DE102007007036A1

DE102007007036A1 - Sealing for rotating devices, particularly sealing of shafts, has support body, which is fixed at sealing lip and sealing lip has magnetically or electrically active section and electromagnetic active element is arranged at support body

Info

Publication number: DE102007007036A1
Application number: DE200710007036
Authority: DE
Inventors: Benno Schmied; Ralf Dr. Heinrich; Dirk W. Dr. Schubert; Michael Dr. Hauber
Original assignee: Carl Freudenberg KG
Current assignee: Carl Freudenberg KG
Priority date: 2007-02-08
Filing date: 2007-02-08
Publication date: 2008-08-21

Abstract

The sealing (1) has a support body (2) fixed at the sealing lip (3). The sealing lip has magnetically or electrically active section (4). An electromagnetic active element (5) is arranged at the support body, which stands in active connection with the magnetic or electric active section. The element is formed as electromagnet.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft eine Dichtung, umfassend einen Tragkörper, an dem zumindest eine Dichtlippe befestigt ist, wobei die Dichtlippe zumindest einen magnetisch oder elektrisch wirkenden Abschnitt aufweist.The The invention relates to a seal comprising a support body the at least one sealing lip is fixed, wherein the sealing lip has at least one magnetically or electrically acting portion.

Stand der TechnikState of the art

Dichtungen werden zur Abdichtung rotierender Einrichtungen verschiedenster Art eingesetzt, beispielsweise zur Abdichtung von Wellen. Die Dichtlippe der Dichtung liegt dabei mit Vorspannung auf der Welle an. Die Vorspannung ergibt sich durch die Rückstellkraft der verformten Dichtlippe und kann durch eine Ringfeder verstärkt werden. Auf der der Welle zugewandten Seite ist die Dichtung häufig mit einer Fördergeometrie versehen, um abzudichtendes Medium in den abzudichtenden Raum zurück zu fördern. Derartige Dichtungen sind dynamisch dichtend und weisen nur eine geringe statische Dichtheit auf. Dabei weist die Dichtlippe der beschriebenen Dichtungen jeweils einen konstanten Anpressdruck auf. Der Anpressdruck bestimmt gemeinsam mit dem zwischen Dichtlippe und rotierender Einrichtung befindlichen Medium die Reibung und damit die Verlustleistung der Dichtlippe. Bei einem Maschinenanlauf befindet sich meist nur sehr wenig abzudichtendes Medium, meist ein Schmierstoff, zwischen Dichtlippe und rotierender Einrichtung, so dass bei einem Maschinenanlauf die Verlustleistung besonders hoch ist.seals are used to seal rotating equipment of various kinds Used type, for example, for sealing waves. The sealing lip The seal is biased on the shaft. The bias results from the restoring force the deformed sealing lip and can be reinforced by an annular spring. On the shaft side facing the seal is often with a conveyor geometry provided to promote medium to be sealed back into the space to be sealed. such Seals are dynamically sealing and have only a low static Tightness on. In this case, the sealing lip of the seals described each a constant contact pressure. The contact pressure determined together with the between sealing lip and rotating device medium, the friction and thus the power loss of the Sealing lip. At a machine startup is usually only very little medium to be sealed, usually a lubricant, between the sealing lip and rotating device, so that at a machine start the power loss is particularly high.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dichtung bereit zu stellen, bei der eine Anpassung des Anpressdrucks der Dichtlippe an verschiedene Betriebszustände möglich ist.Of the Invention has for its object to provide a seal, in the adaptation of the contact pressure of the sealing lip to different operating conditions possible is.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug.These The object is achieved with the features of claim 1. On advantageous embodiments take the dependent claims.

