DE102016120219A1 - Shaft seal - Google Patents

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DE102016120219A1
DE102016120219A1 DE102016120219.3A DE102016120219A DE102016120219A1 DE 102016120219 A1 DE102016120219 A1 DE 102016120219A1 DE 102016120219 A DE102016120219 A DE 102016120219A DE 102016120219 A1 DE102016120219 A1 DE 102016120219A1
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Uwe Koch
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    • F16J15/3284—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings characterised by their structure; Selection of materials

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wellendichtring zur Abdichtung zweier Aufnahmeräume (2) für Medien, wobei der Wellendichtring (1) zumindest ein ringförmiges Dichtelement (3) zum dichtenden Zusammenwirken mit einer relativ zum Dichtelement (3) rotierenden Außenseite (4) einer Welle (5) besitzt, dadurch gekennzeichnet, wobei das Dichtelement (3) aus Metall gebildet ist.The present invention relates to a shaft sealing ring for sealing two receiving spaces (2) for media, wherein the shaft sealing ring (1) has at least one annular sealing element (3) for sealing cooperation with a outside (4) of a shaft (5) rotating relative to the sealing element (3). has, characterized in that the sealing element (3) is formed of metal.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wellendichtring nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a shaft seal according to the preamble of claim 1.

Ein derartiger Wellendichtring ist aus der DE 10 2014 100 577 A1 bekannt. Solche Wellendichtungen sind fertige Dichtelemente, die durch ihre radiale Pressung auf der zugehörigen Welle die Dichtwirkung erzielen. Wesentlichen Einfluss auf das Dichtverhalten hat dabei der Dichtlippenwerkstoff. Der Dichtlippenwerkstoff kann ein Elastomer oder ein PTFE (Polytetrafluorethylen) - Compound sein.Such a shaft seal is from the DE 10 2014 100 577 A1 known. Such shaft seals are finished sealing elements, which achieve the sealing effect by their radial pressure on the associated shaft. The sealing lip material has a major influence on the sealing behavior. The sealing lip material may be an elastomer or a PTFE (polytetrafluoroethylene) compound.

Die Dichtlippe kann zwischen zwei Gehäusebauteilen geklemmt sein, einstückig aus dem Vollen zusammen mit dem Gehäuseteil ausgebildet sein oder an ein Gehäusebauteil angespritzt sein.The sealing lip may be clamped between two housing components, be integrally formed from the solid together with the housing part or molded onto a housing component.

Bei diesem Stand der Technik ist von Nachteil, dass ein Dauereinsatz der Dichtlippen in Heißumgebungen, insbesondere bei Temperaturen von über 250°C nicht möglich ist. Bei solchen Umgebungstemperaturen oder Temperaturen des abzudichtenden Mediums erfahren Dichtlippen aus Elastomer oder PTFE eine thermische Schädigung, die zur Zerstörung der Dichtfunktion führen kann.In this prior art is disadvantageous that a continuous use of the sealing lips in hot environments, especially at temperatures above 250 ° C is not possible. At such ambient temperatures or temperatures of the medium to be sealed, sealing lips made of elastomer or PTFE undergo thermal damage, which can lead to the destruction of the sealing function.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Wellendichtung anzugeben, die eine besonders hohe thermische Belastbarkeit aufweist. Insbesondere soll ein Wellendichtring angegeben werden, der zudem in Dichtsituationen eingesetzt werden kann, bei denen die abzudichtende Welle extrem hohe Drehzahlen im Betrieb besitzt. Solche Einsatzfelder sind beispielsweise in Turboladern denkbar. Dort auftretende Drehzahlen der abzudichtenden Turbinen-/Verdichterwelle bewegen sich oftmals im Bereich über 50.000 Umdrehungen pro Minute und können bis zu 200.000 Umdrehungen pro Minute betragen.The object of the invention is therefore to provide a shaft seal, which has a particularly high thermal capacity. In particular, a shaft seal is to be specified, which can also be used in sealing situations in which the shaft to be sealed has extremely high speeds during operation. Such applications are conceivable, for example in turbochargers. Rotational speeds of the turbine / compressor shaft which are to be sealed often move in the range of more than 50,000 revolutions per minute and can amount to up to 200,000 revolutions per minute.

Diese Aufgabe wird mit einem Wellendichtring mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved with a shaft seal with the features of claim 1.

Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass ein gattungsgemäßer Wellendichtring dadurch weitergebildet werden kann, dass das Dichtelement aus Metall ausgebildet ist.According to the invention, it has been recognized that a generic shaft sealing ring can be further developed in that the sealing element is formed from metal.

Bei der erfindungsgemäßen Maßnahme, das Dichtelement aus Metall auszubilden wurde überraschenderweise festgestellt, dass entgegen der Fachmeinung es mit einem metallischen Dichtelement ohne Beimengungen von Kunststoffen möglich ist, eine zufriedenstellende Dichtung gegenüber einer auch hochdrehenden Wellen zu erreichen. In besonders günstiger Art und Weise gelingt dies, wenn das Dichtelement aus einem Buntmetall oder einer Buntmetalllegierung gebildet ist.In the inventive measure to form the sealing element made of metal was surprisingly found that contrary to the opinion it is possible with a metallic sealing element without admixtures of plastics, to achieve a satisfactory seal against a high-revving waves. In a particularly favorable manner, this is possible if the sealing element is formed from a non-ferrous metal or a non-ferrous metal alloy.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das Dichtelement federbelastet gegen die Außenseite der Welle vorgespannt sein, wobei die Federbelastung entweder dem metallischen Dichtelementmaterial immanent ist oder im Wege eines zusätzlichen Federelementes auf das Dichtelement aufgebracht wird.In a further advantageous embodiment, the sealing element can be spring-loaded against the outside of the shaft to be biased, wherein the spring load is either the metallic sealing element material immanent or applied by way of an additional spring element on the sealing element.

In einer weiteren besonderen Ausführungsform weist das Dichtelement eine Dichtlippe auf, welche einstückig über einen Übergangsabschnitt mit einem Halteabschnitt des Dichtelements verbunden ist. Diese Ausgestaltung ist insbesondere in ihrer einstückigen Ausführungsvariante hinsichtlich der mediendichten Anbindung der Dichtlippe an den Halteabschnitt des Dichtelements vorteilhaft.In a further particular embodiment, the sealing element has a sealing lip, which is integrally connected via a transition section with a holding portion of the sealing element. This embodiment is particularly advantageous in its one-piece embodiment with regard to the media-tight connection of the sealing lip to the holding portion of the sealing element.

In einer weiteren Ausgestaltungsform ist der Übergangsabschnitt gegenüber dem Halteabschnitt dünnwandiger ausgebildet. Hierdurch kann in einfacher Art und Weise ein definierter federnd nachgiebiger Bereich erzeugt werden und die Anpresskraft der Dichtlippe auf der rotierenden Welle genau vorbestimmt und in gut reproduzierbarer Art und Weise kalibriert werden.In a further embodiment of the transition portion opposite the holding portion is formed thin-walled. In this way, a defined resilient region can be generated in a simple manner and the contact pressure of the sealing lip on the rotating shaft can be precisely predetermined and calibrated in a well reproducible manner.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Halteabschnitt im Wesentlichen ringscheibenförmig ausgebildet. Hierdurch entsteht eine einfache Grundform, wodurch die Materialkosten des Wellendichtrings niedrig gehalten werden können.In a further embodiment of the invention, the holding portion is formed substantially annular disk-shaped. This creates a simple basic shape, whereby the material costs of the shaft seal can be kept low.

In einer weiteren Ausführungsform ist das Dichtelement mit seinem Halteabschnitt in einem Gehäuse des Wellendichtrings gelagert und gehalten. Zum einen kann dies vorteilhaft sein, da ein Dichtelement gegebenenfalls innerhalb des Gehäuses auswechselbar angeordnet werden kann. Zum anderen ist dies vorteilhaft, da der Halteabschnitt lediglich zur halternden Festlegung des Übergangsabschnitts zusammen mit der Dichtlippe ausgelegt werden muss. Eine Halterung des gesamten Wellendichtrings innerhalb eines Aggregates, zum Beispiel eines Turboladers ist in einfacher Art und Weise über ein separates Gehäuse realisierbar.In a further embodiment, the sealing element is mounted and held with its holding portion in a housing of the shaft sealing ring. On the one hand, this can be advantageous, since a sealing element can optionally be arranged interchangeably within the housing. On the other hand, this is advantageous because the holding section only has to be designed for holding down the transition section together with the sealing lip. A holder of the entire shaft seal within an aggregate, for example a turbocharger can be realized in a simple manner via a separate housing.

