DE1017868B

DE1017868B - Axial seal for rotating shafts u. like

Info

Publication number: DE1017868B
Application number: DEH25476A
Authority: DE
Inventors: Paul Haensch; Julius Neuhaus; Wilhelm Neuhaus
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1955-11-15
Filing date: 1955-11-15
Publication date: 1957-10-17

Description

Axialdichtung für umlaufende Wellen u. dgl. Die Erfindung bezieht sich auf eine Axialdichtung für umlaufende Wellen u. dgl., die gegebenenfalls mit einer weiteren Dichtungsstelle versehen sein kann, die an dem Umfang der Welle dichtend anliegt.Axial seal for rotating shafts and the like on an axial seal for rotating shafts and the like another sealing point can be provided which seals on the circumference of the shaft is present.

Axial wirkende Wellendichtungsringe, die auch auf dem Umfang einer Welle abdichten, sind an sich in vielfacher Ausführung bekannt. Zum Abdichten von umlaufenden Wellen oder hin- und hergehenden Stangen verwendet man Manschetten, Nutringe, Lippenringe, die in dem Manschettengehäuse mittels besonderer Befestigungsteile festgehalten werden.. Man kennt auch sogenannte einbaufertige Dichtungsringe; die mit Lippenteilen versehen sind, die in axialer und radialer Richtung wirken können.Axially acting shaft sealing rings, which are also on the circumference of a Sealing shafts are known in many ways. For sealing rotating shafts or reciprocating rods one uses cuffs, U-rings, lip rings, which are in the cuff housing by means of special fastening parts be held .. So-called ready-to-install sealing rings are also known; the are provided with lip parts that can act in the axial and radial direction.

So ist es bei einer kombinierten Axial- und Radialdichtung bekannt, die beiden dichtenden Schenkel der Manschette unabhängig voneinander vorzusehen. Die eine Dichtlippe umschließt dichtend die Welle und kann durch eine Ringwendelfeder belastet sein. Weiterhin ist ein in radialer Richtung dichtender Manschettenteil vorgesehen, der als elastische Dichtlippe ausgebildet ist. Diese Dichtlippe hat hierbei eine Eigenfederwirkung. Das dichtende Anliegen wird in der Weise erreicht, daß der dichtende Schenkel im nicht eingebauten Zustand über die Ebene der Anlagefläche vorsteht. Die Anlagefläche ist nicht umlaufend. Mit dem Schlagen der Welle kann. die Manschette sich lediglich in radialer Richtung etwas verschieben. Bei einer solchen Dichtungsart, die nicht als eigentliche Axialdichtung angesprochen werden kann., benötigt man keine hohe Anpressung an der radialen Fläche. An die eigenfedernden Lippen können sowohl bei der Axialdichtung als auch bei der Radialdichtung keine hohen Ansprüche gestellt werden. Solche Dichtungslippen erlahmen in der Federung bald, wodurch keine Gewähr für eine zuverlässige Abdichtung gegeben ist.It is known for a combined axial and radial seal, to provide the two sealing legs of the cuff independently of one another. One sealing lip encloses the shaft in a sealing manner and can be closed by a helical spring be burdened. Furthermore, there is a sleeve part which seals in the radial direction provided, which is designed as an elastic sealing lip. This sealing lip has here a natural spring effect. The sealing concern is achieved in the way that the sealing leg in the non-installed state over the plane of the contact surface protrudes. The contact surface is not circumferential. With the hitting of the wave can. the cuff only shift slightly in the radial direction. At a such type of seal that is not addressed as an actual axial seal can., you do not need a high pressure on the radial surface. To the self-resilient Lips cannot be used with either the axial seal or the radial seal high demands are made. Such sealing lips weaken in the suspension soon, which means that there is no guarantee of a reliable seal.

