitudinal profile.
  • the finished sealing ring is defined in the material of the longitudinal profile.
  • the sectional view according to FIG. 1 shows the exemplary contours of different sealing rings 10 , radial sealing rings here purely by way of example, in the material of such a tubular longitudinal profile 12 .
  • the central axis 14 of the longitudinal profile 12 coincides with the central axis 16 of the sealing rings 10 to be manufactured therefrom.
  • the respective transverse axis 18 of the sealing rings 10 to be manufactured are all aligned strictly parallel or substantially parallel to the central axis 16 or to the central axis 14 of the longitudinal profile 12 .
  • FIG. 2 shows, in a manner corresponding to FIG Block diagram with individual method steps of the method according to the invention 100.
  • a longitudinal profile 12 is provided in a first step 102 .
  • the longitudinal profile 12 can be designed as a cylindrical tube or as a cylindrical rod (in particular made of solid material).
  • the respective sealing ring 10 to be manufactured is defined in the material of the longitudinal profile 12, as shown in FIG.
  • the sealing rings 10 to be produced are arranged or defined with their transverse axes shown in FIG. In absolute terms, the angle o is greater than 7°. The angle o can be between 11° and 90° in absolute terms.
  • the sealing ring 10 or the sealing rings 10 are cut free (separated) or worked out of the longitudinal profile 12 by means of a machining process.
  • the cutting manufacturing processes and machine tools established in the prior art for seal production can be used. In this respect, cost-intensive new investments are unnecessary in practice.
  • the sealing rings 10 produced using the method 100 according to the invention have a different inner diameter di in the region of their respective axial end 20 on the high-pressure side and their axial end 22 on the low-pressure side. d 2 up.
  • a seal holding structure in particular a (rectangular) groove of a machine part
  • this is only possible if the sealing ring 10 is torsioned in itself. In other words, a moment must be exerted on the sealing ring when it is installed.
  • a multi-component, for example a two-component, longitudinal profile 12 can be used as the longitudinal profile 12 .
  • Such a longitudinal profile 12 has a multi-layer structure.
  • sealing rings with radial or axial segments 24, 26 can be produced which differ from one another in their material properties.
  • the individual components or (material) layers 28, 30 of the longitudinal profile 12 shown here are arranged coaxially to the central axis 14 of the longitudinal profile 12 and are permanently connected to one another. Consequently, these cannot be detached from one another without destroying the longitudinal profile 12; it goes without saying that the longitudinal profile 12 can also have more than the two (material) layers shown.
  • FIG. 4 shows the assembly of a sealing system 200 with a sealing ring 10, here by way of example an internally sealing radial sealing ring, at successive points in time.
  • the sealing system 200 can be a pneumatic or hydraulic system, for example.
  • the sealing system 200 comprises a first machine part 32 and a second machine part 34 which, in the assembled state, are spaced apart from one another to form a sealing gap 36 and are arranged such that they can be moved relative to one another along and/or about a movement axis 38 .
  • the first machine part 32 can be a piston rod, for example.
  • the second machine part can be a cylinder, for example.
  • the first machine part 32 has a sealing surface 40 and the other machine part 34 has a seal retaining structure 42 .
  • a sealing ring 10 is used to seal a high-pressure side H of the system 200 or the sealing gap 36.
  • the sealing ring 10 has a first end face 44, 46 on the high-pressure side and a second end face 44, 46 on the low-pressure side.
  • the inner peripheral side of the sealing ring 10 is denoted by 48 and the outer peripheral side is denoted by 50 .
  • the Both end faces 44, 46 of the sealing ring 10 can be designed to run parallel to one another.
  • the sealing ring 10 rests with its sealing edge 52 on the sealing surface 40 of the first machine part 32 in a dynamically sealing manner.
  • An elastically deformable prestressing element 54 is used to ensure sufficient contact pressure between the sealing edge 52 and the sealing surface 40.
  • the prestressing element 54 bears against the sealing ring 10 on the circumference and clamps it against the sealing surface 40.
  • the prestressing element 54 can be designed, for example, as a rubber ring or as a garter spring .
  • the first machine part 32 has a starting bevel 56 at one end as an assembly aid.
  • the first machine part 32 is introduced into the second machine part 34 from the high-pressure side H, longitudinally and coaxially to the movement axis 38, FIG. 4A.
  • first a support structure 58 of the sealing ring 10 is contacted by the first machine part 32 before it contacts the sealing edge 52, FIG. 4B.
  • the sealing ring 10 is moved into the seal retaining structure 42 by the first machine part 32 on the high-pressure side, with the sealing ring 10 being deformed in a radial direction, so that a moment 60 acts on the sealing ring 10.
  • a moment acting in the radial direction is caused by the support structure 58, as a result of which the angle o (cf. FIG. 4a) decreases with deformation of the radial sealing ring 10 and the prestressing element 54 (cf. FIG. 4c).
  • the radial sealing ring 10 and the first machine part 32 are centered relative to the central axis 16 or movement axis 38 . Overall, this can counteract excessive loading of the sealing edge 52 and damage to it during assembly of the system 200 .
  • the prestressing element rests against the sealing ring 10 in such a way that an effective center plane 62 of the prestressing element 54 is offset relative to the sealing edge 52 of the sealing ring 10 in an axial direction toward the high-pressure side H of the sealing ring 10.
  • Fig. 5 is the above in connection with Figs.
  • FIG. 6 shows the sealing system 200 at a maximum operating pressure Pmax prevailing on the high-pressure side H of 30 MPa here, for example.
  • Transversal axis 18 reached to the central axis.
  • the prestressing element can be isovolumetrically deformed essentially in an axial direction toward the low-pressure side N and radially toward and against the sealing surface 40 .
  • the sealing ring 10 then rests circumferentially on the sealing surface 40 with its sealing edge 52 and with a longitudinal segment 64 immediately adjacent to the sealing edge 52 on the low-pressure side. This enables the sealing ring 10 to be supported over a large area, which counteracts undesired damage to the sealing edge 52 of the sealing ring 10 even if the system pressure is high.
  • the sealing gap 36 is closed over a long stretch in an axial direction, as a result of which a sufficient sealing effect of the sealing ring 10 is ensured even at maximum operating pressure Pmax.
  • the sealing ring 10 can also have an end section 66 on the low-pressure side (FIG. 5) which (in section) tapers towards the end face 46 on the low-pressure side at least in sections (eg conically).
  • sealing rings 10 are each shown in a cut-out sectional view (FIGS. 7A, 8A and 9A) and in the assembled state/operational use (FIGS. 7B, 8B and 9B).
  • the sealing rings 10 are each designed as multi-component parts and are cut free from a longitudinal profile in the manner explained above.
  • the dividing line 68 (cf. also FIG. 2) between the material layers of the sealing rings 10—in the longitudinal section of the radial seals 10—is arranged running parallel to the central axis.
  • the sealing rings 10 are each arranged to run obliquely to the central axis 16 .
  • This makes it possible to position a first material, for example with good sealing and friction performance, on the sealing edge, and another material with e.g. B. high resistance to the extrusion of the sealing rings 10 to be positioned on the low-pressure side.
  • This can be used to color code the front and back of the sealing rings 10 to improve installation and testing routines.
  • the sealing ring 10 designed as a wiper according to FIGS. 9 has a three-layer structure.
  • the scratching and sealing edge 70 is made of a hard and mechanically robust material, while the dynamically sealing sealing edge 52 is made of a different material, e.g. B. with good frictional behavior is formed.
  • Those areas that are only in contact with the biasing element or the seal retaining structure can be formed from an inexpensive material.

Landscapes

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Abstract

The invention relates to a sealing ring (10) for a sealing system (200), in particular in the form of a pneumatic or hydraulic system, comprising: - a peripherally arranged sealing edge (52) for dynamically contacting a sealing surface (40) of a machine part (32, 34), which sealing edge (52) is closed in a ring shape relative to the central axis (16) of the sealing ring (10); - wherein the sealing ring (10) in its unloaded state has, in a section comprising the central axis (16), a transverse axis (18) which, with the central axis (16), encloses an angle a with 7° < a < 90°. The invention further relates to a sealing system and to a method for producing the sealing ring (10) from a longitudinal profile (12).