Als vorteilhafte Werkstoffe für das Dichtelement haben sich Bronzen oder Messinge bewährt.Bronzes or brass have proven to be advantageous materials for the sealing element.

Das Gehäuse des Wellendichtrings kann in einer besonderen Ausführungsform der Erfindung aus dem gleichen Material gebildet sein wie das Dichtelement selbst. Hierdurch sind einfachere Vorhersagen hinsichtlich des thermischen Ausdehnungsverhaltens des gesamten Wellendichtrings möglich. Insbesondere ist aufgrund des homogenen Materials für den gesamten Dichtring das thermische Ausdehnungsverhalten entlang unterschiedlicher Raumachsen homogen.The housing of the shaft sealing ring can be formed in a particular embodiment of the invention from the same material as the sealing element itself. As a result, simpler predictions with respect to the thermal expansion behavior of the entire shaft seal are possible. In particular, due to the homogeneous material for the entire sealing ring, the thermal expansion behavior along different spatial axes is homogeneous.

Das Dichtelement kann in einer besonderen Ausführungsform zumindest im Bereich der Dichtlippe eine Beschichtung, zum Beispiel eine Graphitbeschichtung besitzen. Hierdurch sind Trockenlaufeigenschaften positiv beeinflussbar. In a particular embodiment, the sealing element may have a coating, for example a graphite coating, at least in the area of the sealing lip. As a result, dry running properties can be positively influenced.

Zur Herstellung des Dichtelements kann im Wesentlichen abhängig von den zu erreichenden Abmessungen und/oder den wünschenswerten elastischen Eigenschaften aus gängigen Herstellverfahren für metallische Werkstoffe ausgewählt werden. Beispielsweise kann das Dichtelement als Drehteil, als Stanzteil oder als Stanzziehteil ausgebildet sein. Weiterhin könnte auch das Sintern oder ein Metallspritzverfahren zur Herstellung des Dichtelements angewendet werden. Vorgenannte Maßnahmen können sowohl einzeln, als auch in einer beliebigen Kombination sinnvoll einsetzbar sein.In order to produce the sealing element, it is possible to select from common production methods for metallic materials, depending essentially on the dimensions to be achieved and / or the desirable elastic properties. For example, the sealing element may be formed as a turned part, as a stamped part or as a punched drawing part. Furthermore, sintering or a metal spraying process for producing the sealing element could also be used. The aforementioned measures can be useful both individually and in any combination.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

  • 1: einen Querschnitt einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wellendichtrings in einer Verbausituation zusammen mit einer abzudichtenden Welle;
  • 2: einen Querschnitt einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wellendichtrings in einer Verbausituation zusammen mit einer abzudichtenden Welle;
  • 3: einen Querschnitt einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wellendichtrings in einer Verbausituation zusammen mit einer abzudichtenden Welle.
In the following the invention will be explained in more detail by way of example with reference to the drawing. Show it:
  • 1 a cross section of a first embodiment of a shaft seal according to the invention in a Verbausituation together with a shaft to be sealed;
  • 2 a cross section of a second embodiment of a shaft seal according to the invention in a Verbausituation together with a shaft to be sealed;
  • 3 : A cross-section of a third embodiment of a shaft seal according to the invention in a Verbausituation together with a shaft to be sealed.

Ein erfindungsgemäßer Wellendichtring 1 (1 - 3) dient zur Abdichtung einer in einer Pfeilrichtung 100 rotierenden Welle, welche z. B. einendig in einen Aufnahmeraum 2 für ein Medium mündet und anderendig aus diesem Aufnahmeraum 2 herausführt. In dem Aufnahmeraum 2 ist beispielsweise ein Öl vorhanden, welches eine Außenseite 4 der Welle 5 innerhalb des Aufnahmeraums 2 benetzt.An inventive shaft seal 1 ( 1 - 3 ) serves to seal one in an arrow direction 100 rotating shaft, which z. B. single ended in a recording room 2 opens for a medium and other end of this recording room 2 out leads. In the recording room 2 For example, there is an oil which is an outside 4 the wave 5 within the recording room 2 wetted.

