Öldichtung. Gegenstand der Erfindung ist eine Öl- dichtung aus nicht metallischem, schmieg samem Material mit einer :sie durchsetzenden Fuge für rotierende, oszillierende und hin und hergehende Maschinenteile.
Die Erfindung besteht darin, dass die von der Dichtfläche bis zur Aussenfläche verlau fende Fuge sowohl in .der Dichtrichtung, als auch quer dazu abgesetzt ausgebildet ist.
Durch diese Ausbildung können Dichtun gen "gemäss Erfindung den durch Tempera tursehwankungen bedingten 112assänderungen der abgedichteten Teile, zum Beispiel ab gedichteter Wellen, folgen, ohne dass dadurch ihre gute Dichtwirkung beeinträchtigt wird. Sie gewähren weiter Iden Vorteil, dass sie ,h unter schwierigen räumlichen Bedin- . -iue gungen leicht an :die zu verdichtenden Kör per zum Zurückhalten von Ölen oder andern Schmiermitteln angebracht werden können.
Als Werkstoff für die Herstellung :der Dicht körper kommen ausser Leder zum Beispiel Lederersatzma.ssen oder Pressmassen in Frage, die aus Fasern oder zerkleinertem Fasergut, zum Beispiel Lederfasern, Wolle, Zellulose- fasern, Asbest oder dergleichen, hergestellt sind.
Besonders eignen .sich hierzu Press- massen aus Lederfasern oder Ledermehl und Bindemitteln, wie Kautschuk, Polyvinylver- bindungen und Polymerisaten ungesättigter Kohlenwasserstoffe, sowie ihre Lösungen und Emulsionen.
Die Öldichtung nach der Erfindung kann beliebige Form und beliebigen Querschnitt, beispielsweise die Gestalt einer Ringscheibe, eines Hut- oder Topfringes aufweisen, welche Ringe mit Stossfugen :gemäss Erfindung aus- gestattet sind. Der Dichtungskörper kann sowohl aus einem einzigen Stück .bestehen, er kann aber auch durch mehrere beispiels weise miteinander verklebte - Schichten ge bildet sein.
Dadurch, dass die Stossfuge den Dicht körper nicht nur in Dichtrichtung ein- oder mehrfach abgesetzt ,durchzieht, sondern auch quer zur Dichtrichtung ebenfalls eine ein- oder mehrfache Absetzung aufweist, wird er reicht, dass :dem eindringenden Schmiermittel ein Weiterwandern durch die :Stossfugen un möglich gemacht wind, ,so dass die Dicht wirkung eine wesentliche Verbesserung er- fährt.
Bei einem Dichtkörper, der in,der Dicht- richtung gesehen aus mehreren hinterein- ander angeordneten Ringscheiben besteht, kann nie Fuge derart ausgebildet sein,
dass jede Scheibe in Umfangsrichtung abgesetzte Fugen -besitzt und die -einzelnen Stossfugen der verschiedenen Ringscheiben gegenein ander in Umfangsrichtung versetzt sind:
Das durch die Stossfuge der ersten Scheibe in axialer Richtung durchdringende iSchmier- mittel findet infolgedessen in :der zweiten Scheibe keine weitere Durehtritts.mö@glichkeit. Etwa doch noch die .Stossfuge der zweiten Scheibe durchdringende .geringste Mengen ,Schmiermittel werden aber mit Sicherheit von der dritten Scheibe aufgefangen.
Der iges,chlitzte Dichtkörper gestattet aber, wie eingangs bereits erwähnt, ausserdem noch eine leichte Anbringung an dem abzudichten den Körper. Da der Dichtkörper nämlich aus schmiegsamem Material besteht, so kann er durch -die ihn durchsetzende 'Fuge ausein- andergebogen werden,
zum. Beispiel zangen artig aufgespreizt werden und in radialer Richtung über eine Welle oder dergleichen aufgesetzt werden. Es ist nicht erforderlich, ihn wie eine geschlossene Ringdichtung oder dergleichen über die Welle überzuziehen, so dass zum Beispiel bei Radachsen die Ab nahme eines Rades oder der Ausbau von Wellen und dergleichen erspart wird.
Dichtungen aus elastischen Werkstoffen, zum Beispiel aus Leder oder Lederersatz- stoffen, hat man bisher lediglich als geschlos sene Ringe, als in sich .geschlossene Winkel manschetten oder dergleichen ausgebildet.