Description

Verfahren zur Herstellung eines Dichtrings sowie Dichtring Process for manufacturing a sealing ring and sealing ring
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Dichtrings sowie einen Dichtring. The invention relates to a method for producing a sealing ring and a sealing ring.
Dichtungssysteme sind in vielen Bereichen der Technik etabliert und umfassen im Wesentlichen zwei Maschinenteile, die voneinander beabstandet angeordnet sind und welche relativ zueinander entlang und/oder um eine Bewegungsachse bewegbar sind. Im Falle eines Hydraulik- oder Pneumatiksystems ist eines der Maschinenteile als ein Kolben oder eine Kolbenstange und das jeweilig andere als ein Zylinder ausgeführt, in dem der Kolben bzw. die Kolbenstange hin- und her bewegbar ist. Zwischen den beiden Maschinenteilen ist ein Lager- bzw. Dichtspalt ausgebildet, der mittels zumindest eines Dichtrings abgedichtet ist. Das Dichtungssystem kann alternativ auch ein Maschinenteil in Form einer Welle und ein weiteres Maschinenteil in Form eines die Welle umgreifenden Gehäuses aufweisen. Die eingesetzten Dichtringe weisen üblicherweise eine Dichtkante auf, die in ihrer Montageposition an der Dichtfläche eines der beiden Maschinenteile dynamisch dichtend anliegt und sind zumeist als sogenannte Radialdichtringe ausgeführt. Zur Halterung des Dichtrings dient eine Dichtungshaltestruktur, zumeist in Form einer Ringnut, in oder an der der Dichtring gehalten angeordnet ist. Im Regelfall dient ein Vorspannelement, etwa in Form eines Gummirings, dazu, eine ausreichende Kontaktpressung zwischen der Dichtkante des Dichtrings und der Dichtfläche sicherzustellen. Der Dichtring kann auch in Form eines sogenannten Abstreifers ausgeführt sein bzw. eine Abstreiffunktion aufweisen, um einem Eindringen bzw. einem Einschleppen von Wasser bzw. Schmutz in das Dichtungssystem entgegenzuwirken. Ein vorbezeichnetes Dichtungssystem mit Dichtungsring ist beispielsweise aus der US 2019 0107 203 Al sowie aus der US 5 082 295 A bekannt geworden. Sealing systems are established in many areas of technology and essentially comprise two machine parts which are arranged at a distance from one another and which can be moved relative to one another along and/or around a movement axis. In the case of a hydraulic or pneumatic system, one of the machine parts is designed as a piston or piston rod and the other as a cylinder in which the piston or piston rod can be moved back and forth. A bearing or sealing gap is formed between the two machine parts and is sealed by means of at least one sealing ring. Alternatively, the sealing system can also have a machine part in the form of a shaft and a further machine part in the form of a housing surrounding the shaft. The sealing rings used usually have a sealing edge which, in its assembly position, rests against the sealing surface of one of the two machine parts in a dynamically sealing manner and are usually designed as so-called radial sealing rings. A seal holding structure is used to hold the sealing ring, mostly in the form of an annular groove, in or on which the sealing ring is arranged and held. As a rule, a prestressing element, for example in the form of a rubber ring, is used to ensure sufficient contact pressure between the sealing edge of the sealing ring and the sealing surface. The sealing ring can also be designed in the form of a so-called wiper or have a wiper function in order to counteract the ingress or entrainment of water or dirt into the sealing system. A previously described sealing system with a sealing ring is known, for example, from US Pat. No. 2,019,0107,203 A1 and from US Pat. No. 5,082,295 A.
Die bekannten Dichtringe werden üblicherweise im Wege eines Spritzgießverfahrens erzeugt. The known sealing rings are usually produced by means of an injection molding process.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein vereinfachtes und kostengünstiges Verfahren zum Herstellen eines Dichtrings mit abschnittsweise unterschiedlichen Materialeigenschaften sowie einen solchen Dichtring anzugeben. It is the object of the invention to specify a simplified and cost-effective method for producing a sealing ring with different material properties in sections and such a sealing ring.
Die das Verfahren zum Herstellen des Dichtrings betreffende Aufgabe wird durch das in Anspruch 1 angegebene Verfahren gelöst, der erfindungsgemäße Dichtring ist in Anspruch 5 angegeben. The object relating to the method for producing the sealing ring is achieved by the method specified in claim 1, the sealing ring according to the invention is specified in claim 5.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient dem Herstellen eines Dichtrings, insbesondere eines Radialdichtrings, und weist die folgenden Verfahrensschritte auf: The method according to the invention is used to produce a sealing ring, in particular a radial sealing ring, and has the following method steps:
In einem ersten Schritt wird ein Längsprofil in Form eines zylindrischen Rohrs oder eines zylindrischen Stabs (Vollprofil) bereitgestellt. In a first step, a longitudinal profile in the form of a cylindrical tube or a cylindrical rod (full profile) is provided.
In einem weiteren Schritt wird der vom Längsprofil abzutrennende Radialdichtring im Material des Längsprofils mit einer zur Zentralachse des Längsprofils unter einem spitzen Winkel o mit 7° < o < 90° verlaufenden Transversalachse des Radialwellendichtrings definiert. Mit anderen Worten wird der Dichtring - bei Betrachtung eines Längsschnitts des Längsprofils - mit einer zu der Innenumfangsseite des Längsprofils schräg verlaufenden Transversalachse im Material des Längsprofils definiert. Dadurch weist der Dichtring eine Außenkontur auf, die sich in Richtung der Zentralachse zur Hochdruckseite des Dichtrings hin verjüngt. In einem nachfolgenden Schritt wird der Dichtring von dem Längsprofil im Wege eines spanenden Verfahrens abgetrennt. Hierzu können herkömmliche Werkzeugmaschinen eingesetzt werden. In a further step, the radial sealing ring to be separated from the longitudinal profile is defined in the material of the longitudinal profile with a transverse axis of the radial shaft sealing ring running at an acute angle o with 7°<o<90° to the central axis of the longitudinal profile. In other words, the sealing ring--when considering a longitudinal section of the longitudinal profile--is defined in the material of the longitudinal profile with a transverse axis running obliquely to the inner peripheral side of the longitudinal profile. As a result, the sealing ring has an outer contour that tapers in the direction of the central axis toward the high-pressure side of the sealing ring. In a subsequent step, the sealing ring is separated from the longitudinal profile by means of a machining process. Conventional machine tools can be used for this.
Radialdichtringe sind häufig asymmetrisch und haben eine der Hochdruckseite H zugewandte Anströmseite und eine der Hochdruckseite H abgewandte Abströmseite oder bei Abstreifringen eine Seite in Richtung der Umgebung. Solche Radialdichtringe erfordern oft unterschiedliche Eigenschaften über die axiale Breite der Dichtfläche. So erfordern Radialdichtringe für Hochdruckanwendungen beispielsweise eine erhöhte mechanische Festigkeit an der stromabwärtigen, d. h. niederdruckseitigen, Seite. In dazu korrespondierender Weise ist bei einem Abstreifer eine erhöhte Materialhärte zur Umgebung hin erforderlich. Aktuelle Konstruktionen, selbst wenn sie aus Hybridmaterialien mit konzentrischen Schichten gefertigt werden, erfüllen solche Anforderungen nicht in einem Teil und müssen dementsprechend häufig zusätzliche Teile wie Eckverstärkungen oder Stützringe für diesen Zweck umfassen, wodurch die Komplexität und die Fertigungskosten erhöht werden. Radial sealing rings are often asymmetrical and have an inflow side facing the high-pressure side H and an outflow side facing away from the high-pressure side H or, in the case of wiper rings, a side in the direction of the environment. Such radial sealing rings often require different properties over the axial width of the sealing surface. For example, radial seal rings for high-pressure applications require increased mechanical strength at the downstream, i. H. low pressure side, side. Correspondingly, a wiper requires increased material hardness in relation to the environment. Current designs, even when fabricated from hybrid materials with concentric layers, do not meet such requirements in one piece and accordingly often have to include additional parts such as corner reinforcements or support rings for this purpose, increasing complexity and manufacturing costs.
