DE10338587A1

DE10338587A1 - Shaft seal comprises an annular sealing element for sealing a media side and an outer side of the shaft seal with a recirculating structure having an closed annular channel and a connecting channel

Info

Publication number: DE10338587A1
Application number: DE2003138587
Authority: DE
Inventors: Uwe Koch; Walter Schuhmacher
Original assignee: ElringKlinger AG
Current assignee: ElringKlinger AG
Priority date: 2003-08-22
Filing date: 2003-08-22
Publication date: 2005-03-24
Anticipated expiration: 2023-08-23
Also published as: DE10338587B4

Abstract

Shaft seal comprises an annular sealing element for sealing a media side and an outer side of the shaft seal with a recirculating structure (130) having an closed annular channel (134) and a connecting channel (136) for connecting the annular channel to the media side of the shaft seal.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wellendichtung, die ein ringförmiges Dichtelement zum Abdichten zwischen einer Medienseite und einer Außenseite der Wellendichtung umfaßt, wobei das Dichtelement mit einer Rückförderstruktur versehen ist, durch welche flüssiges Medium zu der Medienseite der Wellendichtung hin gefördert wird.The The present invention relates to a shaft seal comprising an annular sealing element for sealing between a media side and an outside the shaft seal comprises, wherein the sealing element is provided with a return structure, through which liquid Medium is conveyed to the media side of the shaft seal.

Eine solche Wellendichtung ist beispielsweise aus der EP 0 771 398 B1 bekannt. Diese bekannte Wellendichtung weist eine Rückförderstruktur mit zwei Spiralnuten auf, die sich in einander entgegengesetzten Richtungen radial nach außen winden und sich in jeder Windung gegenseitig schneiden. Bei der aus der EP 0 771 398 B1 bekannten Wellendichtung ist jedoch, vor allem im Stillstand der mittels der Wellendichtung abgedichteten Drehwelle, mit einer hohen Leckage von flüssigem Medium von der Medienseite zu der Außenseite der Wellendichtung zu rechnen.Such a shaft seal is for example from the EP 0 771 398 B1 known. This known shaft seal has a return structure with two spiral grooves, which wind in opposite directions radially outward and intersect each other in each turn. At the time of the EP 0 771 398 B1 However, known shaft seal is, especially at a standstill sealed by means of the shaft seal rotary shaft to be expected with a high leakage of liquid medium from the media side to the outside of the shaft seal.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Wellendichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche, insbesondere auch im Stillstand der abgedichteten Drehwelle, eine ausreichend geringe Leckage aufweist.Of the The present invention is therefore based on the object, a shaft seal to create the type mentioned, which, in particular also at standstill of the sealed rotary shaft, a sufficiently low Leakage has.

Diese Aufgabe wird bei einer Wellendichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Rückförderstruktur mindestens einen ringförmig geschlossenen Ringkanal und mindestens einen Verbindungskanal, welcher den Ringkanal mit der Medienseite der Wellendichtung verbindet, umfaßt.These Task is in a shaft seal with the features of the preamble of claim 1 according to the invention thereby solved, that the Return structure at least one ring closed annular channel and at least one connecting channel, which connects the ring channel with the media side of the shaft seal, includes.

Unter einem „ringförmig geschlossenen Ringkanal" ist dabei in dieser Beschreibung und in den beigefügten Ansprüchen eine solcher Kanal zu verstehen, welcher von einem beliebigen Anfangspunkt aus nach einem Umlauf um 360° um die Ringachse der Wellendichtung zu dem Anfangspunkt zurückkehrt und sich dort, vorzugsweise glatt, an sich selbst anschließt.Under an "annularly closed annular channel" is in this Description and in the attached claims to understand such a channel, which from any starting point out after one revolution around 360 ° the ring axis of the shaft seal returns to the starting point and there, preferably smooth, connects to itself.