Um zu verhindern, dass ein solches Öl oder anderweitiges Schmiermittel entlang der Außenseite 4 der Welle 5 den Aufnahmeraum 2 unbeabsichtigt verlassen kann, weist der erfindungsgemäße Wellendichtring 1 ein Dichtelement 3 auf. Das Dichtelement 3 ist in einem Gehäuse 9 aufgenommen und besitzt eine Dichtlippe 6, einen Übergangsabschnitt 7 und einen Halteabschnitt 8. Der Halteabschnitt 8 ist im Gehäuse 9 fixiert. Hierzu ist im Ausführungsbeispiel gemäß 1 beispielsweise ein Haltering 10 vorgesehen, der das Dichtelement 3, insbesondere dessen Halteabschnitt 8 zwischen dem Gehäuse und dem Haltering klemmt.To prevent such oil or other lubricant along the outside 4 the wave 5 the recording room 2 unintentionally leave, has the shaft seal according to the invention 1 a sealing element 3 on. The sealing element 3 is in a housing 9 received and has a sealing lip 6 , a transitional section 7 and a holding section 8th , The holding section 8th is in the case 9 fixed. For this purpose, according to the embodiment 1 for example, a retaining ring 10 provided, which is the sealing element 3 , in particular its holding section 8th clamped between the housing and the retaining ring.

Der Übergangsabschnitt 7 ist federnd biegsam ausgebildet und geht an seinem freien Ende radial innen in die Dichtlippe 6 über. Die Dichtlippe 6 liegt im Betrieb an der Außenseite 4 der Welle 5 an.The transition section 7 is resiliently flexible and goes at its free end radially inward into the sealing lip 6 above. The sealing lip 6 is in operation on the outside 4 the wave 5 at.

Bei einem erfindungsgemäßen Wellendichtring 1 ist das Dichtelement 3, das heißt im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Halteabschnitt 8, der Übergangsabschnitt 7 und die Dichtlippe 6, aus einem Metall ausgebildet. Beispielshaft kommen hierfür Bronzen und Messinge besonders in Betracht. Die geometrischen Abmessungen, insbesondere eine Dicke d des Übergangsabschnittes 7 ist so bemessen, dass die Dichtlippe 6 mit einer Dichtkante 6a auf der Außenseite 4 der Welle 5 diese nur sehr schwach berührend umgibt.In a shaft seal according to the invention 1 is the sealing element 3 That is, in the present embodiment, the holding portion 8th , the transitional section 7 and the sealing lip 6 , formed from a metal. For example bronzes and brasses are particularly suitable. The geometric dimensions, in particular a thickness d the transition section 7 is sized so that the sealing lip 6 with a sealing edge 6a on the outside 4 the wave 5 this only very weakly touching surrounds.

Bei einer Ausführungsform des Wellendichtrings 1 gemäß der Erfindung ist besonderes Augenmerk auf die genaue Fertigung eines Durchmessers D im Bereich der Dichtkante 6a zu legen, da durch dessen Bemaßung die Andrückkraft der Dichtkante 6a bzw. der Dichtlippe 6 an die Welle 5 wesentlich beeinflusst wird. Um ein leichtes Anlaufen der Welle 5 aus dem Stand in eine Richtung der Doppelpfeilrichtung 100 zu gewährleisten, ist sicherzustellen, dass der Durchmesser D groß genug ist, um nur ein maximal tolerierbares Bremsdrehmoment auf die Welle 5 auszuüben. Gleichzeitig soll die Andrückkraft in der Radialrichtung R der Dichtlippe 6 auf die Außenseite 4 der Welle 5 so bemessen sein, dass Öl, welches sich im Aufnahmeraum 2 befindet, diesen nicht verlassen kann und so die Dichtwirkung erzielt wird. Eine so geartete Bemessung des Durchmessers D ist durch eine Kalibrierung des Durchmessers D in Bezug auf die abzudichtende Welle 5, insbesondere deren Außendurchmesser im Bereich der abzudichtenden Außenseite 4, erreichbar. Um ein maximal tolerierbares Bremsmoment nicht zu überschreiten, empfiehlt es sich, eine Auswahlpassung von Wellen 5 und zugehörigen Wellendichtringen 1 mit passendem Durchmesser D vorzunehmen. Andere gängige Kalibrier- und Zuordnungsverfahren von genau aufeinander abgestimmten Bauteilen (hier: Welle 5 zu Wellendichtring 1) können ebenfalls angewandt werden.In one embodiment of the shaft seal 1 According to the invention, particular attention is paid to the accurate production of a diameter D in the area of the sealing edge 6a to lay, because by its dimensioning the pressing force of the sealing edge 6a or the sealing lip 6 to the wave 5 is significantly influenced. To lightly start the shaft 5 from the state in a direction of the double arrow direction 100 To ensure that is the diameter D is large enough to only a maximum tolerable braking torque on the shaft 5 exercise. At the same time, the pressing force in the radial direction R the sealing lip 6 on the outside 4 the wave 5 be sized so that oil, which is in the receiving space 2 is, can not leave this and so the sealing effect is achieved. Such a dimensioning of the diameter D is through a calibration of the diameter D in relation to the shaft to be sealed 5 , in particular their outer diameter in the region of the outer side to be sealed 4 , reachable. In order not to exceed a maximum tolerable braking torque, it is recommended that a selection fit of shafts 5 and associated shaft seals 1 with appropriate diameter D make. Other common calibration and assignment procedures of precisely matched components (here: shaft 5 to shaft seal 1 ) can also be used.

