CN103299113A - 密封圈 - Google Patents
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Abstract
用于轴的密封的密封圈，该轴用于船舶的推进器轴、叶轮轴、舵杆，所述密封圈包括一在所配属的、和壳体固定的、作为安装室的支撑圈（4,5）中的夹入元件（3），该夹入元件带有一衔接上的、作为膜片的中间部分（6）和一朝向所述轴（7）的、成角度地折出的元件，所述成角度地折出的元件设置有用于贴靠在所述轴（7）上的密封唇（2）的构造。在此，所述密封唇（2）在所述轴（7）上的接触区域由一圆形的密封区域构成，其中，在无负载的状态下，所述密封区域在朝向待密封的介质的区域中具有与所述密封唇（2）的背后区域中的半径（R2）相比较小的半径（R1）。
Description
本发明涉及一种用于轴的密封的密封圈，尤其用于水相对于水或者水相对于空气的密封，该轴用于船舶的推进器轴、叶轮轴、舵杆，所述密封圈包括一在所配属的、相对于壳体固定的、作为安装室的支撑圈中的夹入元件，该夹入元件带有一衔接上的、作为膜片的中间部分和一朝向所述轴的、成角度地折出的元件，所述成角度地折出的元件具有用于贴靠在所述轴上的密封唇的结构，其中，在所述成角度折出的元件中在密封唇之上布置有一具有弹簧的接收槽。
用于这类密封的轴密封装置以不同的构造已知。根据DE3742080C，提出一种用于船舶推进器轴的轴密封装置，用于通过由弹性体材料制成的环形密封唇使外部水相对于气态介质密封，其中，密封区域实施成有角的，以便为了改善润滑而使水的漏损经由密封压条和轴之间的间隙导入。此外，根据DE4141999已知这类唇形密封装置，其中，密封唇的支承力与待密封的介质的压力不成比例，而是相对于该压力渐减地升高。
本发明的任务在于，实现一种用于密封区域的简单结构，该密封区域能够使得密封唇滚动，用于减小在压力负载升高的情况下的线性力上升。
该任务的解决方案根据本发明由此实现，即，密封唇在所述轴上的接触区域由在整个调节区域上具有不变半径的圆形密封区域构成。
由此，在端面侧的和底侧的区域中相对小的接触角是可能的，这些接触角在不同调节状态下保持一样并且对于密封低粘度的液体、如水是有利的。
通过密封唇的碾滚运动，在压力负载的情况下的径向液压作用面积与传统的密封边缘相比也变得更小。
替代地提出，密封唇在所述轴上的接触区域由一圆形的密封区域构成，其中，在不负载的状态下，该密封区域在朝向待密封的介质的区域中具有与密封唇的背后区域中的半径相比较小的半径。
在这种结构中，接触角在压力负载的情况下由于密封唇的扭转而变小，并且同时，滑动轨道变宽。这两种措施促进稳定的润滑运行构成，该润滑运行构成在较高压力负载的情况下是特别重要的。由此，接触角和滑动轨道宽度与主导的压力相匹配。此外，端面侧的接触角基本上大于底侧的接触角，从而在密封区域中形成不对称的压力分布。对于确定的、低粘度的液体，这对润滑膜的摩擦学上的构成是有利的。
在本发明的改进方案中提出，密封唇的小半径与该密封唇的大半径之间的比例具有因数2到3。
此外规定，在处于不负载状态下的密封唇的接触区域上方在所述轴的中垂线上，所述半径形成过渡。
还提出，密封唇的不同半径的过渡是无级地形成的。
在附图中示意性示出本发明的实施例。附图示出：
图1示出具有在密封唇的接触区域中不变的半径的、无负载的密封圈；
图2示出根据图1的、压力负载的密封圈；
图3示出具有在朝向待密封的介质的区域中的、相对于密封唇的背后区域中的半径较小的半径的不负载的密封圈的另一实施方式和
图4示出根据图3的、压力负载的密封圈。
示出的密封圈1包括上部的夹入元件3，该夹入元件以已知的方式液密地被夹入到和壳体固定的金属支撑圈4,5中。在密封圈1的夹入部分3上衔接有作为膜片的中间部分6，该中间部分构造成相对于一经过轴7的水平面成一角度。
中间部分6与密封装置的朝向待密封的轴7的、成角度地折出的区域8连接并且以它的端部区域构成密封唇2，该密封唇带有端面侧的接触角α和底侧的接触角β地支承在轴7上。