Nach der Erfindung wird insoweit als Längsprofil ein Mehrkomponenten- oder Hybrid-Längsprofil mit zwei oder mehr konzentrischen Materialschichten eingesetzt, die sich in ihren Materialeigenschaften, etwa ihren mechanischen, chemischen oder elektrischen Eigenschaften oder auch hinsichtlich ihrer Kosten bzw. ihres äußeren Erscheinungsbilds voneinander unterscheiden. Diesbezüglich kommen insbesondere Längsprofile aus einem Hybridmaterial mit konzentrischen Schichten unterschiedlicher PTFE (Polytetraflurethylen) Compounds, PTFE-/PEEK- (= Polyetheretherketon) Schichten bzw. PTFE- und PU- (Polyurethan) Schichten in Frage. According to the invention, a multi-component or hybrid longitudinal profile with two or more concentric material layers is used as the longitudinal profile, which differ in their material properties, such as their mechanical, chemical or electrical properties or in terms of their costs or their external appearance. In this regard, longitudinal profiles made of a hybrid material with concentric layers of different PTFE (polytetrafluoroethylene) compounds, PTFE/PEEK (=polyetheretherketone) layers or PTFE and PU (polyurethane) layers are particularly suitable.
Mit der vorliegenden Erfindung wird bei Verwendung eines Mehrkomponenten- Längsprofils mithin ermöglicht, bestimmte Materiallagen an unterschiedlichen axialen Positionen des Dichtrings zu positionieren. Dadurch wird es möglich, Teile mit unterschiedlichen optischen, mechanischen, elektrischen oder chemischen oder anderen Materialeigenschaften über die axiale Erstreckung des Dichtrings (bezogen auf dessen Zentralachse) herzustellen. Am Beispiel eines als Kolbenstangendichtung einzusetzenden Radialdichtrings ist es beispielsweise möglich, den Dichtabschnitt bzw. die Dichtkante, an der der Abdichtung abgewandten Niederdruckseite mit einem mechanisch belastbaren Material zu versehen, während in der axialen Mitte des Dichtabschnitts ein weicheres Material mit besseren Dichteigenschaften vorhanden ist und ggf. noch ein weiteres Material an der Hochdruckseite des Radialdichtrings, z. B., um Materialkosten zu reduzieren oder die Installation zu verbessern. Ähnliche Vorteile lassen sich bei anderen Radialdichtungen, Radialwellendichtringen sowie Abstreifern, oder dergleichen, erreichen. With the present invention, when using a multi-component longitudinal profile, it is therefore possible to position specific layers of material at different axial positions of the sealing ring. This makes it possible to parts with different optical, mechanical, electrical or chemical or other material properties over the axial extent of the sealing ring (based on its central axis) to produce. Using the example of a radial sealing ring to be used as a piston rod seal, it is possible, for example, to provide the sealing section or the sealing edge on the low-pressure side facing away from the seal with a mechanically resilient material, while in the axial center of the sealing section there is a softer material with better sealing properties and, if necessary, yet another material on the high pressure side of the radial seal, e.g. B. to reduce material costs or improve installation. Similar advantages can be achieved with other radial seals, radial shaft sealing rings and wipers or the like.
Der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Dichtring ist insbesondere für hydraulische oder pneumatische Anwendungen, d. h., für ein Pneumatik- oder Hydrauliksystem, oder als ein Radialwellendichtring vorgesehen. Der Dichtring weist dazu eine, bevorzugt umfangsseitig, angeordnete Dichtkante zur dynamisch dichtenden Anlage an einer Dichtfläche eines Maschinenteils auf. Die Dichtkante ist relativ zur Zentralachse des Dichtrings ringförmig geschlossen ausgeführt. Der Dichtring kann insbesondere innen- oder außendichtend ausgeführt sein. Der Dichtring weist erfindungsgemäß in seinem unbelasteten Zustand in einem die Zentralachse umfassenden Querschnitt eine Transversalachse auf, die mit seiner Zentralachse einen spitzen Winkel o mit 7° < o < 90° einschließt. Die Transversalachse ist vorliegend diejenige Achse des Dichtrings, die in besagtem Querschnitt des Dichtrings von der Niederdruck- zur Hochdruckseite verlaufend ausgerichtet ist und die im eingebauten Zustand des Dichtrings zur Dichtfläche bzw. zur Bewegungsachse der gegeneinander abzudichtenden Maschinenteile des Dichtungssystems parallel oder im Wesentlichen parallel verlaufend ausgerichtet ist. Die Transversalachse kann insbesondere zu einer oder zu beiden Seitenflanken des Dichtrings orthogonal verlaufend angeordnet sein. Der erfindungsgemäße Dichtring weist im unbelasteten Zustand mithin einen Innenquerschnitt auf, der sich von der Niederdruckseite zur Hochhochdruckseite des Dichtrings hin verkleinert. Der Dichtring muss für seine Montage somit hochdruckseitig stärker verformt (d. h. bei innendichtendem Dichtring stärker aufgeweitet bzw. bei außendichtendem Dichtring stärker komprimiert) werden als niederdruckseitig. Dadurch ändert sich im Einbau- bzw. Montagezustand die Kompression (über seinen Umfang) über die gesamte axiale Breite des Dichtrings. Dies kann im Montage- bzw. Einbauzustand des Dichtrings dazu verwendet werden, die Verteilung des Kontaktpressungsdrucks des Dichtrings gegen die Dichtfläche (Gegenlauffläche) zu verbessern und gleichzeitig die Beständigkeit gegenüber hohen Betriebsdrücken auf der Hochdruckseite H zu verbessern, indem die Belastung am niederdruckseitigen Endsegment des Dichtrings verringert wird. The sealing ring produced using the method according to the invention is intended in particular for hydraulic or pneumatic applications, ie for a pneumatic or hydraulic system, or as a radial shaft sealing ring. For this purpose, the sealing ring has a sealing edge, preferably arranged on the circumference, for dynamically sealing contact with a sealing surface of a machine part. The sealing edge is closed in the form of a ring relative to the central axis of the sealing ring. The sealing ring can in particular be designed to seal on the inside or outside. According to the invention, in its unloaded state, the sealing ring has a transverse axis in a cross section encompassing the central axis, which encloses an acute angle θ with its central axis with 7°<θ<90°. In the present case, the transverse axis is that axis of the sealing ring which is aligned in said cross section of the sealing ring from the low-pressure side to the high-pressure side and which, in the installed state of the sealing ring, is aligned parallel or essentially parallel to the sealing surface or to the movement axis of the machine parts of the sealing system to be sealed against one another is. The transverse axis can in particular be arranged to run orthogonally to one or to both side flanks of the sealing ring. In the unloaded state, the sealing ring according to the invention therefore has an internal cross section which decreases from the low-pressure side to the high-high-pressure side of the sealing ring. For its assembly, the sealing ring must therefore be more deformed on the high-pressure side (ie more expanded in the case of an internally sealing sealing ring or more strongly compressed in the case of an externally sealing sealing ring) than on the low-pressure side. As a result, the compression changes (over its circumference) over the entire axial width of the sealing ring in the installed or assembled state. This can be used in the assembled or installed state of the seal ring to improve the distribution of the contact pressure pressure of the seal ring against the sealing surface (counterface) and at the same time improve the resistance to high operating pressures on the high-pressure side H by reducing the stress on the low-pressure side end segment of the seal ring is reduced.
Der erfindungsgemäße Dichtring ist dabei auf einfache und kostengünstige Weise herstellbar und erfordert bei seiner Fertigung keine Spezialwerkzeuge. The sealing ring according to the invention can be produced in a simple and cost-effective manner and does not require any special tools in its manufacture.