In der Ausführungsform gemäß 1 wird die federnde Anlage der Dichtlippe 6 auf die Außenseite 4 der Welle 5 in Radialrichtung R im Wesentlichen durch eine elastische Verformung des Werkstoffes, der den Übergangsabschnitt 7 bildet, bewerkstelligt. Zur Beeinflussung dieser Federkraft kann es zweckmäßig sein, die Dicke d des Übergangsabschnitts 7 entsprechend dünn auszubilden. Z. B. hier ist einerseits durch die Wahl der Dicke d des Übergangsabschnittes 7 eine ausreichende elastische Verformbarkeit des Dichtelements 3 im Bereich des Übergangsabschnitts 7 zu gewährleisten. Andererseits darf die Dicke d nicht so gewählt werden, dass eine unzulässige Materialschwächung des metallischen Materials, aus dem das Dichtelement 3 gebildet ist, erfolgt.In the embodiment according to 1 becomes the resilient abutment of the sealing lip 6 on the outside 4 the wave 5 in the radial direction R essentially by elastic deformation of the material of the transition section 7 forms, accomplished. To influence this spring force, it may be appropriate to the thickness d of the transitional section 7 to train accordingly thin. For example, here is on the one hand by the choice of thickness d the transition section 7 a sufficient elastic deformability of the sealing element 3 in the area of the transitional section 7 to ensure. On the other hand, the thickness may d not be chosen so that an impermissible material weakening of the metallic material from which the sealing element 3 is formed takes place.

In einer zweiten Ausführungsform gemäß 2 ist für den Fall, dass aus dem Material des Dichtelements 3 alleine im Bereich des Übergangsbereiches 7 keine ausreichend hohe radiale Andrückkraft auf die Außenseite 4 der Welle 5 erzielbar ist, vorgesehen, dass mittels eines zusätzlichen Federelements 12 eine radiale Vorspannung in der Richtung R der Dichtlippe 6 bzw. Dichtkante 6a auf die Außenseite 4 der Welle 5 erfolgt. Das Federelement 12 ist dabei hinsichtlich seiner Vorspannung derart ausgebildet, dass über den Übergangsbereich 7 eine Radialkraft R auf die Dichtlippe bzw. Dichtkante 6, 6a des Dichtelements 3 ausgeübt wird. In a second embodiment according to 2 is in the event that made of the material of the sealing element 3 alone in the area of the transition area 7 no sufficiently high radial pressure on the outside 4 the wave 5 can be achieved, provided that by means of an additional spring element 12 a radial bias in the direction R the sealing lip 6 or sealing edge 6a on the outside 4 the wave 5 he follows. The spring element 12 is in terms of its bias formed such that over the transition region 7 a radial force R on the sealing lip or sealing edge 6 . 6a of the sealing element 3 is exercised.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung (3) ist das Dichtelement einstückig aus Metall ausgebildet und besitzt kein separates Gehäuse. Das Dichtelement 3 weist beispielsweise einen Randring 13 auf, mittels dem das Dichtelement 13 in ein Gehäuse 14 des Aufnahmeraums 2 einsetzbar ist.In a further embodiment of the invention ( 3 ), the sealing element is integrally formed of metal and has no separate housing. The sealing element 3 has, for example, a border ring 13 on, by means of which the sealing element 13 in a housing 14 of the recording room 2 can be used.