Zur Lösung der Aufgabe ist an dem Tragkörper ein elektromagnetisch wirksames Element angeordnet, welches mit dem magnetischen Abschnitt in Wirkverbindung steht. Erfindungsgemäß tritt dieser magnetische Abschnitt mit einem elektromagnetisch wirksamen Element in Wechselwirkung, wobei das Element so ausgebildet ist, dass die durch die magnetische Wirkung des Elements auf die Dichtlippe ausgeübte Kraft variabel ist und so der Anpressdruck der Dichtlippe an die abzudichtende Welle ebenfalls variabel ist. Das elektromagnetische Element und die magnetische Einrichtung bilden eine Einrichtung zur Änderung des Anpressdrucks der Dichtlippe. Der Anpressdruck der Dichtlippe kann mittels der Einrichtung erfindungsgemäß an den jeweiligen Betriebszustand angepasst werden. So ist es beispielsweise möglich, den Anpressdruck bei einem Anfahrvorgang zu verringern und so einen vorzeitigen Verschleiß der Dichtung aufgrund mangelnder Versorgung mit Schmierstoff, meist dem abzudichtenden Medium, zu vermeiden. In anderen Anwendungsfällen, beispielsweise wenn die Dichtung dauerhaft mit Schmierstoff in Berührung ist und die Dichtlippe eine Rückfördergeometrie aufweist, ist es vorteilhaft den Anpressdruck beim Maschinenstillstand und beim Anfahren zu erhöhen, um die statische Dichtheit der Dichtlippe zu verbessern. Während des Betriebs kann der Anpressdruck verringert werden, da dann durch die dynamisch wirksame Rückfördergeometrie eine Rückförderung des Schmierstoffs in den abzudichtenden Raum erfolgt. Da der Tragkörper starr in einem Gehäuse montiert ist, können elektrische Steuerungsmittel einfach montiert und angesteuert werden.to solution the task is on the support body arranged an electromagnetically effective element, which with the magnetic portion is in operative connection. Occurs according to the invention this magnetic section with an electromagnetically effective Element in interaction, wherein the element is designed such that the force exerted by the magnetic effect of the element on the sealing lip force is variable and so the contact pressure of the sealing lip to be sealed Wave is also variable. The electromagnetic element and the magnetic means constitute a means for modification the contact pressure of the sealing lip. The contact pressure of the sealing lip can by means of the device according to the invention to the respective operating state be adjusted. So it is possible, for example, the contact pressure To reduce a startup and so premature wear of the seal due to lack of supply of lubricant, usually the sealed Medium, avoid. In other applications, for example when the Seal is permanently in contact with lubricant and the sealing lip a return geometry has, it is advantageous the contact pressure during machine downtime and to increase when starting, to improve the static tightness of the sealing lip. During the Operation, the contact pressure can be reduced because then by the dynamically effective return flow geometry a return promotion of the lubricant in the space to be sealed. As the support body rigid in a housing is mounted, can electrical control means are easily mounted and controlled.

Das Element kann als Elektromagnet ausgebildet sein. Elektromagnete sind einfach herzustellende und einfach bedienbare Bauelemente. Die Wirkung des Elektromagneten ist abhängig von dem das Magnetfeld bildenden Strom, daher der Anpressdruck der Dichtlippe besonders einfach zu regeln.The Element can be designed as an electromagnet. electromagnets are easy to manufacture and easy to use components. The effect of the electromagnet depends on the magnetic field forming stream, therefore, the contact pressure of the sealing lip especially easy to fix.

Das Element kann durch eine Platte eines Plattenkondensators gebildet sein. Plattenkondensatoren weisen einen besonders einfachen und robusten Aufbau auf. Auch hier ist der Anpressdruck der Dichtlippe abhängig von der angelegten Spannung, welche einfach regelbar ist.The Element can be formed by a plate of a plate capacitor be. Plate capacitors have a particularly simple and robust construction. Again, the contact pressure of the sealing lip dependent from the applied voltage, which is easily controllable.

An der Dichtlippe kann ein Vorsprung angeordnet sein, der sich in Richtung des Tragkörpers erstreckt. Dadurch ergibt sich ein scheibenförmiger Vorsprung, der sich radial nach außen erstreckt. Dieser Vorsprung bildet den magnetischen Abschnitt der Dichtlippe, wobei sich durch den Vorsprung der Abstand zwischen dem elektromagnetischen Element und dem magnetischen Abschnitt verringert. Dadurch verbessert sich der Wirkungsgrad des elektromagnetischen Elementes.At the sealing lip may be arranged a projection which extends in the direction of the supporting body extends. This results in a disc-shaped projection, which is radially outward extends. This projection forms the magnetic portion of the sealing lip, wherein the protrusion of the distance between the electromagnetic Element and the magnetic section reduced. This improves the efficiency of the electromagnetic element.

Die Dichtlippe und/oder der Vorsprung können mit magnetisierbaren Partikeln versehen sein. Dazu können beispielsweise vor der Formgebung dem elastomeren Werkstoff der Dichtlippe Ferrit-Partikel beigemischt werden, die dann nach der Formgebung fest und damit verschleißfest in der Dichtlippe und/oder dem Vorsprung eingebunden sind.The Sealing lip and / or the projection can with magnetizable particles be provided. Can do this for example, before shaping the elastomeric material of Sealing lip ferrite particles are mixed, then after the Forming firmly and thus wear-resistant in the sealing lip and / or are involved in the lead.