Der Dichtring kann nach der Erfindung insbesondere als ein Radialdichtring ausgeführt sein. Der Radialdichtring kann dabei eine Stützstruktur aufweisen, die auf der Hochdruckseite H der Dichtkante in einer zur Zentralachse des Dichtrings axialen Richtung von der Dichtkante beabstandet angeordnet ist. Dadurch kann einerseits bei der Montage des Dichtungssystems, bei der die gegeneinander abzudichtenden Teile ineinandergeschoben werden, ein erster Aufprall des die Dichtfläche aufweisenden Maschinenteils des Dichtungssystems an dem Radialdichtring absorbiert werden. Durch die Stützstruktur kann während der Montage zudem eine Zentrierung des Radialdichtrings relativ zur Bewegungsachse der gegeneinander abzudichtenden Maschinenteile des Dichtungssystems erreicht werden. Dadurch kann die Dichtkante bei Kontakt mit dem betreffenden Maschinenteil umlaufend kontaktiert werden. Dies bietet den Vorteil einer für die Dichtkante des Radialdichtrings besonders schonenden Montage. Einer unerwünschten strukturellen Überbeanspruchung der Dichtkante sowie einem damit einhergehenden frühzeitigem Verschleiß oder einem frühzeitigen funktionellen Versagen des Radialdichtrings kann dadurch entgegengewirkt werden. Weiterhin kann der Radialdichtring, etwa bei dessen radial innendichtender Ausführung, beim hochdruckseitigen axialen Einführen des die Dichtfläche aufweisenden Maschinenteils in den Radialdichtring über die an diesem Maschinenteil abgestützte Stützstruktur - vorab des Kontaktierens der Dichtkante - mit einem Moment beaufschlagt werden, durch das der Radialdichtring erst in oder in Richtung auf seine vorgegebene Montageposition innerhalb/an einer Dichtungshaltestruktur gedreht bzw. geschwenkt wird. According to the invention, the sealing ring can in particular be designed as a radial sealing ring. The radial sealing ring can have a support structure which is arranged on the high-pressure side H of the sealing edge at a distance from the sealing edge in an axial direction relative to the central axis of the sealing ring. As a result, on the one hand, during assembly of the sealing system, during which the parts to be sealed against one another are pushed into one another, an initial impact of the machine part of the sealing system having the sealing surface can be absorbed on the radial sealing ring. The support structure can also be used to center the radial sealing ring relative to the movement axis of the machine parts of the sealing system that are to be sealed against one another during assembly. As a result, the sealing edge can be contacted all around when it comes into contact with the relevant machine part. This offers the advantage of assembly that is particularly gentle on the sealing edge of the radial sealing ring. An undesired structural overloading of the sealing edge as well as an associated premature wear or an early functional failure of the radial sealing ring can be counteracted in this way. Furthermore, the radial sealing ring, e.g. in its radially internally sealing design, can be subjected to a moment during the high-pressure side axial insertion of the machine part having the sealing surface into the radial sealing ring via the support structure supported on this machine part - prior to contacting the sealing edge - by which the radial sealing ring only in or pivoted toward its predetermined mounting position within/on a seal support structure.
Es ist für die Dichtleistung des Radialdichtrings wichtig, dass die Stützstruktur die Dichtungsfunktion im Betrieb nicht beeinträchtigt und den Zugang von Fluidströmung oder Druck auf die Dichtfläche nicht einschränkt. Dementsprechend kann die Stützstruktur mit axial verlaufenden Kerben versehen sein. Die Stützstruktur liegt im Betriebseinsatz des Radialdichtrings vorzugsweise nicht an der Dichtfläche an, ist also von dieser beabstandet angeordnet. It is important to the sealing performance of the radial seal that the support structure does not interfere with the sealing function during operation and does not restrict the access of fluid flow or pressure to the sealing surface. Accordingly, the support structure may be provided with axially extending notches. When the radial sealing ring is in use, the support structure preferably does not lie against the sealing surface, ie it is arranged at a distance from it.
Die Stützstruktur kann nach der Erfindung beispielswiese durch einen Ringwulst, oder durch mehrere in Umfangsrichtung des Radialdichtrings voneinander beabstandete Radialvorsprünge des Radialdichtrings oder durch eine Kante des Radialdichtrings gebildet sein, die von einer montageöffnungsseitigen bzw. hochdruckseitigen Stirnfläche/Seitenflanke des Dichtrings und der die Dichtkante aufweisenden Umfangsfläche des Dichtrings gebildet ist. According to the invention, the support structure can be formed, for example, by an annular bead, or by a plurality of radial projections of the radial sealing ring spaced apart from one another in the circumferential direction of the radial sealing ring, or by an edge of the radial sealing ring, which is formed by an end face/side flank of the sealing ring on the assembly opening side or high-pressure side and the peripheral surface having the sealing edge of the sealing ring is formed.
Nach einer besonders bevorzugten Weiterbildung weist der Radialdichtring eine von der Dichtkante wegweisende Umfangsseite oder Mantelfläche auf, die im druckbeaufschlagten Montagezustand des Dichtrings zumindest abschnittsweise zylinderförmig ausgeführt ist. Dadurch kann eine großflächige Abstützung eines in radialer Richtung spannenden Vorspann rings ermöglicht werden, durch den die Dichtkante des Radialdichtrings (im Einbauzustand) in einer zur Zentralachse des Radialdichtrings radialen Richtung gegen die Dichtfläche des einen Maschinenteils spannbar ist. Die Umfangsseite kann nach einer alternativen Ausführungsform in Längsrichtung des Radialdichtrings konkav ausgeformt oder konvex nach außen gewölbt sein. According to a particularly preferred development, the radial sealing ring has a circumferential side or lateral surface pointing away from the sealing edge, which is at least partially cylindrical when the sealing ring is assembled under pressure. As a result, a large-area support of a tensioning ring in the radial direction can be made possible, through which the sealing edge of the radial sealing ring (in the installed state) can be tensioned in a direction radial to the central axis of the radial sealing ring against the sealing surface of one machine part. According to an alternative embodiment, the peripheral side can be concave in shape in the longitudinal direction of the radial sealing ring or convexly curved outwards.
Besonders bevorzugt weist der Dichtring zueinander parallel verlaufende Stirnflächen auf. Dadurch sind eine besonders einfache Fertigung sowie ein breites Einsatzspektrum des Dichtrings ermöglicht. Der Dichtring ist als ein Mehrkomponentenbauteil, insbesondere als ein Zwei- oder Dreikomponentenbauteil, ausgeführt. Dadurch kann der Dichtring dem Bedarf entsprechend in/an unterschiedlichen Abschnitten unterschiedliche Materialeigenschaften aufweisen. So kann das Material des Dichtrings im Bereich der Dichtkante beispielsweise zähelastisch und im Übrigen gummielastisch ausgeführt sein und umgekehrt. Darüber hinaus kann der Dichtring Armierungsbereiche aufweisen, durch die die mechanische Stabilität des Dichtrings gegenüber Verformung lokal vergrößert ist. Ist der Dichtring als ein Mehrkomponentenbauteil ausgeführt, so ist jede Trennlinie zwischen den Materialschichten des Dichtrings im unbelasteten Zustand des Dichtrings zur Zentralachse des Dichtrings parallel verlaufend angeordnet. Im eingebauten Zustand des Dichtrings schließt jede Trennlinie mit der Zentralachse bzw. mit der Bewegungsachse der gegeneinander abzudichtenden Maschinenteile den vorstehend erläuterten spitzen Winkel o oder im Wesentlichen den vorstehend erläuterten spitzen Winkel o mit 7° < o < 90° ein. The sealing ring particularly preferably has end faces running parallel to one another. This enables a particularly simple production and a wide range of uses for the sealing ring. The sealing ring is designed as a multi-component part, in particular as a two- or three-component part. As a result, the sealing ring can have different material properties in/on different sections as required. For example, the material of the sealing ring in the area of the sealing edge can be viscoplastic and otherwise rubber-elastic, and vice versa. In addition, the sealing ring can have reinforcement areas, through which the mechanical stability of the sealing ring against deformation is locally increased. If the sealing ring is designed as a multi-component part, each dividing line between the material layers of the sealing ring is arranged running parallel to the central axis of the sealing ring in the unloaded state of the sealing ring. In the installed state of the sealing ring, each dividing line with the central axis or with the movement axis of the machine parts to be sealed against one another encloses the acute angle θ explained above or essentially the acute angle θ explained above with 7°<θ<90°.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist der Dichtring aus einem oder aus mehreren Kunststoffen ausgebildet, die sich in ihren Materialeigenschaften voneinander unterscheiden. Zumindest einer der Kunststoffe kann beispielsweise ein Elastomer sein. According to a development of the invention, the sealing ring is made from one or more plastics that differ from one another in their material properties. At least one of the plastics can be an elastomer, for example.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Die Erfindung ist nachstehend anhand von in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung. Further advantages of the invention result from the description and the drawing. The invention is explained in more detail below with reference to exemplary embodiments reproduced in the drawing. The embodiments shown and described are not to be understood as an exhaustive list, but rather have an exemplary character for the description of the invention.