Es gibt weiterhin axial wirkende Dichtungen, bei denen die an der radialen Fläche anliegenden Lippen unter Wirkung einer Schraubenfeder stehen. Es ist bekannt, daß die Anpressung mittels einer Schraubenfeder nicht den Anforderungen genügt. Eine Schraubenfeder benötigt außerdem zur Unterbringung der erforderlichen Windungszahl verhältnismäßig viel Platz. Bei zu geringer Windungszahl wirkt die Feder zu hart und auch ungleichmäßig. Man hat sich deshalb schon bemüht, die Schraubenfeder durch tellerfederartige Scheiben zu ersetzen. Diese Scheiben sind in der Weise ausgebildet, daß sie von einem geschlossenen Ringteil entweder nach außen oder zur Mitte gerichtete einzelne, radial liegende Lappen aufweisen, die von dem geschlossenen Ringteil abgewinkelt und zur Anlage an dem Randteil napfförmig abgebogen sind. Solche Federscheiben haben den Nachteil, daß sie keinen ungleichmäßigen Anpreßdruck in axialer Richtung haben. Jeder einzeln abgebogene Lappen ergibt eine punktweise Andrückung, wobei in der Praxis die Andrückung von Lappen zu Lappen unkontrollierbar verschieden ausfällt. Es ist keine gleichmäßige Ringspannung vorhanden. Außerdem ist der Federweg gering, da die Kennlinie einer solchen Scheibe verhältnismäßig steil ist. Die Anpressung wird deshalb entweder zu stark oder zu schwach und völlig ungleichmäßig. Bei einem größeren Federweg versagt die Anpressung mittels einer solchen Scheibe gänzlich.There are also axially acting seals in which the Lips resting on the radial surface are under the action of a helical spring. It it is known that the pressure by means of a helical spring does not meet the requirements enough. A coil spring is also needed to accommodate the necessary Number of turns relatively much space. If the number of turns is too low, the Feather too hard and also uneven. That is why one has already tried to fix the coil spring to be replaced by disc spring-like washers. These discs are designed in such a way that that it directed from a closed ring part either outwards or towards the center have individual, radially lying tabs which are angled from the closed ring part and are bent in a cup-shaped manner to rest on the edge part. Have such spring washers the disadvantage that they do not have an uneven contact pressure in the axial direction. Each individually bent flap results in a point-wise pressure, whereby in the Practice the pressure from flap to flap turns out to be uncontrollably different. There is no uniform hoop tension. In addition, the spring travel is small, because the characteristic curve of such a disc is relatively steep. The pressure therefore becomes either too strong or too weak and completely uneven. At a The contact pressure by means of such a washer fails completely with greater spring deflection.