In einem solchen Ringkanal wird flüssiges Medium, welches von der Medienseite der Wellendichtung in den Bereich der Rückförderstruktur gelangt ist, in sehr effizienter Weise gesammelt und in eine umlaufende Strömung durch den Ringkanal versetzt, wobei die Umlaufrichtung des flüssigen Mediums in dem Ringkanal mit der jeweiligen Drehrichtung der mittels der Wellendichtung abgedichteten Drehwelle übereinstimmt. Ein Teil des im Ringkanal umlaufenden flüssigen Mediums wird durch den vom Ringkanal abzweigenden Verbindungskanal zu der Medienseite der Wellendichtung zurückgefördert.In such a ring channel becomes liquid medium, which from the media side of the shaft seal in the area of Return structure has arrived, collected in a very efficient manner and in a circumferential flow offset by the annular channel, wherein the circumferential direction of the liquid medium in the annular channel with the respective direction of rotation of the means of Shaft seal sealed rotary shaft coincides. Part of the in the annular channel circulating liquid Medium is through the branching off from the annular channel connecting channel fed back to the media side of the shaft seal.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Wellendichtung weist sowohl bei sich drehender Drehwelle als auch im Stillstand der Drehwelle eine sehr niedrige Leckage von flüssigem Medium zur Außenseite der Wellendichtung hin auf.The formed according to the invention Shaft seal has both rotating shaft and rotating at standstill of the rotary shaft a very low leakage of liquid medium to the outside of the Shaft seal out.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Wellendichtung ist vorgesehen, daß der Ringkanal im wesentlichen kreisringförmig ausgebildet ist. Ein solcher kreisringförmig ausgebildeter Ringkanal weist überall den selben Krümmungsradius auf, so daß sich eine möglichst störungsfreie Umlaufströmung des flüssigen Mediums durch den Ringkanal ausbilden kann. Ferner ist ein kreisringförmiger Ringkanal besonders einfach, beispielsweise auf einer Drehmaschine, herstellbar.at a preferred embodiment of the shaft seal according to the invention is provided that the Ring channel is formed substantially circular. Such a circular ring trained annular channel has everywhere the same radius of curvature on, so that one possible trouble-free circulation flow of the liquid Mediums can form through the annular channel. Furthermore, an annular ring channel particularly easy, for example on a lathe, produced.

Ferner ist bei einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Wellendichtung vorgesehen, daß der Ringkanal im wesentlichen konzentrisch zu einer Ringachse des Dichtelements (und damit auch koaxial zu der Drehachse der abzudichtenden Drehwelle) ausgebildet ist. Durch die konzentrische Ausbildung des Ringkanals relativ zu der Drehachse wird eine möglichst störungsfreie Umlaufströmung des flüssigen Mediums in dem Ringkanal erzeugt. Ferner ist ein zu einer Ringachse des Dichtelements konzentrischer Ringkanal besonders einfach, beispielsweise auf einer Drehmaschine, herstellbar.Further is in a preferred embodiment of the shaft seal according to the invention provided that the Ring channel substantially concentric with a ring axis of the sealing element (and thus also coaxial with the axis of rotation of the rotary shaft to be sealed) is trained. Due to the concentric design of the annular channel relative to the axis of rotation is a trouble-free circulation flow of the liquid Medium produced in the annular channel. Further, one to a ring axis the sealing element concentric annular channel particularly simple, for example on a lathe, can be produced.

Als besonders günstig zur Steigerung der Effizienz der Rückförderung des flüssigen Mediums zur Medienseite der Wellendichtung hat es sich ferner erwiesen, wenn die Rückförderstruktur kreuzungsfrei ausgebildet ist. Eine solche kreuzungsfreie Rückförderstruktur weist keine Kanäle auf, welche sich gegenseitig schneiden, sondern lediglich Abzweigungs- oder Einmündungsstellen, an denen ein Kanal von einem anderen abzweigt beziehungsweise in einen anderen einmündet. Durch das Fehlen von Kreuzungsstellen wird eine besonders störungsarme Umlaufströmung des flüssigen Mediums in dem Ringkanal und eine besonders effiziente Rückförderung des flüssigen Mediums zu der Medienseite der Wellendichtung erzielt.When very cheap to increase the efficiency of the return of the liquid medium to the media side of the shaft seal, it has also been found if the return structure is formed without crossing. Such a crossing-free return structure has no channels on, which intersect each other, but only branch or Issuing points, where one channel branches off from another or in another opens. Due to the lack of intersections is a particularly low-interference circulation flow of the liquid Medium in the ring channel and a particularly efficient return promotion of the liquid Media to the media side of the shaft seal achieved.