根据图1和2，密封唇2由密封装置1的成角度折出的区域8的圆形密封区域11构成。该密封区域在密封唇2的整个调节区域上具有不变的半径R，从而接触角α和β相等。半径R在不负载状态中在密封唇2的接触区域上在轴7的中垂线10上具有该半径的起点。
所述半径通常在小密封圈的情况下尺寸确定为大约3毫米并且在较大密封圈的情况下尺寸确定为大约15毫米。
为了形成密封唇2到轴7上的压紧力，在密封圈1的成角度折出的区域8的弹性复位元件的旁边设置一配属的弹簧9。在此，弹簧9被接收在作为弹簧槽的接收槽中。
相同的接触角α和β由密封唇2和轴7之间的接触区域中的切线形成并且与此相应地是相对小的。这在密封低粘度的液体、如水的情况下是有利的。通过密封唇2使密封区域实施成圆形，并且，膜片6变形，这使得密封唇2在轴7上能够碾滚运动。膜片6的变形可以由压力负载或由所述轴的径向错位引起。在此，接触角α和β保持不变。通过密封唇2的碾滚运动（滚动），径向的液压作用面积A在压力负载的情况下变小（A2＜A1）。这引起，与具有常规密封边缘的密封圈相比，在压力负载升高的情况下线性力上升的减小。
根据按照图3,4的另一实施例，密封区域通过由于两个不同的半径R1和R2而略不同的密封唇2构成。在朝向待密封的介质的区域中，相对于半径R2较小的半径R1布置在密封唇2的背后区域中。半径R1和R2的中心点（Mittelpunkt）存在于轴7的在不负载状态中的密封唇2的接触区域上方的中垂线10上，并且在此形成无级的过渡。
在此，两个半径R1和R2相差2到3倍。
通过不同的半径R1和R2，接触角α和β在压力负载的情况下由于密封唇的扭转而变小，并且同时，滑动轨道b变宽（b2＜b1）。这两者促进稳定的润滑膜形成，这在较高压力负载的情况下是特别重要的。即，接触角和滑动轨道宽度与主导的压力相匹配。
此外，通过所述实施方案，角α基本上大于β，这导致在密封区域中不对称的压力分布。对于确定的、低粘度的液体，这可以对润滑膜的摩擦学上的构成是有利的。
Claims (5)
1.用于轴的密封的密封圈，尤其用于水相对于水或者水相对于空气的密封，该轴用于船舶的推进器轴、叶轮轴、舵杆，所述密封圈包括一在所配属的、和壳体固定的、作为安装室的支撑圈中的夹入元件，该夹入元件带有一衔接上的、作为膜片的中间部分和一朝向所述轴的、成角度地折出的元件，所述成角度地折出的元件具有用于贴靠在所述轴上的密封唇的结构，其中，在所述成角度折出的元件中在密封唇之上布置有一具有弹簧的接收槽，其特征在于，所述密封唇（2）在所述轴（7）上的接触区域具有在整个调节区域上具有不变的半径（R）的圆形密封区域。
2.用于轴的密封的密封圈，尤其用于水相对于水或者水相对于空气的密封，该轴用于船舶的推进器轴、叶轮轴、舵杆，所述密封圈包括一在所配属的、和壳体固定的、作为安装室的支撑圈中的夹入元件，该夹入元件带有一衔接上的、作为膜片的中间部分和一朝向所述轴的、成角度地折出的元件，所述成角度地折出的元件具有用于贴靠在所述轴上的密封唇的结构，其中，在所述成角度折出的元件中在密封唇之上布置有一具有弹簧的接收槽，其特征在于，所述密封唇（2）在所述轴（7）上的接触区域由一圆形的密封区域构成，其中，在不负载的状态下，所述密封区域在朝向待密封的介质的区域中具有与所述密封唇（2）的背后区域中的半径（R2）相比较小的半径（R1）。
3.根据权利要求2的密封圈，其特征在于，所述密封唇（2）的小的半径（R1）与该密封唇的大的半径（R2）之间的比例具有因数2到3。
4.根据权利要求2或3的密封圈，其特征在于，在处于不负载状态下的所述密封唇（2）的接触区域上方在所述轴（7）的中垂线（10）上，所述半径（R1，R2）形成过渡。
5.根据权利要求4的密封圈，其特征在于，所述密封唇（2）的不同半径（R1，R2）的过渡是无级地形成的。
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