Einstückig an den Randring 13 angeformt kann sich die Dichtlippe 6 bzw. deren Dichtkante 6a über einen Übergangsbereich 7 erstrecken. Die Dichtkante 6a bzw. die Dichtlippe 6 liegt im Betrieb an der Außenseite 4 der Welle 5 an. Die Welle 5 ist, wie in den vorbeschriebenen Ausführungsformen um eine Doppelpfeilrichtung 100 rotierbar gelagert. Der Übergangsabschnitt 7 besitzt die Dicke d. Integral to the edge ring 13 the sealing lip can be molded on 6 or their sealing edge 6a over a transitional area 7 extend. The sealing edge 6a or the sealing lip 6 is in operation on the outside 4 the wave 5 at. The wave 5 is, as in the embodiments described above, by a double arrow direction 100 rotatably mounted. The transition section 7 owns the thickness d ,

Gegebenenfalls kann es zweckmäßig sein, im Bereich des Randringes 13, insbesondere im Bereich seiner radial äußeren Stirnfläche 13a eine Nut 15 vorzusehen. Die Nut 15 ist radial umlaufend ausgebildet und zur Aufnahme einer statischen Dichtung, beispielsweise eines O-Rings 16 vorgesehen.Optionally, it may be appropriate in the region of the edge ring 13 , in particular in the region of its radially outer end face 13a a groove 15 provided. The groove 15 is formed radially encircling and for receiving a static seal, for example, an O-ring 16 is provided.

Bei der einteiligen, einstückigen Ausführungsform gemäß 3 ist von besonderem Vorteil, dass aufgrund eines homogenen Materiales für das Dichtelement 3, bei den insbesondere für dessen Randring 13, dessen Übergangsabschnitt 7 und dessen Dichtlippe 6 der gleiche Werkstoff verwendet wird, ein homogeneres Wärmeausdehnungsverhalten vorliegt, welches über einen bestimmten Temperaturbereich besser vorhersagbar ist und nicht mehr durch Verwendung unterschiedlicher Materialien beeinflusst ist.In the one-piece, one-piece embodiment according to 3 is of particular advantage that due to a homogeneous material for the sealing element 3 , in particular for its edge ring 13 , its transitional section 7 and its sealing lip 6 the same material is used, a more homogeneous thermal expansion behavior is present, which is more predictable over a certain temperature range and is no longer influenced by the use of different materials.

Bei der Erfindung ist von besonderem Vorteil, dass durch das Vorsehen eines metallischen Dichtelements der Wellendichtring für Hochtemperatureinsätze, insbesondere in heißen Umgebungen mit Temperaturen von über 250°C gut einsetzbar ist. Überraschender Weise gelingt eine zufriedenstellende Dichtwirkung und andererseits eine zufriedenstellend geringe Verschleißneigung der Dichtkante und auch der Wellenaußenseite 4 der Welle 5 trotz der Verwendung eines metallischen Materiales für das Dichtelement 3.In the invention it is of particular advantage that the provision of a metallic sealing element of the shaft seal for high temperature applications, especially in hot environments with temperatures of about 250 ° C is well usable. Surprisingly, a satisfactory sealing effect and, on the other hand, a satisfactorily low tendency to wear the sealing edge and also the outside of the shaft succeed 4 the wave 5 despite the use of a metallic material for the sealing element 3 ,

Die metallische Dichtlippe oder das metallische Dichtelement kann mittels Drehen oder Tiefziehen oder auch mittels Stanzen hergestellt sein.The metallic sealing lip or the metallic sealing element can be produced by means of turning or deep drawing or by means of stamping.

Die metallischen Dichtelemente 3 gemäß der Erfindung können Beschichtungen aufweisen, die beispielsweise als Graphitbeschichtung ausgebildet sind, welche für einen Temperatureinsatz von ≥ 250° C geeignet sind.The metallic sealing elements 3 according to the invention may have coatings which are formed, for example, as a graphite coating, which are suitable for a temperature of use of ≥ 250 ° C.

Die Herstellung der Dichtlippe bzw. des Dichtelements 3 kann im Sinterprozess oder im Metallspritzverfahren erfolgen.The production of the sealing lip or the sealing element 3 Can be done in the sintering process or in the metal spraying process.

Die Dichtlippe 6 bzw. deren Dichtkante 6a ist bei einem erfindungsgemäßen Wellendichtring umlaufend geschlossen ausgebildet und weist keine radiale Schlitzung auf, so dass ein geschlossenes Dichtlippenprofil vorliegt. Hierdurch wird ein Öldurchtritt oder Schmierstoffdurchtritt des abzudichtenden Materials deutlich gegenüber dem Stand der Technik deutlich verringert.The sealing lip 6 or their sealing edge 6a is formed circumferentially closed at a shaft seal according to the invention and has no radial slits, so that there is a closed sealing lip profile. As a result, an oil passage or lubricant passage of the material to be sealed is significantly reduced compared to the prior art.