In der Zeichnung zeigen: Show in the drawing:
Fig. 1 ein Längsprofil im ausschnittsweisen Längsschnitt, mit beispielhaften Konturen von aus dem Längsprofil zu erzeugenden Dichtringen, wobei deren Konturen im Längsprofil in herkömmlicher Weise definiert sind (Stand der Technik); 1 shows a longitudinal profile in a fragmentary longitudinal section, with exemplary contours of sealing rings to be produced from the longitudinal profile, wherein the contours of which are defined in a conventional manner in the longitudinal profile (prior art);
Fig. 2 ein Längsprofil im ausschnittsweisen Längsschnitt, mit beispielhaften Konturen von aus dem Längsprofil zu erzeugenden Dichtringen, wobei deren Konturen im Längsprofil in erfindungsgemäßer Weise definiert sind; 2 shows a longitudinal profile in a fragmentary longitudinal section, with exemplary contours of sealing rings to be produced from the longitudinal profile, the contours of which are defined in the longitudinal profile in a manner according to the invention;
Fig. 3 ein Blockschaltbild mit einzelnen Verfahrensschritten des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen des Dichtrings gemäß den Fign. 1 bis 5. 3 shows a block diagram with individual method steps of the method according to the invention for producing the sealing ring according to FIGS. 1 to 5
Fign. 4 ein Dichtungssystem mit einem Dichtring in zeitlicher Abfolge einzelner Montageschritte des Dichtungssystems, nämlich bei Einführen eines ersten Maschinenteils in das zweite Maschinenteil, in dessen Dichtungshaltestruktur der Dichtring teilweise vorinstalliert ist (Fig. 4A); bei erstmaligem Kontakt des ersten Maschinenteils mit dem teilinstallierten Dichtring (Fig. 4B), bei radialem Einschwenken des Dichtrings gegen der Dichtung innewohnende elastische Rückstellkräfte und bei erstmaligem Kontaktieren der Dichtkante (Fig.4C), bei weiterem Einschwenken des Dichtrings in die Dichtungshaltestruktur (Fig. 4D) und bei Kontaktieren der Dichtfläche seitens der Dichtkante im nicht-druckbeaufschlagten Montagezustand; Figs. 4 shows a sealing system with a sealing ring in a chronological sequence of individual assembly steps of the sealing system, namely when inserting a first machine part into the second machine part, in whose seal holding structure the sealing ring is partially pre-installed (FIG. 4A); when the first machine part comes into contact with the partially installed sealing ring for the first time (Fig. 4B), when the sealing ring is radially swiveled in against the seal, inherent elastic restoring forces and when the sealing edge is in contact for the first time (Fig.4C), when the sealing ring is swiveled further into the seal retaining structure (Fig. 4D) and when the sealing edge contacts the sealing surface in the non-pressurized assembly state;
Fig. 5 das Dichtungssystem gemäß Fig. 4 bei hochdruckseitiger Druckbeaufschlagung mit einem Betriebsdruck P unterhalb des maximalen Betriebsdrucks Pmax; FIG. 5 shows the sealing system according to FIG. 4 when pressure is applied to the high-pressure side with an operating pressure P below the maximum operating pressure P max ;
Fig. 6 das Dichtungssystem gemäß Fig. 4 bei hochdruckseitiger Druckbeaufschlagung mit einem maximalen Betriebsdruck Pmax; Fign. 7 einen Dichtring in Zweikomponentenbauweise in einer freigestellten Schnittansicht (Fig. 7A) und im betriebsbereiten Einbauzustand (Fig. 7B); FIG. 6 shows the sealing system according to FIG. 4 when pressure is applied on the high-pressure side with a maximum operating pressure P max ; Figs. 7 shows a sealing ring in a two-component design in an isolated sectional view (FIG. 7A) and in the ready-to-operate installed state (FIG. 7B);
Fign. 8 einen Dichtring in Zweikomponentenbauweise in einer freigestellten Schnittansicht (Fig. 8A) und im betriebsbereiten Einbauzustand (Fig. 8B); und Figs. 8 shows a sealing ring in a two-component design in an isolated sectional view (FIG. 8A) and in the ready-to-operate installed state (FIG. 8B); and
Fign. 9 einen Radialdichtring in Form eines Abstreifers in Dreikomponentenbauweise in einer freigestellten Schnittansicht (Fig. 9A) und im betriebsbereiten Einbauzustand (Fig. 9B). Figs. 9 shows a radial sealing ring in the form of a wiper in a three-component design in a cut-out sectional view (FIG. 9A) and in the operational installed state (FIG. 9B).
Im Stand der Technik werden Dichtringe sowie im Speziellen auch sogenannte Abstreifer, die den Radialdichtringen zugerechnet werden, üblicherweise im Spritzgießverfahren oder im Wege eines spanenden Fertigungsverfahrens aus einem Längsprofil hergestellt. Als Längsprofil werden gemäß der Darstellung in der Regel zylindrische Rohre und seltener Stangen (Voll profi le) eingesetzt. Gemäß der herkömmlichen Fertigungsweise der Dichtringe wird der fertigende Dichtring im Material des Längsprofils definiert. In der Schnittdarstellung gemäß Fig. 1 sind die beispielhaften Konturen unterschiedlicher Dichtringe 10, hier rein beispielhaft Radialdichtringe, im Material eines solchen rohrförmigen Längsprofils 12 gezeigt. Die Mittelachse 14 des Längsprofils 12 fällt mit der Zentralachse 16 der daraus zu fertigenden Dichtringe 10 jeweils zusammen. Die jeweilige Transversalachse 18 der zu fertigenden Dichtringe 10 sind zur Zentralachse 16 bzw. zur Mittelachse 14 des Längsprofils 12 allesamt streng parallel oder im Wesentlichen parallel verlaufend ausgerichtet. In the prior art, sealing rings and, in particular, also so-called wipers, which are assigned to the radial sealing rings, are usually produced from a longitudinal profile by means of an injection molding process or by means of a machining process. As a rule, cylindrical tubes and less often rods (solid profiles) are used as the longitudinal profile. According to the conventional way of manufacturing the sealing rings, the finished sealing ring is defined in the material of the longitudinal profile. The sectional view according to FIG. 1 shows the exemplary contours of different sealing rings 10 , radial sealing rings here purely by way of example, in the material of such a tubular longitudinal profile 12 . The central axis 14 of the longitudinal profile 12 coincides with the central axis 16 of the sealing rings 10 to be manufactured therefrom. The respective transverse axis 18 of the sealing rings 10 to be manufactured are all aligned strictly parallel or substantially parallel to the central axis 16 or to the central axis 14 of the longitudinal profile 12 .
Die Fertigung erfindungsgemäßer Dichtringe 10 einschließlich Radialdichtringe und Abstreifer ist nachstehend im Zusammenhang mit den Fign. 2 und 3 erläutert. Fig. 2 zeigt in einer zu Fig. 1 entsprechenden Weise ein Längsprofil 12 in einer Schnittdarstellung mit den Konturen einzelner aus dem Längsprofil 12 nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zu fertigenden Dichtringe 10. Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild mit einzelnen Verfahrensschritten des erfindungsgemäßen Verfahrens 100. The production of sealing rings 10 according to the invention, including radial sealing rings and wipers, is described below in connection with FIGS. 2 and 3 explained. FIG. 2 shows, in a manner corresponding to FIG Block diagram with individual method steps of the method according to the invention 100.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren 100 wird in einem ersten Schritt 102 ein Längsprofil 12 bereitgestellt. Das Längsprofil 12 kann als ein zylindrisches Rohr oder als eine zylindrische Stange (insbesondere aus Vollmaterial) ausgeführt sein. In einem weiteren Schritt 104 wird der jeweilig zu fertigende Dichtring 10 im Material des Längsprofils 12 definiert, wie dies in Fig. 2 anhand der beispielhaften Konturen unterschiedlicher Dichtringe 10, hier rein beispielhaft Radialrichtringe, gezeigt ist. Dabei werden die zu fertigenden Dichtringe 10 mit ihren in Fig. 2 dargestellten Transversalachsen unter einem Winkel a zur Mittelachse 14 des Längsprofils 12 bzw. zur Zentralachse 16 des jeweils zu erzeugenden Dichtrings 10 verkippt angeordnet bzw. definiert. Der Winkel o ist betragsmäßig grundsätzlich größer als 7°. Der Winkel o kann betragsmäßig insbesondere zwischen 11° und 90° betragen. According to the method 100 according to the invention, a longitudinal profile 12 is provided in a first step 102 . The longitudinal profile 12 can be designed as a cylindrical tube or as a cylindrical rod (in particular made of solid material). In a further step 104, the respective sealing ring 10 to be manufactured is defined in the material of the longitudinal profile 12, as shown in FIG. The sealing rings 10 to be produced are arranged or defined with their transverse axes shown in FIG. In absolute terms, the angle o is greater than 7°. The angle o can be between 11° and 90° in absolute terms.