Die Anbringung solcher Dichtungen, zum Beispiel auf Fahrzeugachsen zwischen Rä- dern., macht daher die Abnahme mindesteng eines Rades oder die Freilegung der Achse und dergleichen erforderlich oder bringt bei engen Einbauräumen schwierige Auseinander bauten mit sieh.
Für viele Zwecke, vorzugs weise bei Anbringung auf in Wälzlagern ruhenden Lokomotivachsen im Innern von Maschinen und dergleichen,
ist daher die Verwendung jener bekannten ungeschlitzten Dichtungen praktisch ausgeschlossen. Auch die bekannte Winkelmanschette mit auf geschlitztem Aehsialflansch und teilweiser Abtrennung edles Achsialflansches vom Radial flansch besitzt .diesen Nachteil.
Die Auf- schlitzung des Achsialflansehes ermöglicht lediglich ein satteres Anschmiegen an die Welle, die geschlossene Form des Radial- flanGehes beseitigt jedoch nicht die erwähnten Schwierigkeiten beim Einbau.
Die nach zwei Richtungen versetzte Stoss fuge des Dichtkörpers sichert, wie erwähnt, eine einwandfreie Dichtung. Ein' einfacher Durchschnitt zur Erreichung zangenartiger Aufspreizbarkeit genügt nicht.
Unter allen Umständen würde hier die .Stossfuge, vor allem unter Einfluss der Wärmedehnung oder durch Dichtungstoleranzen, die von vornherein berücksichtigt werden müssen, ,dem Schmier mittel Durchtritt lassen.
Durch eine Ab setzung der Stossfuge sowohl in Richtung .des Schmiermittelweges, wie auch quer dazu ist jedoch ein Kriechen des Schmiermittels zu unerwünschten Stellen vollkommen aus geschlossen. Die einwandfreie Dichtungs- wirkung ist auch bei hoher Wärmebeanspru chung vorhanden.
Während bei einer starren Dichtung infolge Reibungserhöhung und Wärmezunahme Schrumpfungen auftreten, hierdurch wiederum sich die Reibung erhöht usf., so dass Verbrennungen und dergleichen .die zwangläufige Folge sind, besitzt ein ge schlitzter Dichtkörper gemäss der Erfindung die Möglichkeit, bei zunehmender Wärme beanspruchung nachzugeben, so dass eine Er höhung,der Reibung unterbleibt.
Aus diesem Grunde sind Dichtungen gemäss Erfindung auch in Fällen verwendbar, in denen sonst aus gleichen Werkstoffen bestehende Dich tungen zum Beispiel wegen Schrumpfungs- gefahr nicht verwendet werden können bezw. mit einem Angriff des abzudichtenden Kör- perl, zum. Beispiel einer Welle, gerechnet ,verden muss.
Es sind zwar Lagerbüchsen und derglei chen mit in achsialer Richtung versetzt ver laufenden Schlitzen bekannt. Hierbei sind die Schlitze lediglich zwecks Erzielung einer verschiebungsfreien Anordnung der die Büchsen bildenden einzelnen Segmente zuein ander versetzt angeordnet, ganz abgesehen davon, dass diese Segmente aus starrem Werkstoff nicht in der oben beschriebenen Weise aufgespreizt werden können.
Es hat sich weiterhin als zweckmässig erwiesen, die sieh überlagernden Flächen abschnitte der Fugen miteinander mit solchen Klebstoffen gegenseitig zu verkleben, die, wie zum Beispiel Latex, Kautschukverkle- bung und :dergleichen, selbst .dicht gegen das zurückzuhaltende Schmiermittel sind, aber in stärkerem Masse als die Dichtung selbst bei Beanspruchung auf Dehnung nachgeben.
Durch die elastische Verklebung und ge- g o ebenenfalls noch durch die Mitwirkung einer die Dichtung auf ihren Sitz pressen den Feder, zum Beispiel eine sie umziehende Schraubenfeder, wird erreicht, dass sich die Dichtung in allen Fällen gut an :
die Dicht fläche anschmiegt, da bei .geringen Deh nungen, zum Beispiel Wärmedehnung, schon die Nachgiebigkeit der Verklebung auf den Überlappungsflächen genügt, .damit :die Dich tung sich entsprechend aufweitet, aber bei Abkühlung und Zusammenziehung sich wie der zusammenzieht, während bei stärkeren Dehnungen und folgender Zusammenziehung die Feder die Zurückführung der Dichtung in die erforderliche Stellung bewirkt.