Mit der Erfindung wird in vorteilhafter Art und Weise ein Radialwellendichtring zur Verfügung gestellt, mit dem es möglich ist, z. B. auf der heißen Seite von Turboladern die Turboladerwelle gegenüber der Außenumgebung oder gegenüber der kalten Seite, d. h. der Kompressorseite des Turboladers, abzudichten. Des Weiteren ist von Vorteil, dass die erfindungsgemäßen Wellendichtringe eine geschlossene Dichtkante aufweisen, das heißt in Radialrichtung ununterbrochen verlaufen, sodass eine Schlitzung eines metallischen Dichtringes wie es in Form eines Kolbenrings praktiziert wird, vermieden wird. Hierdurch wird die Dichtungsfunktion des Wellendichtrings deutliche erhöht.With the invention, a radial shaft seal is provided in an advantageous manner, with which it is possible, for. For example, on the hot side of turbochargers, the turbocharger shaft is exposed to the outside environment or to the cold side, d. H. the compressor side of the turbocharger to seal. Furthermore, it is advantageous that the shaft sealing rings according to the invention have a closed sealing edge, that is, run continuously in the radial direction, so that a slit of a metallic sealing ring as practiced in the form of a piston ring, is avoided. As a result, the sealing function of the shaft seal is significantly increased.

Aufgrund des grundsätzlich vergleichbaren Aufbaus des erfindungsgemäßen Wellendichtrings mit Radialwellendichtringen bekannter Werkstoffauswahl, beispielsweise mittels eines PTFE-Compounds können Erfahrungen, die mit Radialwellendichtringen auf Basis eines Kunststoff enthaltenden Dichtelements gegebenenfalls auf das metallische Dichtelement übertragen werden. Insbesondere sind hierzu Kalibriermethoden und/oder Erfahrungen hinsichtlich der Oberflächengüte der relativ zueinander bewegten Oberflächen betroffen.Due to the fundamentally comparable structure of the shaft seal according to the invention with radial shaft seals of known material selection, for example by means of a PTFE compound experiences that are transmitted with radial shaft sealing rings based on a plastic sealing element optionally on the metallic sealing element. In particular, calibration methods and / or experiences with regard to the surface quality of the relatively moving surfaces are concerned.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
WellendichtringShaft seal
22
Aufnahmeraumaccommodation space
33
Dichtelementsealing element
44
Außenseiteoutside
55
Wellewave
66
Dichtlippesealing lip
6a 6a
Dichtkantesealing edge
77
ÜbergangsabschnittTransition section
88th
Haltabschnittmaintenance section
99
Gehäusecasing
1010
Halteringretaining ring
1212
Federelementspring element
1313
Randringedge ring
13a13a
Stirnflächeface
1414
Gehäusecasing
1515
Nutgroove
1616
O-Ring O-ring
100100
Pfeilrichtung arrow
dd
Dickethickness
DD
Durchmesserdiameter
RR
Radialrichtungradial direction

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102014100577 A1 [0002]DE 102014100577 A1 [0002]

Claims (11)