In einem weiteren Schritt 106 wird der Dichtring 10 bzw. werden die Dichtringe 10 im Wege eines spanenden Verfahrens aus dem Längsprofil 12 freigeschnitten (abgetrennt) bzw. herausgearbeitet. Hierzu können die im Stand der Technik bei der Dichtungsproduktion etablierten spanenden Fertigungsverfahren und Werkzeugmaschinen eingesetzt werden. Insoweit erübrigen sich in der Praxis kostenintensive Neuinvestitionen. In a further step 106, the sealing ring 10 or the sealing rings 10 are cut free (separated) or worked out of the longitudinal profile 12 by means of a machining process. For this purpose, the cutting manufacturing processes and machine tools established in the prior art for seal production can be used. In this respect, cost-intensive new investments are unnecessary in practice.
Gemäß Fig. 2 weisen die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren 100 erzeugten Dichtringe 10 im Vergleich zu den aus dem Stand der Technik bekannten Dichtringen 10 (Fig. 1) im Bereich ihres jeweiligen hochdruckseitigen axialen Endes 20 und ihres niederdruckseitigen axialen Endes 22 einen unterschiedlichen Innendurchmesser di, d2 auf. Wird der Dichtring 10 in eine Dichtungshaltestruktur, insbesondere eine (Rechteck-)Nut eines Maschinenteils eingebaut, so ist dies nur unter einer Torsion des Dichtrings 10 in sich möglich. Mit anderen Worten muss auf den Dichtring bei dessen Einbau ein Moment ausgeübt werden. Zu beachten ist, dass als Längsprofil 12 ein Mehrkomponenten-, beispielsweise ein Zweikomponenten-Längsprofil 12, eingesetzt werden kann. Ein solches Längsprofil 12 weist einen mehrschichtigen Aufbau auf. So können aus dem Mehrkomponenten-Längsprofil 12 Dichtringe mit Radial- bzw. Axialsegmenten 24, 26 erzeugt werden, die sich in ihren Materialeigenschaften voneinander unterscheiden. Die einzelnen Komponenten oder (Material-)Schichten 28, 30 des gezeigten Längsprofils 12 sind hier koaxial zur Mittelachse 14 des Längsprofils 12 angeordnet und miteinander dauerhaft verbunden. Diese können mithin nicht ohne Zerstörung des Längsprofils 12 voneinander gelöst werden, es versteht sich, dass das Längsprofil 12 auch mehr als die beiden gezeigten (Material-)Schichten aufweisen kann. According to FIG. 2, compared to the sealing rings 10 known from the prior art (FIG. 1), the sealing rings 10 produced using the method 100 according to the invention have a different inner diameter di in the region of their respective axial end 20 on the high-pressure side and their axial end 22 on the low-pressure side. d 2 up. If the sealing ring 10 is installed in a seal holding structure, in particular a (rectangular) groove of a machine part, this is only possible if the sealing ring 10 is torsioned in itself. In other words, a moment must be exerted on the sealing ring when it is installed. It should be noted that a multi-component, for example a two-component, longitudinal profile 12 can be used as the longitudinal profile 12 . Such a longitudinal profile 12 has a multi-layer structure. Thus, from the multi-component longitudinal profile 12, sealing rings with radial or axial segments 24, 26 can be produced which differ from one another in their material properties. The individual components or (material) layers 28, 30 of the longitudinal profile 12 shown here are arranged coaxially to the central axis 14 of the longitudinal profile 12 and are permanently connected to one another. Consequently, these cannot be detached from one another without destroying the longitudinal profile 12; it goes without saying that the longitudinal profile 12 can also have more than the two (material) layers shown.
In den Fign. 4 ist die Montage eines Dichtungssystems 200 mit einem Dichtring 10, hier beispielhaft einem innendichtenden Radialdichtring, in aufeinanderfolgenden Zeitpunkten gezeigt. Das Dichtungssystem 200 kann beispielsweise ein Pneumatik- bzw. Hydraulik-System sein. In the figs. 4 shows the assembly of a sealing system 200 with a sealing ring 10, here by way of example an internally sealing radial sealing ring, at successive points in time. The sealing system 200 can be a pneumatic or hydraulic system, for example.
Das Dichtungssystem 200 umfasst ein erstes Maschinenteil 32 und ein zweites Maschinenteil 34, die im Montagezustand unter Ausbildung eines Dichtspalts 36 voneinander beabstandet und entlang und/oder um eine Bewegungsachse 38 relativ zueinander bewegbar angeordnet sind. The sealing system 200 comprises a first machine part 32 and a second machine part 34 which, in the assembled state, are spaced apart from one another to form a sealing gap 36 and are arranged such that they can be moved relative to one another along and/or about a movement axis 38 .
Das erste Maschinenteil 32 kann beispielsweise eine Kolbenstange sein. Das zweite Maschinenteil kann beispielsweise ein Zylinder sein. Das erste Maschinenteil 32 weist eine Dichtfläche 40 und das andere Maschinenteil 34 weist eine Dichtungshaltestruktur 42 auf. Zum Abdichten einer Hochdruckseite H des Systems 200 bzw. des Dichtspalts 36 dient ein Dichtring 10. Der Dichtring 10 ist im Montagezustand des Systems 200 in der Dichtungshaltestruktur 42, hier in Form einer im Schnitt rechteckförmigen Ringnut (= Rechtecknut), gehalten angeordnet. Der Dichtring 10 weist eine hochdruckseitige erste und eine niederdruckseitige zweite Stirnseite 44, 46 auf. Die Innenumfangsseite des Dichtrings 10 ist mit 48 und die Außenumfangseite ist mit 50 bezeichnet. Die beiden Stirnseiten 44, 46 des Dichtrings 10 können zueinander parallel verlaufend ausgeführt sein. The first machine part 32 can be a piston rod, for example. The second machine part can be a cylinder, for example. The first machine part 32 has a sealing surface 40 and the other machine part 34 has a seal retaining structure 42 . A sealing ring 10 is used to seal a high-pressure side H of the system 200 or the sealing gap 36. When the system 200 is assembled, the sealing ring 10 is held in the seal retaining structure 42, here in the form of an annular groove (=rectangular groove) with a rectangular cross-section. The sealing ring 10 has a first end face 44, 46 on the high-pressure side and a second end face 44, 46 on the low-pressure side. The inner peripheral side of the sealing ring 10 is denoted by 48 and the outer peripheral side is denoted by 50 . The Both end faces 44, 46 of the sealing ring 10 can be designed to run parallel to one another.
Der Dichtring 10 liegt im Montagezustand mit seiner Dichtkante 52 an der Dichtfläche 40 des ersten Maschinenteils 32 dynamisch dichtend an. Für eine ausreichende Kontaktpressung der Dichtkante 52 und der Dichtfläche 40 dient ein gummielastisch verformbares Vorspannelement 54. Das Vorspannelement 54 liegt am Dichtring 10 umfangsseitig umlaufend an und spannt diesen gegen die Dichtfläche 40. Das Vorspannelement 54 kann beispielsweise als ein Gummiring oder als eine Wurmfeder ausgeführt sein. In the assembled state, the sealing ring 10 rests with its sealing edge 52 on the sealing surface 40 of the first machine part 32 in a dynamically sealing manner. An elastically deformable prestressing element 54 is used to ensure sufficient contact pressure between the sealing edge 52 and the sealing surface 40. The prestressing element 54 bears against the sealing ring 10 on the circumference and clamps it against the sealing surface 40. The prestressing element 54 can be designed, for example, as a rubber ring or as a garter spring .