Zweck mässig werden entsprechende Toleranzen vor gesehen, das heisst von vornherein die Dich tungen so bemessen, dass die Stösse,der Fugen in radialer Richtung bereits im Ausgangs zustand einen geringen Abstand besitzen, so dass der Dichtungsring sich im Querschnitt unter Wirkung einer ihn umgebenden Feder verengen kann, ohne sich aufzubiegen.
An Stelle von Klebmitteln der genannten Art kann man nach einer weiteren Au3füIlrungs- form die Flächen der Fuge, die sich bei Querschnittsveränderungen aufeinanderschie- ben, zum Beispiel die Flächen in achsialer Richtung verlaufender Fugenabschnitte auch mit reibungsvermindernden Überzügen, wie Grafit- oder Metallüberzügen, ausstatten.
In der geschilderten Weise können die Öldichtungen in den :Stossüberlappungen der Aufschlitzungen in Dichtrichtung zum Bei :
spie1 mit einem öldichten Klebstoff mitein ander verklebt werden,beispielsweise derart, ,dass eine Öldichtung, die aus mehreren fest miteinander vereinigten Schichten besteht, auf den in acheialer Richtung verlaufenden Flächenabschnitten der Fugen mit einem kautschuckartigen Klebstoff von grosser Nachgiebigkeit überzogen ist,
oder :die glei chen Flächen an Stelle dessen mit Grafit- oder Metallüberzügen versehen sein, so @dass sie ohne Reibung bei Dehnungen und Zu sammenziehung der Dichtung in der Fuge leicht aufeinandergleiten.
Die Dichtungen selbst können in entspre chend geteilte feste Dichtungshalter oder Dichtungskäfige eingebaut werden, wodurch die geteilte Dichtung die # Vorzüge der be kannten festen,
einbaufertigen Dichtungs- körper besitzt. Die Käfige können dabei ent weder radial in Segmente unterteilt werden und gleichzeitig mit der geteilten Dichtung auf,die Welle oder dergleichen montiert wer den; sie können aber auch aus zwei oder mehreren geschlossenen, ringförmigen Kap pen bestehen, zwischen welche die eigentliche Dichtung beider Montage eingeklemmt wird und welche alsdann durch Schrauben, Keil wirkung oder dergleichen miteinander ver bunden werden.
Die Dichtung selbst wird zweckmässig ausserdem in an sich bekannter Weise durch eine Schraubenzugfeder,:durch Spreizwinkelringe oder dergleichen an :die Welle oder durch .eine Druckfeder an den Zylinder oder :dergleichen gedrückt.
In der beiliegenden Zeichnung sind zwei Ausführungsformen der Öldichtung gemäss der Erfindung dargestellt.
Fig. 1 veranschaulicht perspektivisch einen massiven Ring, Fig. 2 einen Hutring und Fig. 3 einen Teilausschnitt aus einem sogenannten einbaufertigen Ring mit Ge häuse.
In Fig. 1 ist a ein Wellenstumpf, auf dem der aus den Ringscheiben<I>b,</I> c und<I>d</I> durch Verklebung gebildete Ring sitzt. Die einzel nen Stossfugen e, f und g sind in Dichtrich- tung, wie durch einen Pfeil veranschaulicht isst, nicht abgesetzt, während sie in radialer Richtung eine einfache Absetzung aufweisen und in Umfangsrichtung gegeneinander um jeweils gleiche Beträge versetzt sind.
Die in Umfangslichtung verlaufenden Flächen der Fugen sind mit einem ölbeständigen Kaut schukklebestoff miteinander verklebt, der so ausgebildet ist, dass in einem gewissen Um fange die miteinander verklebten Flächen sich noch gegeneinander verschieben können.
Gemäss Fig. 2 besitzt der auf dem Wellen stumpf h sitzende, aus den beiden Schichten<I>1</I> und k ;gebildete Hutring in seiner obern Schicht i eine nicht abgesetzte durchlaufende Stossfuge 1, die Unterschicht dagegen eine gegenüber der ,Stossfuge 1 versetzte und mehr fach abgesetzte Fuge na, wobei der durch die Absetzung gebildete zangenartige Lappen auf seiner Berührungsfläche mit,
der Barüber liegenden Fläche der obern Schicht mit einem Grafitüberzug versehen ist, der bei Sprei zungen des Ringes oder andern Verschie bungen, die durch Dehnungen und Zusam- menziehungdes Wellenstumpfes hervorgeru fen werden, ein leichtes Gleiten der sich überdeckenden 8chichtenteile ermöglicht.