Der den Ringkanal mit der Medienseite der Wellendichtung verbindende Verbindungskanal ist vorzugsweise verzweigungsfrei ausgebildet.Of the connecting the annular channel with the media side of the shaft seal Connecting channel is preferably formed branch-free.

Um die Rückförderwirkung der Rückförderstruktur zu steigern, kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, daß die Rückförderstruktur mindestens zwei Verbindungskanäle umfaßt, welche den Ringkanal mit der Medienseite der Wellendichtung verbinden.Around the return effect the return flow structure can be advantageously provided that the return structure at least two connection channels comprises which connect the annular channel with the media side of the shaft seal.

Vorzugsweise umfaßt die Rückförderstruktur genau zwei Verbindungskanäle, welche den Ringkanal mit der Medienseite der Wellendichtung verbinden.Preferably comprises the return flow structure exactly two connection channels, which connect the annular channel with the media side of the shaft seal.

Um eine ausreichende Rückförderwirkung der Rückförderstruktur auch dann zu erzielen, wenn die Drehrichtung der abzudichtenden Drehwelle wechselt, ist es günstig, wenn mindestens zwei der Verbindungskanäle, welche den Ringkanal mit der Medienseite der Wellendichtung verbinden, einander entgegengesetzten Durchlaufsinn aufweisen.Around a sufficient return effect of Return structure even if the direction of rotation of the sealed Rotary shaft changes, it is favorable if at least two of the connecting channels, which the ring channel with connect the media side of the shaft seal, opposite to each other Run through.

Unter dem „Durchlaufsinn" eines Verbindungskanals ist dabei der Drehsinn zu verstehen, welchen eine vom Anfangspunkt des Verbindungskanals (am Ringkanal) bis zum Endpunkt des Verbindungskanals (an der Medienseite der Wellendichtung) durch den Verbindungskanal verlaufende Bahn in Bezug auf die Ringachse der Wellendichtung aufweist. Der „Durchlaufsinn" eines Verbindungskanals ist also (je nach Blickrichtung) der Uhrzeigersinn oder der Gegenuhrzeigersinn. Auf eine absolute Festlegung des Durchlaufsinns eines Verbindungskanals kommt es in diesem Zusammenhang nicht an; für eine bidirektionale Rückförderwirkung der Rückförderstruktur ist lediglich von Bedeutung, daß mindestens zwei der Verbindungskanäle relativ zueinander den entgegengesetzten Durchlaufsinn aufweisen.Under the "flow sense" of a connection channel is to understand the sense of rotation, which one from the starting point of the connection channel (on the ring channel) to the end point of the connection channel (on the media side of the shaft seal) through the connecting channel extending track with respect to the ring axis of the shaft seal. The "flow sense" of a connection channel is So (depending on the direction of view) clockwise or counterclockwise. An absolute determination of the flow sense of a connection channel comes it does not matter in this context; for a bidirectional return effect the return flow structure is only important that at least two of the connection channels relative to each other have the opposite direction of flow.

Ferner hat es sich zur Erzielung einer besonders guten Rückförderwirkung als vorteilhaft erwiesen, wenn mindestens ein Verbindungskanal, welcher den Ringkanal mit der Medienseite der Wellendichtung verbindet, von der Ringachse des Dichtelements aus gesehen konkav gekrümmt ist.Further It has to achieve a particularly good recovery effect proved to be advantageous if at least one connecting channel, which connects the annular channel with the media side of the shaft seal, is concave curved seen from the ring axis of the sealing element.

Durch diese konkave Krümmung ergeben sich Verbindungskanäle, welche (in der Draufsicht auf die Dichtfläche des Dichtelements) sichelförmig ausgebildet sind.By this concave curvature arise connecting channels, which (in the plan view of the sealing surface of the sealing element) formed sickle-shaped are.

