Packdose für Ölpumpen Die Erfindung betrifft eine Packdose für ölpum- pen, bei der ein die Welle dichtend umschliessender, elastischer Ring von einer federnd angepressten Platte gegen die Stirnfläche eines Gleitringes gedrückt wird. Hierbei übernimmt der Gleitring an seiner Stirnfläche eine Abdichtung zwischen sich relativ zueinander drehenden Teilen. Der elastische Ring muss einer seits an seinem inneren Umfang dichtend gegen die relativ dazu axial etwas verschiebbare Welle und an dererseits mit einer zweiten Fläche, zumeist der einen Stirnfläche, dichtend gegen den Gleitring anliegen.
Die bisher hierfür verwendeten elastischen Ringe hatten kreisförmigen Querschnitt. Ihre Dichtwirkung war oftmals sehr schlecht. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Dichtung in dieser Packdose anzugeben.
Dies geschieht dadurch, dass die von der Werk zeugtrennebene herrührenden Nähte des elastischen Ringes, der am Innen- und Aussenumfang mindestens je zwei Dichtkanten besitzt, gegenüber der Mittelebene nach verschiedenen Seiten axial versetzt sind.
Es ist bekannt, dass ein Dichtring mit zwei oder mehr Dichtkanten an einer der Dichtflächen besser dichtet, als ein einfacher O-Ring, der nur längs einer Linie dichtend anliegt. Hierin erschöpft sich jedoch nicht die Erfindung. Vielmehr kommt die folgende Überlegung hinzu: Die Dichtwirkung der einzelnen Dichtkanten eines elastischen Ringes ist nicht gleich- mässig. Eine Beeinträchtigung stellt beispielsweise die längs der Dichtkante oder in deren Nähe verlaufende Naht dar, die von der Trennebene des für die Her stellung des Rings erforderlichen Werkzeuges her rührt.
Ferner hängt die Dichtwirkung der einzelnen Dichtkanten auch von der speziellen Ausgestaltung des den Dichtring aufnehmenden Raumes ab. Die optimale Abdichtung ergibt sich daher, wenn eine nicht durch eine Naht beeinträchtigte Dichtkante an der von der Raumgestaltung her gesehenen günstig sten Stelle liegt. Selbst wenn man aber eine solche Zuordnung getroffen hat, können noch störende Un- dichtigkeitten in der Packdose auftreten, weil der Dichtring nämlich die Tendenz hat, sich beim Auf schieben auf die Welle zu verdrehen, so dass der bisher nach innen gerichtete Umfang aussen liegt.
Damit in einem solchen Fall auch eine vollstän dige Dichtheit gewährleistet ist, also eine nahtfreie Dichtkante an der günstigsten Stelle liegt, muss die Naht an dem nunmehr nach innen gekehrten Aussen umfang auf der anderen Naht gegenüberliegenden Seite der Mittelebene angeordnet sein.
Bei einer häufig verwendeten Konstruktion befin det sich die Gleitring-Stirnfläche, an die eine Stirn fläche des Dichtungsringes anliegt, am Grund einer Ausnehmung mit leicht kegligen Wänden. Diese Ko- nizität rührt von der Herstellung des Gleitringes her.
Da die dem Ausnehmungsgrund zugewandte äussere Dichtkante durch die konische Umfangsfläche radial nach innen gedrückt werden kann, erhält die dem Ausnehmungsgrund zugewandte innere Dichtkante eine stärkere Radialpressung als man sie durch die Eigenspannung des Ringes einzustellen wünschte.
Diese stärkere Radialpressung kann eine zu starke Abnutzung und damit ein Nachlassen der Dichtwir kung verursachen. In diesem Zusammenhang ist es dann empfehlenswert, die innere Naht zum Ausneh- mungsgrund und die äussere Naht von ihm weg ge genüber der Mittelebene zu versetzen. Auf diese Weise ist jeweils eine dem Ausnehmungsgrund abgewandte Dichtkante, die nicht durch die zusätzliche Radial pressung beeinflusst wird, nahtfrei ausgebildet, gleich gültig ob der innere Umfang oder der äussere Um fang des Dichtringes nach innen gekehrt ist.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel be sitzt der elastische Ring einen im wesentlichen sym metrischen Querschnitt mit drei inneren Dichtkanten und zwei äusseren Dichtkanten, die den Rinnen zwi schen den inneren Dichtkanten etwa gegenüber liegen. Ein solcher Dichtring hat eine erhöhte Verwindungs- steifigkeit unter Beibehaltung der übrigen Vorteile.