Fig. 3 veranschaulicht die Befestigung eines derartigen Dichtungskörpers im Ge häuse, wobei die auf dem Dichtflansch vz aufliegende Schraubenzugfeder n der An pressung zum Beispiel auf der Welle dient und ein zum Beispiel in Segmente unter teilter Käfig o den Dichtungsring umgibt.
Durch die Schrauben p wird der einbau fertige Dichtungskörper, bestehend aus :den einzelnen Teilen des Käfigs, der Schrauben feder und dem eigentlichen elastischen Dich tungskörper aus Leder oder dergleichen, fest zusammengehalten.
Oil seal. The subject of the invention is an oil seal made of non-metallic, supple material with a joint penetrating it for rotating, oscillating and reciprocating machine parts.
The invention consists in the fact that the joint running from the sealing surface to the outer surface is formed offset both in the sealing direction and transversely thereto.
With this design, seals according to the invention can follow the changes in temperature of the sealed parts caused by temperature fluctuations, for example from sealed shafts, without their good sealing effect being impaired. They also provide the advantage that they can be used under difficult spatial conditions -. -iue requirements easily: the bodies to be compacted can be attached to hold back oils or other lubricants.
As a material for the production: the sealing body can be used in addition to leather, for example, leather substitutes or molding compounds made from fibers or shredded fiber material, for example leather fibers, wool, cellulose fibers, asbestos or the like.
Molding compounds made from leather fibers or leather flour and binders, such as rubber, polyvinyl compounds and polymers of unsaturated hydrocarbons, and their solutions and emulsions, are particularly suitable for this purpose.
The oil seal according to the invention can have any shape and any cross-section, for example the shape of an annular disk, a cap or cup ring, which rings are equipped with butt joints according to the invention. The sealing body can consist of a single piece, but it can also be formed by several layers that are glued together, for example.
The fact that the butt joint not only cuts through the sealing body once or several times in the sealing direction, but also has one or more deposits transversely to the sealing direction, ensures that: the penetrating lubricant continues to migrate through the: butt joints and made possible, so that the sealing effect is significantly improved.
In the case of a sealing body which, viewed in the sealing direction, consists of several annular disks arranged one behind the other, the joint can never be designed in such a way that
that each disc has joints that are offset in the circumferential direction and the individual butt joints of the various annular discs are offset from one another in the circumferential direction:
The lubricant that penetrates through the butt joint of the first disc in the axial direction consequently finds no further penetration in: the second disc. Smallest amounts that penetrate the butt joint of the second pane, but lubricants are definitely caught by the third pane.
However, as already mentioned at the beginning, the iges, slotted sealing body also allows easy attachment to the body to be sealed. Since the sealing body is made of pliable material, it can be bent apart through the joint penetrating it,
to the. Example pliers-like spread and placed in the radial direction over a shaft or the like. It is not necessary to cover it like a closed ring seal or the like over the shaft, so that, for example, in the case of wheel axles, the removal of a wheel or the removal of shafts and the like is spared.
Seals made of elastic materials, for example leather or leather substitute materials, have hitherto only been designed as closed rings, as closed angle cuffs or the like.
The attachment of such seals, for example on vehicle axles between wheels, therefore makes it necessary to remove at least one wheel or to expose the axle and the like or, in tight installation spaces, involves difficult dismantling.
For many purposes, preferably when mounted on locomotive axles resting in roller bearings inside machines and the like,
the use of those known unslit seals is therefore practically excluded. The well-known angular collar with a slotted axial flange and partial separation of the noble axial flange from the radial flange also has this disadvantage.
The slitting of the axial flange only enables it to nestle closer to the shaft, but the closed shape of the radial flange does not eliminate the difficulties mentioned during installation.
The joint of the sealing body, which is offset in two directions, ensures, as mentioned, a perfect seal. A 'simple average to achieve pincer-like spreadability is not sufficient.
Under all circumstances, the butt joint, especially under the influence of thermal expansion or due to sealing tolerances, which must be taken into account from the outset, would allow the lubricant to pass through.
However, by setting the butt joint in the direction of the lubricant path as well as across it, creeping of the lubricant to undesired places is completely excluded. The perfect sealing effect is also present in the case of high heat loads.
While a rigid seal shrinks as a result of increased friction and heat increase, this in turn increases friction, etc., so that burns and the like are the inevitable consequence, a slotted sealing body according to the invention has the possibility of yielding when the heat load increases, so that there is no increase in friction.