Die dem Tragkörper zugewandte Seite der Dichtlippe oder des Vorsprungs kann mit einer magnetisierbaren Beschichtung versehen sein. Eine derartige Beschichtung kann beispielsweise durch einen Lack erzeugt werden, der magnetische Partikel beinhaltet. Hierbei ist vorteilhaft, dass die Beschichtung nachträglich aufgebracht werden kann und es so möglich ist, parallel Dichtungen mit und ohne magnetisch wirksame Dichtlippe herzustellen.The side facing the support body of the sealing lip or the projection may be provided with a magnetizable coating. Such a coating can be produced, for example, by a lacquer which contains magnetic particles. It is advantageous that the coating can be applied subsequently and so it is possible to produce parallel seals with and without a magnetically effective sealing lip.

Die Beschichtung kann als Folie ausgebildet sein. Folien, beispielsweise Metall-Folien können ebenfalls nachträglich aufgebracht werden. Bei Folien ist vorteilhaft, dass eine große Schichtdicke und damit eine große magnetische Wirksamkeit der Einrichtung erzeugt werden kann.The Coating may be formed as a film. Slides, for example Metal foils can as well later be applied. For films is advantageous that a large layer thickness and therefore a big one magnetic effectiveness of the device can be generated.

Der Tragkörper kann so ausgebildet sein, dass er die Platte eines Plattenkondensators bildet. Der Tragkörper, meist ein Stanzteil aus einem metallischen Werkstoff bildet dann selbst das elektromagnetische Element. Dadurch kann die Teilezahl reduziert werden. Der Anpressdruck der Dichtlippe ist hier abhängig von der an dem Tragkörper angelegten Spannung.Of the supporting body may be configured to be the plate of a plate capacitor forms. The supporting body, usually a stamped part of a metallic material then forms even the electromagnetic element. This allows the number of parts be reduced. The contact pressure of the sealing lip is dependent on the on the support body applied voltage.

An dem freien Ende der Dichtlippe kann ein weiterer Vorsprung angeordnet sein. Der weitere Vorsprung bildet ebenfalls einen magnetisch wirksamen Abschnitt, wodurch sich die Effektivität der Einrichtung verbessert.At the free end of the sealing lip can be arranged another projection be. The further projection also forms a magnetically effective section, which reduces the effectiveness the device improved.

In dem Tragkörper kann innenumfangsseitig zumindest eine umlaufende Nut angeordnet sein, in die der Vorsprung und/oder der weitere Vorsprung hineinragen. In dieser Ausgestaltung kann das elektromagnetische Element so ausgebildet sein, dass es die gesamte Nutwand erfasst oder nur die Seitenwände der Nut oder nur den Nutgrund. Sind die Seitenwände der Nut oder die gesamte Nut elektromagnetisch wirksam ergibt sich ein besonders geringer Abstand zwischen Vorsprung und Element und damit eine hohe Effektivität der Einrichtung.In the support body can at least one circumferential groove arranged on the inner circumference side into which the projection and / or the further projection protrude. In this embodiment, the electromagnetic element may be formed be that it covers the entire groove wall or only the side walls of the Groove or only the groove bottom. Are the side walls of the groove or the entire Groove electromagnetically effective results in a particularly small distance between projection and element and thus a high effectiveness of the device.

Die Dichtlippe kann einen statischen und einen dynamischen Dichtbereich aufweisen, wobei der statische Dichtbereich dem magnetischen Abschnitt zugeordnet sein kann. In dieser Ausgestaltung weist die Dichtlippe im Bereich der statischen Dichtlippe einen variablen Anpressdruck auf. Es ist auch möglich, dass der statische Dichtbereich durch die Einrichtung vollständig abgehoben wird. Dadurch kann der statische Dichtbereich beispielsweise während des Stillstands der Maschine oder während eines Anlaufvorgang im Eingriff mit der abzudichtenden Welle stehen und abgehoben werden, wenn aufgrund ausreichender Drehzahl der Welle der dynamische Dichtbereich eine ausreichend hohe Dichtheit bietet.The Sealing lip can have a static and a dynamic sealing area , wherein the static sealing region associated with the magnetic portion can be. In this embodiment, the sealing lip in the area the static sealing lip on a variable contact pressure. It is also possible that the static sealing area completely lifted by the device becomes. This allows the static sealing area, for example, during the Shutdown of the machine or during a start-up operation are engaged with the shaft to be sealed and be lifted when due to sufficient speed of the shaft the dynamic sealing area offers a sufficiently high tightness.