Nach einem weiteren Gesichtspunkt kann der ela stische Ring eine Härte von 70-90 Shore besitzen, welcher Wert über den normalen Härten von Dicht ringen liegt. Diese grössere, eine Reibungsabnutzung vermindernde Härte ist im vorliegenden Fall möglich, weil die Voraussetzungen für eine optimale Abdich tung auch ohne übermässige Verformung des Dicht ringes gegeben sind.
Weitere Einzelheiten ergeben sich aus der nach folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung. Es zeigen: Fig. 1 schematisch den Einbau der erfindungs gemässen Packdose in ein Ölpumpengehäuse, Fig. 2 einen ersten Dichtring im Querschnitt, Fig. 3 in einer Einzeldarstellung den Einbau dieses Ringes in der Packdose, und Fig. 4 einen zweiten Dichtring im Querschnitt. Die Antriebswelle 1 einer Ölpumpe ist in einer Bohrung 2 des ölpumpengehäuses 3 gelagert.
Auf der Welle sitzt ein Stützring 4 zum Abstützen einer Fe der 5. Diese wirkt auf einen Druckring 6, der einen Dichtring 7 gegen die im Grund einer Ausnehmung 8 angeordnete Stirnfläche 9 eines Gleitringes 10 presst. Dieser Gleitring wird daher, ebenfalls mit der Kraft der Feder 5, gegen einen feststehenden Ring 11 ge- presst, der einen zweiten Dichtring 12 aufnimmt, wel cher sich an einer gehäusefesten Platte 13 abstützt. Der Dichtring 7 dichtet zwei mit gleicher Geschwin- digkeit rotierende Teile gegeneinander ab. Der Dicht ring 12 dichtet zwei feststehende Teile gegeneinander ab.
Die Dichtung zwischen relativ zueinander rotie renden Teilen erfolgt zwischen dem Gleitring 10 und dem Stützring 11.
Der in Fig. 2 vergrössert dargestellte Dichtring 7 trägt an seinem inneren Umfang zwei Dichtkanten 14 und 15, an seinem äusseren Umfang zwei Dichtkan ten 16 und 17, an seiner äusseren Stirnfläche eine Dichtkante 18 und an seiner inneren Stirnfläche eine Abstützkante 19. Die Trennfläche 20 zwischen den beiden Formwerkzeughälten ist strichpunktiert und einseitig gestrichelt angedeutet. Hieraus erkennt man, dass die Naht am inneren Umfang im Bereich der Dichtkante 14, dagegen am äusseren Umfang im Be reich der Kante 17 verläuft.
Die Nähte liegen daher zu beiden Seiten der Mittelebene M.
Aus den Fig. 3 ist zu erkennen, dass die Umfangs fläche 21 der Ausnehmung 8 im Gleitring 10 leicht 5 konisch ist. Demzufolge wird die Dichtkante 16 stär- ker radial nach innen gedrückt als die Dichtkante 17. Infolgedessen erleidet auch die Dichtkante 14 eine stärkere Anpressung an die Welle 1 als die Dicht kante 15. Die Welle 1 verschiebt sich aber in Pfeil richtung hin und her.
Daher entsteht an der stärker angepressten Dichtkante 14 eine stärkere Abnutzung als an der Dichtkante 15, so dass die Dichtwirkung im Laufe der Zeit nachlässt. Infolge der Anordnung der Trennfläche 20 ist aber von vornherein dafür ge sorgt, dass die die Dichtwirkung verschlechternde Naht gerade an derjenigen Dichtkante angeordnet ist, deren Dichtwirkung im Laufe der Zeit leidet.
