DE102008014541A1

DE102008014541A1 - Disk or flat seal, for use in oscillating motor, has tensioning element comprising supporting sections running parallel to sealing frame, where supporting sections possess spring rods that run in inclined manner

Info

Publication number: DE102008014541A1
Application number: DE102008014541A
Authority: DE
Inventors: Josef Brothag
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2008-03-15
Filing date: 2008-03-15
Publication date: 2009-09-24
Anticipated expiration: 2028-03-16
Also published as: DE102008014541B4

Abstract

The seal (1) has an outer sealing frame (3) with an inner laminated spring-type pre-tensioning element (13) e.g. cylindrical helical compression spring. The tensioning element has supporting sections running parallel to the sealing frame. The supporting sections possess spring rods that run in an inclined manner. An axial clamping area is provided between angular ends of the pre-tensioning element and supporting sections of the pre-tensioning element, where the angular ends run parallel to inclined surfaces.

Description

Die Erfindung betrifft eine Scheibendichtung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The The invention relates to a disk seal according to the The preamble of claim 1.

Scheibendichtungen oder auch Flachdichtungen genannt, werden z. B. in einem Schwenkmotor verwendet und verfügen über einen Dichtungsrahmen, der nach radial außen vorgespannt wird. Die DE 42 29 025 A1 beschreibt eine Scheibendichtung mit einem Dichtungsrahmen und einem Füllstück, wobei zwischen dem Dichtungsrahmen und dem Füllstück ein elastischer Vorspannring angeordnet ist.Disc seals or flat gaskets called, z. B. used in a swing motor and have a sealing frame, which is biased radially outward. The DE 42 29 025 A1 describes a disc seal with a sealing frame and a filler, wherein between the sealing frame and the filler, an elastic biasing ring is arranged.

In der DE 19 55 711 U wird eine Scheibendichtung offenbart, die als Vorspannelement Federn aufweist, z. B. Schraubendruckfedern oder auch Blattfedern.In the DE 19 55 711 U a disc seal is disclosed which has springs as a biasing element, for. B. helical compression springs or leaf springs.

Die DE 25 44 662 zeigt eine Scheibendichtung mit einem mehrteiligen Dichtungsrahmen, der von mehreren einzelnen Vorspannelementen beaufschlagt wird. Diese Lösung bringt erhebliche Montageprobleme mit sich, da die Einzelteile in der Regel sehr klein sind.The DE 25 44 662 shows a disc seal with a multi-part sealing frame, which is acted upon by a plurality of individual biasing elements. This solution involves considerable assembly problems, since the items are usually very small.

Aus der EP 1 150 018 B1 ist eine Scheibendichtung bekannt, bei der das Füllstück selbst elastisch ausgeführt ist, indem es ein Schlitzprofil aufweist.From the EP 1 150 018 B1 a disc seal is known in which the filler itself is made elastic by having a slot profile.

Alle Ausführungen weisen den prinzipiellen Nachteil auf, dass der Übergang von einer Dichtfläche auf eine nächste, also der Eckenbereich, im Vergleich zur Mitte einer Dichtfläche deutlich schlechter vorgespannt ist, obwohl gerade der Eckenbereich für das Dichtverhalten der Scheibendichtung kritisch zu betrachten ist.All Designs have the principal disadvantage that the transition from one sealing surface to another, So the corner area, compared to the center of a sealing surface is much worse biased, although just the corner area to consider critically for the sealing behavior of the disk seal is.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Scheibendichtung derart weiterzuentwickeln, dass das aus dem Stand der Technik bekannte Problem des Dichtverhaltens am Übergangsbereich zweier benachbarter Dichtflächen behoben wird.The Object of the present invention is a disc seal such that the known from the prior art Problem of the sealing behavior at the transition area of two is repaired adjacent sealing surfaces.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das Vorspannelement eine Mehrzahl von parallel zum Dichtungsrahmen verlaufenden Stützabschnitten aufweist, die über schrägverlaufende Federstreben verfügen.According to the invention the object achieved in that the biasing element a A plurality of parallel to the sealing frame extending support sections having, over oblique spring struts feature.

Das Vorspannelement verfügt über klar gegliederte Funktionsabschnitte, die optimal für ihre Funktionen geformt sind. Dadurch lassen sich gezielte Vorspannkräfte auf den Dichtungsrahmen realisieren.The Preload element has clearly structured Functional sections optimally shaped for their functions are. This allows targeted biasing forces on the Realize sealing frame.