Wellendichtring zur Abdichtung zweier Aufnahmeräume (2) für Medien, wobei der Wellendichtring (1) zumindest ein ringförmiges Dichtelement (3) zum dichtenden Zusammenwirken mit einer relativ zum Dichtelement (3) rotierenden Außenseite (4) einer Welle (5) besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (3) aus Metall gebildet ist.Shaft sealing ring for sealing two receiving spaces (2) for media, wherein the shaft sealing ring (1) has at least one annular sealing element (3) for sealing cooperation with a relative to the sealing element (3) rotating outside (4) of a shaft (5), characterized the sealing element (3) is formed from metal. Wellendichtring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (3) aus einem Buntmetall oder einer Buntmetalllegierung gebildet ist.Shaft seal after Claim 1 , characterized in that the sealing element (3) is formed from a non-ferrous metal or a non-ferrous metal alloy. Wellendichtring nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (3) federbelastet gegen die Außenseite (4) der Welle (5) vorgespannt ist.Shaft seal after Claim 1 or 2 , characterized in that the sealing element (3) is spring-loaded against the outer side (4) of the shaft (5) is biased. Wellendichtring nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (3) eine Dichtlippe (6) aufweist, welche einstückig über einen Übergangsabschnitt (7) mit einem Halteabschnitt (8) des Dichtelements (3) verbunden ist.Shaft sealing ring according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing element (3) has a sealing lip (6) which is integrally connected via a transition section (7) with a holding portion (8) of the sealing element (3). Wellendichtring nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangsabschnitt (7) gegenüber dem Halteabschnitt (8) dünnwandiger ausgebildet ist.Shaft sealing ring according to one of the preceding claims, characterized in that the transition section (7) opposite the holding portion (8) is formed thin-walled. Wellendichtring nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Halteabschnitt (8) im Wesentlichen ringscheibenförmig ausgebildet ist.Shaft sealing ring according to one of the preceding claims, characterized in that the holding portion (8) is formed substantially annular disk-shaped. Wellendichtring nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (3) mit seinem Halteabschnitt (8) in einem Gehäuse (9) des Wellendichtrings (1) gehalten ist.Shaft sealing ring according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing element (3) is held with its holding portion (8) in a housing (9) of the shaft sealing ring (1). Wellendichtring nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (3) aus Bronze oder Messing gebildet ist.Shaft sealing ring according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing element (3) is formed from bronze or brass. Wellendichtring nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (9) des Wellendichtrings (1) aus dem gleichen Material gebildet ist wie das Dichtelement (3).Shaft sealing ring according to one of the preceding claims, characterized in that the housing (9) of the shaft sealing ring (1) is formed from the same material as the sealing element (3). Wellendichtring nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (3) zumindest im Bereich der Dichtlippe (6) eine Beschichtung, z. B. eine Graphit-Beschichtung besitzt.Shaft sealing ring according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing element (3) at least in the region of the sealing lip (6) has a coating, for. B. has a graphite coating. Wellendichtring nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (3) als Drehteil, als Stanzteil, oder als Stanztiefziehteil ausgebildet ist oder durch Sintern oder mit einem Metallspritzverfahren hergestellt istShaft sealing ring according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing element (3) is formed as a turned part, as a stamped part, or as a punched deep-drawn part or is produced by sintering or by a metal injection molding process
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018101656A1 (en) 2018-01-25 2019-07-25 Elringklinger Ag Radial shaft sealing device
DE102018117306A1 (en) 2018-07-17 2020-01-23 Elringklinger Ag sealing device

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB633626A (en) * 1946-08-23 1949-12-19 Ralph L Skinner Improvements in or relating to sealing means for relatively movable members
DE3126716A1 (en) * 1981-07-07 1983-01-27 Klinger AG, 6301 Zug Sealing arrangement
DE19746626A1 (en) * 1997-10-22 1999-05-06 Peter Roennberg Seal for paste, polyurethane adhesive, insulating mass and fluid media
DE102004034374A1 (en) * 2003-07-22 2005-02-24 Cmg Tech, Llc Sealing arrangement and circulation machine containing such a seal
DE102012009095A1 (en) * 2012-05-03 2013-11-07 En3 Gmbh Shaft seal with fins
DE102014100577A1 (en) 2014-01-20 2015-07-23 Elringklinger Ag Sealing arrangement and method for producing a sealing arrangement

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB633626A (en) * 1946-08-23 1949-12-19 Ralph L Skinner Improvements in or relating to sealing means for relatively movable members
DE3126716A1 (en) * 1981-07-07 1983-01-27 Klinger AG, 6301 Zug Sealing arrangement
DE19746626A1 (en) * 1997-10-22 1999-05-06 Peter Roennberg Seal for paste, polyurethane adhesive, insulating mass and fluid media
DE102004034374A1 (en) * 2003-07-22 2005-02-24 Cmg Tech, Llc Sealing arrangement and circulation machine containing such a seal
DE102012009095A1 (en) * 2012-05-03 2013-11-07 En3 Gmbh Shaft seal with fins
DE102014100577A1 (en) 2014-01-20 2015-07-23 Elringklinger Ag Sealing arrangement and method for producing a sealing arrangement

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018101656A1 (en) 2018-01-25 2019-07-25 Elringklinger Ag Radial shaft sealing device
DE102018117306A1 (en) 2018-07-17 2020-01-23 Elringklinger Ag sealing device

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