Oder anders ausgedrückt, die Hauptdichtwirkung erfolgt durch die Dichtkante 15, die infolge entsprechender Bemessung von Wellendurchmesser und Innendurch messer des Dichtringes eine genau einstellbare Vor spannung hat, die durch die Betriebsverhältnisse kaum oder überhaupt nicht beeinflusst wird, und aus- serdem auch nicht durch eine Naht gestört ist. Wenn dieser Dichtring beim Aufschieben auf die Welle ver dreht werden sollte, kommt die Dichtkante 16 an die Stelle der Dichtkante 15 zu liegen, so dass die soeben geschilderten Verhältnisse in gleicher Weise vorhan den sind.
Bei dem Richtring 22 nach Fig. 4 sind am inneren Umfang drei Dichtkanten 23, 24 und 25 vorhanden, während am äusseren Umfang zwei Dichtkanten 26 und 27 vorgesehen sind. Ferner sind an den Stirn seiten zwei Kanten 28 und 29 vorgesehen. Die Trenn ebene 30 verläuft bei diesem Ausführungsbeispiel noch ausserhalb der beiden äussersten Dichtkanten 23 bzw. 27; die axiale Versetzung gegenüber der Mit telachse M ist daher noch grösser als im vorangegan genen Ausführungsbeispiel. Man erreicht damit, dass auch die Dichtkante 23 bzw. bei umgerolltem Ring auch die Dichtkante 27 zur Dichtwirkung beitragen kann, solange nicht durch Reibungsabnutzung eine Undichtigkeit entsteht.
Ferner ist bei dem dargestellten Ring zu beachten, dass die äusseren Dichtkanten 26 und 27 den Ver tiefungen zwischen den inneren Dichtkanten 23, 24 und 25 gegenüberliegenden, so dass in radialer Rich tung eine etwa gleichmässige Materialstärke des Rin- ges vorhanden ist, was eine erhöhte Steifigkeit mit sich bringt.
Packing box for oil pumps The invention relates to a packing box for oil pumps, in which an elastic ring sealingly enclosing the shaft is pressed by a resiliently pressed plate against the end face of a sliding ring. Here, the sliding ring takes over a seal on its end face between parts rotating relative to one another. On the one hand, the elastic ring must sealingly abut on its inner circumference against the shaft, which is somewhat axially displaceable relative thereto, and on the other hand, with a second surface, usually the one end face, sealing against the sliding ring.
The elastic rings previously used for this purpose had a circular cross-section. Their sealing effect was often very poor. The invention is based on the object of specifying an improved seal in this packing box.
This takes place in that the seams of the elastic ring, which originate from the tool parting plane and which has at least two sealing edges on the inner and outer circumference, are axially offset on different sides relative to the center plane.
It is known that a sealing ring with two or more sealing edges seals better on one of the sealing surfaces than a simple O-ring that only rests in a sealing manner along a line. However, the invention is not limited to this. Rather, there is also the following consideration: The sealing effect of the individual sealing edges of an elastic ring is not uniform. An impairment is, for example, the seam running along the sealing edge or in its vicinity, which is caused by the parting plane of the tool required for the manufacture of the ring.
Furthermore, the sealing effect of the individual sealing edges also depends on the special design of the space receiving the sealing ring. The optimum seal is therefore obtained when a sealing edge that is not impaired by a seam is located at the most favorable point from the point of view of the room design. Even if such an assignment has been made, however, disturbing leaks can still occur in the packing box, because the sealing ring has the tendency to twist when it is pushed onto the shaft, so that the previously inwardly directed circumference is on the outside.
So that in such a case a complete tightness is guaranteed, so a seamless sealing edge is at the most favorable point, the seam must be arranged on the now inwardly facing outer circumference on the other seam opposite side of the center plane.
In a construction that is often used, the sliding ring end face, against which an end face of the sealing ring rests, is located at the bottom of a recess with slightly conical walls. This conicity is due to the manufacture of the sliding ring.
Since the outer sealing edge facing the recess base can be pressed radially inward by the conical circumferential surface, the inner sealing edge facing the recess base receives a greater radial pressure than would be desired to be set by the internal stress of the ring.
This stronger radial pressure can cause excessive wear and thus a decrease in the sealing effect. In this context, it is then advisable to move the inner seam towards the base of the recess and the outer seam away from it towards the median plane. In this way, a sealing edge facing away from the recess base, which is not influenced by the additional radial pressure, is seamless, regardless of whether the inner circumference or the outer circumference of the sealing ring is turned inward.