Das erste Maschinenteil 32 weist hier als Montagehilfe einenends eine Anlaufschräge 56 auf. Bei der Montage des Systems 200 wird das erste Maschinenteil 32 längs und koaxial zur Bewegungsachse 38 von der Hochdruckseite H her in das zweite Maschinenteil 34 eingeführt, Fig. 4A. Dabei wird in zeitlicher Abfolge zuerst eine Stützstruktur 58 des Dichtrings 10 von dem ersten Maschinenteil 32 kontaktiert, bevor dieses die Dichtkante 52 kontaktiert, Fig. 4B. The first machine part 32 has a starting bevel 56 at one end as an assembly aid. When assembling the system 200, the first machine part 32 is introduced into the second machine part 34 from the high-pressure side H, longitudinally and coaxially to the movement axis 38, FIG. 4A. In this case, in chronological order, first a support structure 58 of the sealing ring 10 is contacted by the first machine part 32 before it contacts the sealing edge 52, FIG. 4B.
Der Dichtring 10 wird - abgeleitet aus der axialen (Einführ-)Bewegung des ersten Maschinenteils 32 - durch das erste Maschinenteil 32 hochdruckseitig unter Verformung des Dichtrings 10 in einer radialen Richtung in die Dichtungshaltestruktur 42 hineinbewegt, sodass auf den Dichtring 10 ein Moment 60 wirkt. Mit anderen Worten ist durch die Stützstruktur 58 ein in radialer Richtung wirkendes Moment bewirkt, durch das sich der Winkel o (vgl. Fig. 4a) unter Verformung des Radialdichtrings 10 sowie des Vorspannelements 54 verringert (vgl. Fig. 4c). Zugleich werden der Radialdichtring 10 und das erste Maschinenteil 32 relativ zur Zentralachse 16 bzw. Bewegungsachse 38 zentriert. Insgesamt kann dadurch bei der Montage des Systems 200 einer übermäßigen Belastung der Dichtkante 52 sowie deren Beschädigung entgegengewirkt werden. Derived from the axial (insertion) movement of the first machine part 32, the sealing ring 10 is moved into the seal retaining structure 42 by the first machine part 32 on the high-pressure side, with the sealing ring 10 being deformed in a radial direction, so that a moment 60 acts on the sealing ring 10. In other words, a moment acting in the radial direction is caused by the support structure 58, as a result of which the angle o (cf. FIG. 4a) decreases with deformation of the radial sealing ring 10 and the prestressing element 54 (cf. FIG. 4c). At the same time, the radial sealing ring 10 and the first machine part 32 are centered relative to the central axis 16 or movement axis 38 . Overall, this can counteract excessive loading of the sealing edge 52 and damage to it during assembly of the system 200 .
Erst bei einer weiteren axialen Bewegung des ersten Maschinenteils 32 in das zweite Maschinenteil 34 hinein wird gemäß Fig. 4C auch die Dichtkante 52 von der Anlaufschräge 56 des ersten Maschinenteils 32 kontaktiert und der Dichtring 10 rückt durch die weitere axiale Bewegung des ersten Maschinenteils 32 weiter in die Dichtungshaltestruktur 42 ein, bis die Dichtkante die Dichtfläche 40 des ersten Maschinenteils kontaktiert (Fig. 4D) und schlussendlich der in Fig. 4E gezeigte Montagezustand des Dichtungssystems 200 im nichtdruckbeaufschlagten Zustand erreicht ist. Selbst hier ist der montagebeding verringerte Winkel o noch existent. Only with a further axial movement of the first machine part 32 into the second machine part 34 is the sealing edge 52 of FIG contact bevel 56 of the first machine part 32 and the sealing ring 10 moves further into the seal retaining structure 42 as a result of the further axial movement of the first machine part 32 until the sealing edge contacts the sealing surface 40 of the first machine part (Fig. 4D) and finally the seal shown in Fig. 4E shown assembly state of the sealing system 200 is reached in the non-pressurized state. Even here, the angle o, which is reduced due to assembly, still exists.
Zu beachten ist, dass das Vorspannelement im nicht-druckbeaufschlagten Montagezustand des Systems 200 derart am Dichtring 10 anliegt, dass eine Wirkmittelebene 62 des Vorspannelements 54 relativ zur Dichtkante 52 des Dichtrings 10 in einer axialen Richtung zur Hochdruckseite H des Dichtrings 10 hin versetzt angeordnet ist. It should be noted that when the system 200 is not pressurized, the prestressing element rests against the sealing ring 10 in such a way that an effective center plane 62 of the prestressing element 54 is offset relative to the sealing edge 52 of the sealing ring 10 in an axial direction toward the high-pressure side H of the sealing ring 10.
In Fig. 5 ist das vorstehend im Zusammenhang mit den Fign. 4 erläuterte Dichtungssystem 200 bei einem auf der Hochdruckseite H herrschenden Betriebsdruck P mit P = 1 MPa gezeigt. In Fig. 5 is the above in connection with Figs. The sealing system 200 explained in FIG. 4 is shown at an operating pressure P with P=1 MPa prevailing on the high-pressure side H.
Fig. 6 zeigt das Dichtungssystem 200 bei einem auf der Hochdruckseite H herrschenden maximalen Betriebsdruck Pmax von hier beispielhaft 30 MPa. 6 shows the sealing system 200 at a maximum operating pressure Pmax prevailing on the high-pressure side H of 30 MPa here, for example.
Gemäß den Figuren 5 und 6 ist bei einer hochdruckseitigen Beaufschlagung des Dichtspalts 36 mit einem Betriebsdruck P eine zum Betriebsdruck P druckproportionale Verschiebung der Wirkmittelebene 62 des Vorspannelements 54 in einer axialen Richtung zur Niederdruckseite N hin bewirkt. Hierbei verringert sich der Winkel o zwischen der Transversalachse 18 des Dichtrings 10 und der Zentralachse 16 des Dichtrings 10 bzw. der Bewegungsachse 38 weiter und kann sogar einen Vorzeichenwechsel erfahren. Mit anderen Worten wird erst im eingebauten Betriebszustand und bei einer Druckbeaufschlagung der Hochdruckseite mit einem Betriebsdruck P eine parallele Ausrichtung derAccording to FIGS. 5 and 6, when the sealing gap 36 is acted upon on the high-pressure side by an operating pressure P, a displacement of the active center plane 62 of the prestressing element 54 that is proportional to the operating pressure P is effected in an axial direction toward the low-pressure side N. Here, the angle o between the transverse axis 18 of the sealing ring 10 and the central axis 16 of the sealing ring 10 or the movement axis 38 decreases further and can even experience a change of sign. In other words, only in the installed operating state and when the high-pressure side is pressurized with an operating pressure P is a parallel alignment of the
Transversalachse 18 zur Zentralachse erreicht. Beim maximalen Betriebsdruck Pmax (Fig. 6) kann das Vorspannelement im Wesentlichen in einer axialen Richtung zur Niederdruckseite N hin sowie radial in Richtung auf und gegen die Dichtfläche 40 isovolumetrisch verformt sein. Der Dichtring 10 liegt dann mit seiner Dichtkante 52 sowie mit einem niederdruckseitig an die Dichtkante 52 unmittelbar angrenzenden Längssegment 64 an der Dichtfläche 40 umlaufend an. Dadurch ist eine großflächige Abstützung des Dichtrings 10 ermöglicht, durch die einer unerwünschten Beschädigung der Dichtkante 52 des Dichtrings 10 auch bei einem großen Systemdruck entgegengewirkt wird. Zugleich ist der Dichtspalt 36 in einer axialen Richtung langstreckig verschlossen, wodurch eine ausreichende Dichtwirkung des Dichtrings 10 auch bei maximalem Betriebsdruck Pmax gewährleistet ist. Transversal axis 18 reached to the central axis. At the maximum operating pressure P max ( FIG. 6 ), the prestressing element can be isovolumetrically deformed essentially in an axial direction toward the low-pressure side N and radially toward and against the sealing surface 40 . The sealing ring 10 then rests circumferentially on the sealing surface 40 with its sealing edge 52 and with a longitudinal segment 64 immediately adjacent to the sealing edge 52 on the low-pressure side. This enables the sealing ring 10 to be supported over a large area, which counteracts undesired damage to the sealing edge 52 of the sealing ring 10 even if the system pressure is high. At the same time, the sealing gap 36 is closed over a long stretch in an axial direction, as a result of which a sufficient sealing effect of the sealing ring 10 is ensured even at maximum operating pressure Pmax.