For this reason, seals according to the invention can also be used in cases in which seals otherwise made of the same materials cannot be used, for example because of the risk of shrinkage. with an attack on the body to be sealed, for. Example of a wave that has to be calculated.
Although there are bearing bushes and derglei chen with offset in the axial direction ver running slots known. Here, the slots are arranged offset to one another in order to achieve a displacement-free arrangement of the individual segments forming the sleeves, quite apart from the fact that these segments made of rigid material cannot be spread open in the manner described above.
It has also proven to be useful to glue the overlapping surface sections of the joints to one another with adhesives which, such as latex, rubber glue and the like, are themselves .tight against the lubricant to be retained, but to a greater extent than the seal yields even when subjected to strain.
The elastic gluing and, if necessary, the cooperation of a spring pressing the seal onto its seat, for example a helical spring that moves it, ensures that the seal adheres well in all cases:
the sealing surface clings to the surface, because in the case of slight expansion, for example thermal expansion, the flexibility of the adhesive bond on the overlapping surfaces is sufficient, so that the seal expands accordingly, but contracts again when it cools down and contracts, while in the case of greater expansion and subsequent contraction of the spring causes the seal to be returned to the required position.
Appropriate tolerances are expediently provided, i.e. the seals are dimensioned from the outset in such a way that the joints, the joints in the radial direction already have a small distance in the starting state, so that the sealing ring narrows in cross section under the action of a spring surrounding it can without bending up.
Instead of adhesives of the type mentioned, according to a further form of application, the surfaces of the joint that slide onto one another when the cross-section changes, for example the surfaces of joint sections running in the axial direction, can also be equipped with friction-reducing coatings such as graphite or metal coatings.
In the manner described, the oil seals can be used in the: butt overlaps of the slits in the sealing direction for:
spie1 are glued together with an oil-tight adhesive, for example in such a way that an oil seal, which consists of several firmly united layers, is coated on the surface sections of the joints running in the axial direction with a rubber-like adhesive of great flexibility,
or: the same surfaces should instead be provided with graphite or metal coatings so that they slide easily on one another without friction when the seal is expanded or contracted in the joint.
The seals themselves can be installed in correspondingly divided fixed seal holders or seal cages, whereby the divided seal has the advantages of the known fixed,
has ready-to-install sealing body. The cages can ent neither be divided radially into segments and at the same time with the split seal mounted on the shaft or the like who the; But they can also consist of two or more closed, ring-shaped Kap pen, between which the actual seal is clamped during assembly and which are then connected to each other by screws, wedge effect or the like.
The seal itself is also expediently pressed in a manner known per se by a helical tension spring, by split angle rings or the like on: the shaft or by .a compression spring on the cylinder or: the like.
In the accompanying drawing, two embodiments of the oil seal according to the invention are shown.
Fig. 1 illustrates in perspective a solid ring, Fig. 2 a hat ring and Fig. 3 shows a partial section of a so-called ready-to-install ring with Ge housing.
In FIG. 1, a is a stub shaft on which the ring formed from the ring disks <I> b, </I> c and <I> d </I> by gluing sits. The individual butt joints e, f and g are not offset in the sealing direction, as illustrated by an arrow, while they have a simple offset in the radial direction and are offset from one another by the same amount in the circumferential direction.
The surfaces of the joints running in the circumferential clearing are glued to one another with an oil-resistant rubber adhesive, which is designed so that to a certain extent the surfaces glued to one another can still move against one another.
According to FIG. 2, the hat ring formed from the two layers <I> 1 </I> and k; sitting butt on the shaft h has a continuous butt joint 1 in its upper layer i, while the lower layer has one opposite the butt joint 1 offset and multiple offset joint na, whereby the pincer-like lobe formed by the offset on its contact surface with,
the surface of the upper layer lying over it is provided with a graphite coating, which enables the overlapping parts of the layer to slide easily in the event of the ring splaying or other displacements caused by expansion and contraction of the shaft stub.
Fig. 3 illustrates the attachment of such a sealing body in the Ge housing, the tension spring n resting on the sealing flange vz is used to press, for example, on the shaft and a cage o surrounds the sealing ring, for example, divided into segments.
By means of the screws p, the seal body, which is ready for installation, consists of: the individual parts of the cage, the coil spring and the actual elastic seal body made of leather or the like, firmly held together.