Zur zielgerichteten Vorspannung des Dichtungsrahmens am Übergangsbereich weist der Dichtungsrahmen am Übergangsbereich zweier Dichtflächen innenseitig eine Schrägfläche auf, auf die das Vorspannelement eine Vorspannkraft ausübt. Durch diese Ausgestaltung wirkt die Kraftnormale auf die Schrägfläche genau in den Übergangsbereich.to targeted biasing of the gasket frame at the transition area has the sealing frame at the transition region of two sealing surfaces inside an inclined surface on which the biasing element exerts a biasing force. By this configuration acts the force normal to the inclined surface exactly in the transition area.

Man kann mit einer einzigen Baugröße zwei Vorspannelemente auch doppelt so große Dichtungsrahmen bestücken, indem zwei Vorspannelemente vorliegen, die sich mit ihren Stützabschnitten kontaktieren.you can have two biasing elements with a single frame size also equip twice as large sealing frames, by having two biasing elements contacting each other with their support sections.

Um auf den Dichtungsrahmen keine Punktbelastung wirken zu lassen, weist das Vorspannelement ein abgewinkeltes Ende auf, das parallel zum Übergangsbereich verläuft.Around on the sealing frame no point load to act, points the biasing element has an angled end that is parallel to the transition region runs.

Zur gezielten Vorspannung an den Enden der Scheibendichtung ist zwischen dem abgewinkelten Ende und einer Stützfläche des Vorspannelements ein axial elastischer Spannbereich ausgeführt.to Targeted preload at the ends of the disc seal is between the angled end and a support surface of the Preload element designed an axially elastic clamping region.

Bei einer Alternativlösung wirkt das Vorspannelement auf ein Übertragungselement, das radial und axial in seiner Ausdehnung veränderbar ist, wobei das Übertragungselement im Übergangsbereich zwei benachbarten Tragseiten zur Innenseite des Dichtungsrahmens abgewandt eine Schrägfläche aufweist, auf die das Vorspannelement einwirkt. Mit dem Übertragungselement wird die Druckbelastung vom Vorspannelement großflächig auf den Dichtungsrahmen übertragen. Der relativ weiche Dichtungsrahmen wird dadurch deutlich geringer belastet.at an alternative solution, the biasing element acts on a transmission element, which is radially and axially variable in its extent, wherein the transmission element in the transition region two facing away from the supporting sides to the inside of the sealing frame an inclined surface on which the biasing element acts. With the transmission element, the pressure load of Preload element over a large area transferred to the sealing frame. The relatively soft sealing frame is thereby significantly lower loaded.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung besteht das Übertragungselement aus mehreren separaten Einzelelementen, die im Kontaktbereich über eine kontaktierende Schrägfläche verbunden sind. Die Schrägflächen sorgen für eine Kraftkomponente, die die Vorspannung auf den Dichtungsrahmen zusätzlich steigert.In Further advantageous embodiment, the transmission element from several separate individual elements, which in the contact area over a contacting oblique surface are connected. The Sloping surfaces provide a force component that the preload on the sealing frame additionally increases.

Wahlweise kann das Vorspannelement von einer Schraubendruckfeder oder einer wellenförmigen Blattfeder gebildet werden.Optional the biasing element of a helical compression spring or a wavy leaf spring are formed.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.Based The following description of the figures is intended to illustrate the invention in more detail be explained.

Es zeigt:It shows:

1 u. 2 Scheibendichtung mit Übertragungselement 1 u. 2 Window seal with transmission element

3–5 Scheibendichtung mit Stützabschnitten am Vorspannelement 3 - 5 Window seal with support sections on the pretensioning element

Die 1 zeigt eine Scheibendichtung 1, wie sie z. B. in einem Schwenkmotor verwendet wird. Die Scheibendichtung umfasst einen rechteckigen Dichtungsrahmen 3 mit vier Dichtflächen 3a–3d. In dem Rahmen ist ein mehrteiliges Übertragungselement 5a–5d angeordnet, das radial und axial veränderbar ist. Die separaten Übertragungselemente 5a und 5c sowie 5b und 5d sind als Gleichteile ausgeführt und kontaktierende Schrägflächen 7a; 7b verbunden.The 1 shows a window seal 1 how they z. B. is used in a swing motor. The Window gasket includes a rectangular gasket frame 3 with four sealing surfaces 3a - 3d , In the frame is a multi-part transmission element 5a - 5d arranged, which is radially and axially changeable. The separate transmission elements 5a and 5c such as 5b and 5d are designed as identical parts and contacting inclined surfaces 7a ; 7b connected.