Kurzbeschreibung der ZeichnungBrief description of the drawing

Einige Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Dichtung werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Diese zeigen, jeweils schematisch:Some embodiments the seal according to the invention will be explained in more detail with reference to FIGS. These show, respectively schematically:

1 eine Dichtung mit einem als Elektromagnet ausgebildeten Element; 1 a seal with a formed as an electromagnet element;

2 eine Dichtung mit einem als Plattenkondensator ausgebildeten Element; 2 a gasket having an element formed as a plate capacitor;

3 eine Dichtung mit Vorsprung und weiterem Vorsprung, die in Nuten ragen; 3 a seal with projection and further projection which protrude into grooves;

4 eine Dichtung mit einer Dichtlippe aufweisend einen statischen und einen dynamischen Dichtbereich. 4 a seal with a sealing lip having a static and a dynamic sealing area.

Ausführung der ErfindungEmbodiment of the invention

1 zeigt eine Dichtung 1, einen Radialwellendichtring zur Abdichtung einer rotierenden Welle 12. Die Dichtung 1 weist einen ringförmigen Tragkörper 2 auf, an dem eine Dichtlippe 3 befestigt ist, die mit elastischer Vorspannung dichtend an der Welle 12 anliegt. An dem freien Ende der Dichtlippe 3 ist ein Vorsprung 6 angeordnet, der sich radial nach außen in Richtung des Tragkörpers 2 erstreckt. Der Vorsprung 6 ist mit magnetischen Ferrit-Partikeln versehen und bildet den magnetischen Abschnitt 4 der Dichtlippe 3. An dem Tragkörper 2 ist ein elektromagnetisch wirksames Element 5, in dieser Ausführung ein Elektromagnet, angeordnet. Der Elektromagnet steht mit dem magnetischen Abschnitt 4 der Dichtlippe 3 in Wirkverbindung, wodurch der Anpressdruck der Dichtlippe 3 an die Welle 12 variierbar ist. 1 shows a seal 1 , a radial shaft seal for sealing a rotating shaft 12 , The seal 1 has an annular support body 2 on, on which a sealing lip 3 is fastened, which with elastic prestress sealing against the shaft 12 is applied. At the free end of the sealing lip 3 is a lead 6 arranged, extending radially outward in the direction of the support body 2 extends. The lead 6 is provided with magnetic ferrite particles and forms the magnetic section 4 the sealing lip 3 , On the support body 2 is an electromagnetically active element 5 , in this embodiment an electromagnet, arranged. The electromagnet stands with the magnetic section 4 the sealing lip 3 in operative connection, whereby the contact pressure of the sealing lip 3 to the wave 12 is variable.

2 zeigt eine Dichtung 1, hier ebenfalls einen Radialwellendichtring zur Abdichtung einer rotierenden Welle 12. Die Dichtung 1 weist einen ringförmigen Tragkörper 2 auf, an dem eine Dichtlippe 3 befestigt ist die mit elastischer Vorspannung dichtend an der Welle 12 anliegt. An dem freien Ende der Dichtlippe 3 ist ein Vorsprung 6 angeordnet, der sich radial nach außen in Richtung des Tragkörpers 2 erstreckt. Der Vorsprung 6 ist mit einer Beschichtung 7, hier einer metallischen Folie, versehen und bildet den magnetischen Abschnitt 4 der Dichtlippe 3. An dem Tragkörper 2 ist ein elektromagnetisch wirksames Element 5 angeordnet. Das elektromagnetisch wirksame Element 5 ist in dieser Ausführung durch eine Platte eines Plattenkondensators gebildet. Diese besteht wie die Beschichtung 7 aus einer metallischen Folie. Die Beschichtung 7 und das Element bilden demnach einen Plattenkondensator und stehen dadurch in Wirkverbindung. Durch Variation der an dem Element 4 anliegenden Spannung kann Anpressdruck der Dichtlippe 3 an die Welle 12 variiert werden. 2 shows a seal 1 , here also a radial shaft seal for sealing a rotating shaft 12 , The seal 1 has an annular support body 2 on, on which a sealing lip 3 attached is the elastic preload sealed to the shaft 12 is applied. At the free end of the sealing lip 3 is a lead 6 arranged, extending radially outward in the direction of the support body 2 extends. The lead 6 is with a coating 7 , here a metallic foil, and forms the magnetic section 4 the sealing lip 3 , On the support body 2 is an electromagnetically active element 5 arranged. The electromagnetically active element 5 is formed in this embodiment by a plate of a plate capacitor. This is like the coating 7 from a metallic foil. The coating 7 and the element thus form a plate capacitor and are thereby in operative connection. By variation of the element 4 applied voltage can contact pressure of the sealing lip 3 to the wave 12 be varied.