In a preferred embodiment, the elastic ring has a substantially symmetrical cross-section with three inner sealing edges and two outer sealing edges which lie approximately opposite the grooves between the inner sealing edges. Such a sealing ring has increased torsional rigidity while retaining the other advantages.
According to a further aspect, the elastic ring can have a hardness of 70-90 Shore, which is a value above the normal hardness of sealing rings. This greater hardness, which reduces frictional wear, is possible in the present case because the prerequisites for optimal sealing are given even without excessive deformation of the sealing ring.
Further details emerge from the following description of exemplary embodiments of the invention in conjunction with the drawing. 1 shows schematically the installation of the packing box according to the invention in an oil pump housing, FIG. 2 shows a first sealing ring in cross section, FIG. 3 shows an individual view of the installation of this ring in the packing box, and FIG. 4 shows a second sealing ring in cross section. The drive shaft 1 of an oil pump is mounted in a bore 2 of the oil pump housing 3.
A support ring 4 is seated on the shaft to support a spring 5. This acts on a pressure ring 6 which presses a sealing ring 7 against the end face 9 of a sliding ring 10 arranged in the base of a recess 8. This sliding ring is therefore pressed against a stationary ring 11, likewise with the force of the spring 5, which receives a second sealing ring 12, which is supported on a plate 13 fixed to the housing. The sealing ring 7 seals two parts rotating at the same speed from one another. The sealing ring 12 seals two stationary parts from one another.
The seal between parts rotating relative to one another takes place between the sliding ring 10 and the support ring 11.
The sealing ring 7, shown enlarged in FIG. 2, has two sealing edges 14 and 15 on its inner circumference, two sealing edges 16 and 17 on its outer circumference, a sealing edge 18 on its outer end face and a support edge 19 on its inner end face between the two mold halves is indicated by dash-dotted lines and dashed lines on one side. From this it can be seen that the seam on the inner circumference in the area of the sealing edge 14, on the other hand, on the outer circumference in the area of the edge 17.
The seams are therefore on both sides of the mid-plane M.
From Fig. 3 it can be seen that the circumferential surface 21 of the recess 8 in the sliding ring 10 is slightly 5 conical. As a result, the sealing edge 16 is pressed more radially inward than the sealing edge 17. As a result, the sealing edge 14 also suffers greater pressure on the shaft 1 than the sealing edge 15. The shaft 1, however, moves back and forth in the direction of the arrow.
Therefore, there is greater wear on the sealing edge 14, which is pressed on more strongly than on the sealing edge 15, so that the sealing effect diminishes over time. As a result of the arrangement of the separating surface 20, however, it is ensured from the outset that the seam which deteriorates the sealing effect is arranged precisely on that sealing edge whose sealing effect suffers over time.
In other words, the main sealing effect is provided by the sealing edge 15, which, as a result of the appropriate dimensioning of the shaft diameter and inner diameter of the sealing ring, has a precisely adjustable preload that is hardly or not at all influenced by the operating conditions, and also not by a seam is disturbed. If this sealing ring should be rotated ver when pushed onto the shaft, the sealing edge 16 comes to lie in the place of the sealing edge 15, so that the relationships just described are IN ANY in the same way.
In the case of the alignment ring 22 according to FIG. 4, three sealing edges 23, 24 and 25 are provided on the inner circumference, while two sealing edges 26 and 27 are provided on the outer circumference. Furthermore, two edges 28 and 29 are provided on the front sides. In this exemplary embodiment, the dividing plane 30 extends outside the two outermost sealing edges 23 and 27; the axial offset from the central axis M is therefore even greater than in the previous embodiment. This means that the sealing edge 23 or, if the ring is rolled over, the sealing edge 27 can also contribute to the sealing effect, as long as there is no leakage due to frictional wear.
It should also be noted in the illustrated ring that the outer sealing edges 26 and 27 are opposite to the depressions between the inner sealing edges 23, 24 and 25 so that the ring has an approximately uniform material thickness in the radial direction, which increases it Brings rigidity with it.