Die Übertragungselemente weisen im Übergangsbereich zwei benachbarter Tragseiten 9a–9d Schrägflächen 11a–11d auf, auf die ein Vorspannelement 13 einwirkt.The transmission elements have in the transition region of two adjacent bearing sides 9a - 9d inclined surfaces 11a - 11d on top of which a biasing element 13 acts.

Das Vorspannelement kann wahlweise als eine zylindrische Schraubendruckfeder oder auch als wellenförmige Blattfeder ausgeführt sein. Das Vorspannelement wirkt durch die Schrägflächen 11a–11d exakt in den Übergangsbereich zwei Dichtflächen (3a–3d) des Dichtungsrahmens 3, so dass diese kritische Dichtstelle besonders gut vorgespannt ist. Die Schrägflächen 7a, 7b an den Tragseiten 9b; 9d aber auch die schräg auslaufenden Enden 15a; 15b der Tragseiten 9a; 9c sorgen für eine gute Übertragung der Vorspannkräfte auf die Innenseite des Dichtungsrahmens 13.The biasing member may optionally be designed as a cylindrical helical compression spring or as a wave-shaped leaf spring. The biasing element acts through the inclined surfaces 11a - 11d exactly in the transition area two sealing surfaces ( 3a - 3d ) of the sealing frame 3 so that this critical sealing point is particularly well biased. The inclined surfaces 7a . 7b on the carrying sides 9b ; 9d but also the sloping ends 15a ; 15b the carrying sides 9a ; 9c ensure a good transfer of the preload forces on the inside of the sealing frame 13 ,

Die 2 zeigt eine prinzipiell ähnliche Scheibendichtung 1 mit einem Dichtungsrahmen 3 und vier Übertragungselementen 5a–5d, die jedoch keinen direkten Kontakt miteinander aufweisen und zur Minimierung der Kosten als Gleichteile ausgeführt sind.The 2 shows a basically similar disc seal 1 with a sealing frame 3 and four transmission elements 5a - 5d but which are not in direct contact with each other and are designed to minimize costs as equal parts.

Die 3 bis 5 betreffen eine Alternativlösung einer Scheibendichtung 1, bei der gänzlich auf ein Übertragungselement verzichtet wurde. Ersatzweise kommt ein besonders geformtes Vorspannelement 13 zur Anwendung, das eine Mehrzahl von parallel zum Dichtungsrahmen 3 verlaufenden Stützabschnitten 15 aufweist, die wiederum schrägverlaufende Federstreben 17 verfügen. An beiden Enden der Federstreben 17 setzen Stützabschnitte 15 an. Der Dichtungsrahmen 3 liegt mit Vorspannung auf den Stützabschnitten 15 auf. Zwischen den Stützabschnitten 15 besteht ein Abstand, so dass ein ausreichender Federweg zur Verfügung steht. Der schräge Verlauf der Federstreben 17 bietet die Möglichkeit deren Länge zu vergrößern, so dass bei größerer Materialstärke kleinere Federrate erreicht werden kann. Das Spannungsniveau in den Federstreben 17 ist deshalb unkritisch.The 3 to 5 relate to an alternative solution of a disk seal 1 , was completely dispensed with a transmission element. Alternatively comes a specially shaped biasing element 13 For application, a plurality of parallel to the sealing frame 3 extending support sections 15 has, in turn, oblique spring struts 17 feature. At both ends of the spring struts 17 put support sections 15 at. The sealing frame 3 lies with prestress on the support sections 15 on. Between the support sections 15 there is a distance, so that a sufficient spring travel is available. The oblique course of the spring struts 17 offers the possibility to enlarge their length so that smaller spring rates can be achieved with larger material thickness. The stress level in the spring struts 17 is therefore not critical.