3 zeigt eine Dichtung 1 gemäß 2. In dieser Ausführung ist an dem freien Ende der Dichtlippe 3 ein weiterer Vorsprung 8 angeordnet. In dem Tragkörper 2 sind innenumfangsseitig umlaufende Nuten 9 angeordnet, in die der Vorsprung 6 und der weitere Vorsprung 8 jeweils hineinragt. Die Beschichtungen 7, metallische Folien, sind an den Seitenwänden der Vorsprünge 6, 8 angeordnet. Die elektromagnetischen Elemente 4, ebenfalls metallische Folien, sind jeweils an beiden Seitenwänden der Nuten 9 angeordnet. 3 shows a seal 1 according to 2 , In this embodiment is at the free end of the sealing lip 3 another advantage 8th arranged. In the supporting body 2 are circumferential grooves on the inner circumference 9 arranged in which the projection 6 and the further advantage 8th each protrudes. The Beschich obligations 7 , metallic foils, are on the sidewalls of the projections 6 . 8th arranged. The electromagnetic elements 4 , also metallic foils, are each on both side walls of the grooves 9 arranged.

4 zeigt eine Dichtung 1 gemäß 1. In dieser Ausführung weist die Dichtlippe 3 einen statischen und einen dynamischen Dichtbereich 10, 11 auf, wobei der statische Dichtbereich 10 dem magnetischen Abschnitt 4 zugeordnet ist und dadurch der Anpressdruck des statischen Dichtbereichs 10 an die Welle 12 variabel ist. 4 shows a seal 1 according to 1 , In this embodiment, the sealing lip 3 a static and a dynamic sealing area 10 . 11 on, with the static sealing area 10 the magnetic section 4 is assigned and thereby the contact pressure of the static sealing area 10 to the wave 12 is variable.

Claims

Poetry ( 1 ), comprising a support body ( 2 ) on the at least one sealing lip ( 3 ), wherein the sealing lip ( 3 ) at least one magnetically or electrically acting section ( 4 ), characterized in that on the supporting body ( 2 ) an electromagnetically active element ( 5 ) which is connected to the magnetically or electrically acting section (FIG. 4 ) is in operative connection.

Seal according to claim 1, characterized in that the element ( 5 ) is designed as an electromagnet.

Seal according to claim 1, characterized in that the element ( 5 ) is formed by a plate of a plate capacitor.

Seal according to one of claims 1 to 3, characterized in that at the sealing lip ( 3 ) a lead ( 6 ) is arranged, which in the direction of the supporting body ( 2 ).

Seal according to one of claims 1 to 4, characterized in that the sealing lip ( 3 ) and / or the lead ( 6 ) are provided with magnetizable particles.

Seal according to one of claims 1 to 5, characterized in that the said supporting body ( 2 ) facing side of the sealing lip ( 3 ) or the projection ( 6 ) with a magnetizable coating ( 7 ) is provided.

Seal according to claim 6, characterized in that the coating ( 7 ) is formed as a film.

Seal according to one of claims 3 to 7, characterized in that the supporting body ( 2 ) is formed so that it forms the plate of a plate capacitor.

Seal according to one of claims 1 to 8, characterized in that at the free end of the sealing lip ( 3 ) another advantage ( 8th ) is arranged.

Seal according to one of claims 1 to 9, characterized in that in the supporting body ( 2 ) on the inner peripheral side at least one circumferential groove ( 9 ) is arranged in the the projection ( 6 ) and / or the further advantage ( 8th ) protrudes.

Seal according to one of claims 1 to 10, characterized in that the sealing lip ( 3 ) a static and a dynamic sealing area ( 10 . 11 ) having.

Seal according to claim 11, characterized in that the static sealing area ( 10 ) the magnetic section ( 4 ) assigned.