Die Erfindung hat eine axial wirkende Dichtung zum Gegenstand, bei der die im Querschnitt winkelförmig verlaufende Manschette in dem offenen Teil des Winkels eine Ringspannscheibe bzw. Ringscheibenfeder aufweist, deren eine Umfangskante sich gegen den Manschettenfuß und deren andere Umfangskante sich gegen den Dichtungsteil stemmt. Bei Kombinierun der Axialdichtung mit einer Abdichtung auf dem Umfangsteil einer Welle kann die an sich bekannte Ringwendelfeder zwischen der Ringspannscheibe und dem Dichtungsteil eingefügt sein. Durch die Ringspannscheibe wird zunächst in an sich bekannter Weise die Radialfläche des Dichtungsteiles in Ruhelage über die Ebene der durch den Maschinenteil gegebenen Schleiffläche vorstehen. Die Ringspannscheibe, die schmale Einschnitte von beiden Umfangskanten her aufweist, stellt eine federnde Scheibe dar, bei der jeder Teil der Scheibe unter einer gleichmäßigen ringförmigen Spannung steht. Mit einer solchen an sich bekannten Ringspannscheibe bzw. Ringscheibenfeder werden bei der axial wirkenden Dichtung sämtliche Vorteile erreicht. Man erzielt einen gleichmäßigen Anpressungsdruek über den. gesamten Umfang der radialen Dichtungsfläche. Dadurch ergibt sich eine zuverlässige axiale Dichtung. Die Federkennlinie der Ringspannscheibe liegt ziemlich flach, was eine weiche Federung ergibt. Außerdem steht ein erheblich großer Federweg zur Verfügung, ohne daß die Gleichmäßigkeit des Anpreßdruckes leidet. Dies bedeutet, daß die abzudichtende radiale Fläche sich im verhältnismäßig weiten Bereich verschieben kann, ohne daß die axial wirkende Dichtung gefährdet ist. Die Gleichmäßigkeit und die weiche Federung verringern die Gefahr einer Erwärmung und Abnutzung des Dichtungswerkstoffes wesentlich. Praktisch ist beides gegenüber den bisherigen Bauarten nicht feststellbar. Schließlich ist der Platzbedarf durch die Federung äußerst gering. Diese Vereinigung der Vorteile läßt sich bei keiner der bisher bekannten Bauarten von. Axialdichtungen feststellen.The invention relates to an axially acting seal the cuff, which is angled in cross section, in the open part of the Angle has an annular clamping disc or annular disc spring, one circumferential edge of which against the cuff foot and its other peripheral edge against the sealing part lifts. When combining the axial seal with a seal on the peripheral part a shaft can be the known helical coil spring between the annular clamping disc and inserted into the sealing part. The ring clamping disc is initially used in in a manner known per se, the radial surface of the sealing part in the rest position on the Protrude level of the grinding surface given by the machine part. The ring clamping disc, which has narrow incisions from both circumferential edges, represents a resilient one Disc represents in which each part of the disc is under a uniform annular shape There is tension. With such an annular clamping disk or annular disk spring, which is known per se all advantages are achieved with the axially acting seal. One achieves an even pressure across the. entire circumference of the radial sealing surface. Through this results in a reliable axial seal. The spring characteristic the ring clamping disc lies fairly flat, which results in a soft suspension. aside from that a considerably large spring travel is available without the uniformity the contact pressure suffers. This means that the radial surface to be sealed off Can move in a relatively wide range without the axially acting Seal is at risk. The evenness and the soft suspension reduce the Significant risk of heating and wear of the sealing material. Practically both cannot be determined compared to the previous designs. Finally is the space requirement due to the suspension is extremely small. This union of advantages cannot be used with any of the previously known types of. Determine axial seals.

Die Manschette der erfindungsgemäßen Axialdichtung wird zweckmäßig mit einem Führungsring verbunden, der der Stärke eines Kugellagerringes entsprechen kann. Dieser weist zweckmäßig einen radialen Kragen auf, an dem der Manschettenfuß in eine ringförmige Rille eingepreßt gehalten wird.The sleeve of the axial seal according to the invention is expedient connected to a guide ring that corresponds to the strength of a ball bearing ring can. This expediently has a radial collar on which the cuff foot is held pressed into an annular groove.

In. der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht.In. The drawing is an embodiment of the subject matter of the invention illustrated.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch die Dichtungsvorrichtung gemäß der Erfindung; in Fig. 2 ist der nicht eingesetzte Dichtungskörper im Teilausschnitt dargestellt.Fig. 1 shows a longitudinal section through the sealing device according to the invention; in Fig. 2 the unused sealing body is in partial section shown.