Die beiden Enden des Vorspannelements 13 sind unterschiedlich ausgeführt. Der Dichtungsrahmen ist am Übergangsbereich zweier Dichtflächen 3a–3d innenseitig mit einer Schrägfläche 19a–19d ausgeführt. Das Vorspannelement 13 übt seine Vorspannkraft auf diese Schrägflächen 19a–19d aus. An den Schrägflächen 19a; 19b weist das Vorspannelement ein abgewinkeltes Ende 21 auf, das parallel zu den Übergangsbereichen bzw. Schrägflächen 19a; 19b verläuft. Dadurch wird eine Punktbelastung auf den Dichtungsrahmen 3 vermieden, wie bei der Schrägfläche 19d beispielhaft dargestellt ist.The two ends of the biasing element 13 are executed differently. The sealing frame is at the transition region of two sealing surfaces 3a - 3d inside with an inclined surface 19a - 19d executed. The biasing element 13 exerts its biasing force on these inclined surfaces 19a - 19d out. At the sloping surfaces 19a ; 19b the biasing element has an angled end 21 on, parallel to the transition areas or inclined surfaces 19a ; 19b runs. This will cause a point load on the gasket frame 3 avoided, as with the inclined surface 19d is shown by way of example.

Die 4 zeigt eine Abwandlung zur 3, bei der ein Dichtungsrahmen mit gleichmäßigem Querschnitt, d. h. ohne Schrägflächen 19a; 19b, verwendet wird. Zwischen einem abgewinkelten Ende 21 und der benachbarten Federstrebe 17 bzw. einem Stützabschnitt 15 ist ein axial elastischer Spannbereich 23 ausgeführt. Dieser Spannbereich 23 wird von zwei schräg zueinander verlaufenden Längen gebildet.The 4 shows a modification to 3 in which a sealing frame with uniform cross section, ie without inclined surfaces 19a ; 19b , is used. Between an angled end 21 and the adjacent spring strut 17 or a support section 15 is an axially elastic clamping area 23 executed. This clamping area 23 is formed by two obliquely extending lengths.

Mit der 5 soll verdeutlicht werden, dass man die Federelement 13 auch miteinander kombinieren kann, indem man z. B. zwei Vorspannelemente 13a; 13b mit ihren Stützabschnitten 15 kontaktiert. Mit einer einzigen Vorspannelementgröße können zwei Dichtungsrahmengrößen bestückt werden.With the 5 should be clarified that one the spring element 13 also combine with each other by z. B. two biasing elements 13a ; 13b with their support sections 15 contacted. With a single biasing element size, two sealing frame sizes can be fitted.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 4229025 A1 [0002]
- DE 1955711 U [0003]
- DE 2544662 [0004]
- EP 1150018 B1 [0005]

Claims

A disc seal comprising an outer sealing frame with at least one inner leaf spring-like biasing element, characterized in that the biasing element ( 13 ) a plurality of parallel to the sealing frame ( 3 ) extending support sections ( 15 ), which via oblique spring struts ( 17 ) feature.

Window seal according to claim 1, characterized in that the sealing frame ( 3 ) at the transition region of two sealing surfaces ( 3a - 3d ) inside an oblique surface ( 19a - 19d ), to which the biasing element ( 13 ) exerts a biasing force.

Disk seal according to claim 1, characterized in that two biasing elements ( 13a ; 13b ), which with their support sections ( 15 ) to contact.

Disk seal according to claim 1, characterized in that the biasing element ( 13 ) an angled end ( 21 ), which parallel to the inclined surface ( 19a - 19d ) runs.

A disc seal according to claim 4, characterized in that between the angled end ( 21 ) and a support surface ( 15 ) of the biasing element ( 3 ) an axially elastic clamping region ( 23 ) is executed.

A disc seal comprising an outer sealing frame, in which a biasing element is arranged, characterized in that the biasing element ( 13 ) on a transmission element ( 5a - 5d ), which is radially and axially in its extension variable, wherein the transmission element ( 5a - 5d ) in the transition region of two adjacent carrying sides ( 9a - 9d ) to the inside of the sealing frame ( 3 ) facing away from an inclined surface ( 11a - 11d ), to which the biasing element ( 13 ) acts.

Window seal according to claim 6, characterized in that the transmission element consists of several separate individual elements ( 5a - 5d ), which in the contact area via a contacting inclined surfaces ( 7a ; 7b ) are connected.

Disk seal according to claim 6, characterized in that the biasing element ( 13 ) is formed by a helical compression spring.

Disk seal according to claim 6, characterized in that the biasing element ( 13 ) is formed by a wave-shaped leaf spring.