Der Dichtring 10 kann weiterhin einen niederdruckseitigen Endabschnitt 66 (Fig. 5) aufweisen, der sich (im Schnitt) zur niederdruckseitigen Stirnseite 46 hin zumindest abschnittsweise (z.B. konisch) verjüngt. Dadurch wird bei ansteigendem Betriebsdruck P bis zum maximalen Betriebsdrucks Pmax eine radiale Verformung des Vorspannelements 54 radial in Richtung der Dichtfläche 40 sowie ein am Dichtring 10 angreifendes Kippmoment begünstigt. The sealing ring 10 can also have an end section 66 on the low-pressure side (FIG. 5) which (in section) tapers towards the end face 46 on the low-pressure side at least in sections (eg conically). As a result, with increasing operating pressure P up to the maximum operating pressure P max , a radial deformation of the pretensioning element 54 radially in the direction of the sealing surface 40 and a tilting moment acting on the sealing ring 10 are promoted.
In den Fign. 7 bis 9 sind Dichtringe 10 jeweils in einer freigestellten Schnittansicht (Fig. 7A, 8A und 9A) und im Montagezustand/Betriebseinsatz (Fign. 7B, 8B und 9B) gezeigt. Die Dichtringe 10 sind jeweils als Mehrkomponentenbauteile ausgeführt und in der vorstehend erläuterten Weise aus einem Längsprofil freigeschnitten. In the figs. 7 to 9 sealing rings 10 are each shown in a cut-out sectional view (FIGS. 7A, 8A and 9A) and in the assembled state/operational use (FIGS. 7B, 8B and 9B). The sealing rings 10 are each designed as multi-component parts and are cut free from a longitudinal profile in the manner explained above.
Im unbelasteten Zustand der Dichtringe 10 ist die Trennlinie 68 (vgl. auch Fig. 2) zwischen den Materialschichten der Dichtringe 10 - im Längsschnitt der Radialdichtungen 10 - parallel zur Zentralachse verlaufend angeordnet. Wenn die Dichtringe 10 vollständig montiert sind, ist diese jeweils schräg zur Zentralachse 16 verlaufend angeordnet. Dies ermöglicht, ein erstes Material z.B. mit guter Dicht- und Reibleistung, an der Dichtkante zu positionieren, und ein weiteres Material mit z. B. hoher Beständigkeit gegen die Extrusion der Dichtringe 10, niederdruckseitig zu positionieren. Als zusätzlicher oder alternativer Vorteil kann dies verwendet werden, um die Vorder- und Rückseite der Dichtringe 10 farblich zu kennzeichnen und so die Installations- und Prüfroutinen zu verbessern. In the unloaded state of the sealing rings 10, the dividing line 68 (cf. also FIG. 2) between the material layers of the sealing rings 10—in the longitudinal section of the radial seals 10—is arranged running parallel to the central axis. When the sealing rings 10 are fully assembled, they are each arranged to run obliquely to the central axis 16 . This makes it possible to position a first material, for example with good sealing and friction performance, on the sealing edge, and another material with e.g. B. high resistance to the extrusion of the sealing rings 10 to be positioned on the low-pressure side. As an additional or alternative benefit, This can be used to color code the front and back of the sealing rings 10 to improve installation and testing routines.
Der als Abstreifer ausgeführte Dichtring 10 gemäß den Fign. 9 weist einen dreischichtigen Aufbau auf. Hier ist die Kratz- und Dichtkante 70 aus einem harten und mechanisch robusten Material gebildet, während die dynamisch dichtende Dichtkante 52 aus einem anderen Material, z. B. mit gutem Reibverhalten, gebildet ist. Diejenigen Bereiche, die lediglich mit dem Vorspannelement bzw. der Dichtungshaltestruktur in Kontakt stehen, können aus einem kostengünstigen Material gebildet sein. The sealing ring 10 designed as a wiper according to FIGS. 9 has a three-layer structure. Here the scratching and sealing edge 70 is made of a hard and mechanically robust material, while the dynamically sealing sealing edge 52 is made of a different material, e.g. B. with good frictional behavior is formed. Those areas that are only in contact with the biasing element or the seal retaining structure can be formed from an inexpensive material.

Claims

Patentansprüche Verfahren (100) zum Herstellen eines Dichtrings (10) aus einem Längsprofil (12), aufweisend die folgenden Schritte: Method (100) for producing a sealing ring (10) from a longitudinal profile (12), having the following steps:
- Bereitstellen (102) des Längsprofils (12) in Form eines Rohrs oder eines Stabs; - Providing (102) the longitudinal profile (12) in the form of a tube or a rod;
- Räumliches Definieren (104) des vom Längsprofil (12) abzutrennenden Dichtrings (10) im Material des Längsprofils (12) mit einer zur Mittelachse (14) des Längsprofils (12) unter einem Winkel o mit 7° < o < 90° verlaufenden Transversalachse (18) des Dichtrings (10); und- Spatial definition (104) of the sealing ring (10) to be separated from the longitudinal profile (12) in the material of the longitudinal profile (12) with a transverse axis running at an angle o with 7°<o<90° to the central axis (14) of the longitudinal profile (12). (18) of the sealing ring (10); and
- Spanendes Abtrennen (106) des Dichtrings (10) von dem Längsprofil (12), dadurch gekennzeichnet, dass als Längsprofil (12) ein Mehrkomponenten-Längsprofil (12) bereitgestellt wird, das Schichten (28, 30) aufweist, die sich in ihren Materialeigenschaften voneinander unterscheiden. Verfahren (100) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel o zwischen 10° und 45° gewählt wird. Verfahren (100) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel o zwischen 13° und 30° gewählt wird. Verfahren (200) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten (28, 30) zur Mittelachse (14) des Mehrkomponenten-Längsprofils (12) koaxial verlaufend angeordnet sind. Dichtring (10) für ein Pneumatik- oder Hydraulik-System (200), mit einer Dichtkante (52) zum dynamischen Kontaktieren einer Dichtfläche (40) eines Maschinenteils (32, 34), die relativ zur Zentralachse (16) des Dichtrings (10) ringförmig geschlossen ausgeführt ist, wobei der Dichtring (10) in seinem unbelasteten Zustand in einem die Zentralachse (16) umfassenden Schnitt eine Transversalachse (18) aufweist, die mit der Zentralachse (16) einen Winkel a mit 7° < a < 90° einschließt, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (10) nach einem Verfahren (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4 hergestellt ist. - Machining cutting (106) of the sealing ring (10) from the longitudinal profile (12), characterized in that a multi-component longitudinal profile (12) is provided as the longitudinal profile (12), which has layers (28, 30) which are in their different material properties. A method (100) according to claim 1, characterized in that the angle θ is chosen between 10° and 45°. Method (100) according to claim 1, characterized in that the angle θ is chosen between 13° and 30°. Method (200) according to Claim 1, characterized in that the layers (28, 30) are arranged so as to run coaxially to the central axis (14) of the multi-component longitudinal profile (12). Sealing ring (10) for a pneumatic or hydraulic system (200), with a sealing edge (52) for dynamically contacting a sealing surface (40) of a machine part (32, 34), which is relative to the central axis (16) of the sealing ring (10) is designed to be closed in the form of a ring, the sealing ring (10) in its unloaded state encompassing the central axis (16). Section has a transverse axis (18) which encloses an angle a with the central axis (16) with 7° < a < 90°, characterized in that the sealing ring (10) according to a method (100) according to one of the preceding claims 1 to 4 is made.
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