Die Welle 2, die durch ein Gehäuse 1 führt, ist in einem Kugellager 3 gelagert, welches in der Bohrung 4 des Gehäuses sich befindet. Diese Bohrung wird von einer Seite mit den Abdichtungs- und Lagerteilen beschickt. Zunächst verwendet man einen Zwischenring 5, der einen radial gerichteten Kragen 6 aufweist. An den Kragen legt sich die Manschette 7. Der Kragen ist an der der Manschette 7 zugekehrten Seite abgeschrägt. Der lippenartige Teil der Manschette 7 hat eine axial verlaufende Dichtungsfläche 8 und eine radial verlaufende Dichtungsfläche 9, welch letztere sich gegen die Stirnfläche des Kugellagerinnenringes legt. Der Abstand des Kragens 6 von dem Kugellager 3 und die Länge des lippenartigen Teiles der Manschette ist so gehalten, daß beim Zusammenbau der Teile der lippenartige Teil in Richtung des Kragens gedrückt wird, so daß die radiale Dichtungsfläche unter Spannung gegen den Laufring des Kugellagers 3 anliegt. Der Dichtungsring kann mit der an sich bekannten Ringwendelfeder 10 versehen werden. Mit Hilfe einer Ringspannscheile 11, die sich gegen den oberen Teil der Manschette legt, wird eine axiale Anlage gegen die Ringwendelfeder 10 erzielt. Diese Anlage ist federnd, so daß von der Ringspannscheibe über die Feder 10 eine Kraft in axialer Richtung ausgeübt wird. Auf diese Weise ist eine federnde Vor-Spannung sowohl für die axiale als auch für die radiale Dichtungsfläche gegeben.The shaft 2, which leads through a housing 1, is in a ball bearing 3 stored, which is located in the bore 4 of the housing. This hole will loaded from one side with the sealing and bearing parts. Used initially an intermediate ring 5 which has a radially directed collar 6. To the The collar 7 is placed on the collar 7. The collar is facing towards the collar 7 Beveled side. The lip-like part of the cuff 7 has an axially extending one Sealing surface 8 and a radially extending sealing surface 9, the latter lies against the face of the inner ring of the ball bearing. The spacing of the collar 6 of the ball bearing 3 and the length of the lip-like part of the sleeve held so that when assembling the parts of the lip-like part in the direction of the Collar is pressed so that the radial sealing surface under tension against the The race of the ball bearing 3 rests. The sealing ring can with the known per se Annular coil spring 10 are provided. With the help of a ring clamp 11, which lays against the upper part of the cuff, an axial contact is made against the helical spring 10 scored. This system is resilient, so that from the ring clamping disc over the spring 10 a force is exerted in the axial direction. This is a resilient way Pre-tension given for both the axial and the radial sealing surface.

Der Kragen 6 des Zwischenringes 5 erhält eine Rille 12, in welche eine ringförmig verlaufende Leiste 13 der Manschette eingreift. Dadurch wird die Abdichtung an dieser Stelle erhöht und die feste Verbindung zwischen Manschette und Zwischenring verbessert: Der Zwischenring kann auch in anderer Weise benutzt werden, wie das Zusammengreifen mit dem Drucklager 14 zeigt. Der Zwischenring ist also zugleich Distanzring.The collar 6 of the intermediate ring 5 receives a groove 12 in which an annular strip 13 engages the cuff. This will make the Sealing at this point increases and the firm connection between the cuff and intermediate ring improved: The intermediate ring can also be used in other ways as the engagement with the thrust bearing 14 shows. The intermediate ring is so at the same time spacer ring.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Axial seal for rotating shafts using an axially acting suspension on the sealing part, possibly in connection with another sealing point that seals on the circumference of the shaft, whereby the axially sealing leg can protrude beyond the plane of the grinding surface when not installed ; characterized in that the cuff (7), which has an angular cross-section, has an annular tensioning disk or annular disk spring (11) in the open part of the angle, one peripheral edge of which presses against the cuff base (13) and the other peripheral edge against the axially sealing leg , wherein the per se known helical coil spring (8) is inserted between the annular clamping disc (11) and the sealing part.

2. Seal according to claim 1, characterized in that that the sleeve on the other side of the outer peripheral edge of the ring clamping disc from. a guide ring (5) with a radial collar (6) is supported and the whole Cuff foot engages in a groove (12) in the collar (6), the guide ring (5) Can have the strength of a ball bearing ring. Considered publications: German Patent Nos. 854 448, 953 029; U.S. Patent No. 2,626,169; British Patent Nos. 719 222, 580 957; 558544.