Ferner ist es von Vorteil, wenn der Krümmungsradius des Verbindungskanals kleiner ist als der Radius des Ringkanals.Further it is beneficial if the radius of curvature of the connecting channel is smaller than the radius of the annular channel.

Um die in dem Ringkanal umlaufende Strömung des flüssigen Mediums durch das Abzweigen des Verbindungskanals möglichst wenig zu stören, ist bei einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Wellendichtung vorgesehen, daß mindestens ein Verbindungskanal, welcher den Ringkanal mit der Medienseite der Wellendichtung verbindet, im wesentlichen tangential von dem Ringkanal abzweigt.Around the circulating in the annular channel flow of the liquid medium by the branching of the Connection channels as possible it is little disturbing in a preferred embodiment of the shaft seal according to the invention provided that at least a connecting channel, which the annular channel with the media side the shaft seal connects, substantially tangentially from the Ring channel branches off.

Eine weitere Verminderung der Leckage und eine weitere Steigerung der Rückförderwirkung wird erzielt, wenn die Rückförderstruktur mindestens zwei (oder mehr) ringförmig geschlossene Ringkanäle umfaßt, wobei mindestens ein äußerer Ringkanal mindestens einen inneren Ringkanal ringförmig umschließt und mindestens ein Verbindungskanal den äußeren Ringkanal mit dem inneren Ringkanal verbindet. Dabei wird von der Medienseite der Wellendichtung aus bereits über den inneren Ringkanal hinausgelangtes flüssiges Medium in dem äußeren Ringkanal gesammelt und durch den Verbindungskanal zwischen dem äußeren Ringkanal und dem inneren Ringkanal in den inneren Ringkanal und von dort zur Medienseite der Wellendichtung zurückgefördert.A further reduction of the leakage and a further increase in the Return action is achieved when the return flow structure comprises at least two (or more) annularly closed annular channels, wherein at least one outer annular channel at least an inner annular channel annular surrounds and at least one connecting channel the outer annular channel with the inner Ring channel connects. It is from the media side of the shaft seal already over the inner annular channel outgoing liquid medium in the outer annular channel collected and through the connecting channel between the outer annular channel and the inner ring channel in the inner ring channel and from there to Media side of the shaft seal fed back.

Vorzugsweise umfaßt die Rückförderstruktur genau zwei ringförmig geschlossene Ringkanäle.Preferably comprises the return flow structure exactly two annular closed ring channels.

Um die Rückförderung von flüssigem Medium aus dem äußeren Ringkanal in den inneren Ringkanal zu unterstützen, ist es von Vorteil, wenn die Rückförderstruktur mindestens zwei Verbindungskanäle umfaßt, welche den äußeren Ringkanal mit dem inneren Ringkanal verbinden.Around the return promotion from liquid Medium from the outer ring channel to assist in the inner ring channel, it is beneficial if the return flow structure at least two connection channels comprises which the outer ring channel connect with the inner ring channel.

Vorzugsweise umfaßt die Rückförderstruktur genau zwei Verbindungskanäle, welche den äußeren Ringkanal mit dem inneren Ringkanal verbinden.Preferably comprises the return flow structure exactly two connection channels, which the outer ring channel connect with the inner ring channel.

Um auch im Fall mehrerer Ringkanäle die gewünschte Rückförderwirkung unabhängig von der Drehrichtung der abzudichtenden Drehwelle zu erzielen, kann vorgesehen sein, daß mindestens zwei der Verbindungskanäle, welche den äußeren Ringkanal mit dem inneren Ringkanal verbinden, einander entgegengesetzten Durchlaufsinn aufweisen.Around also in the case of several ring channels the desired Return action independently can be achieved from the direction of rotation of the sealed rotary shaft be provided that at least two of the connection channels, which the outer ring channel connect with the inner ring channel, opposite to each other Run through.

Für eine möglichst effiziente Rückförderung von flüssigem Medium zu dem inneren Ringkanal ist es von Vorteil, wenn mindestens ein Verbindungskanal, welcher den äußeren Ringkanal mit dem inneren Ringkanal verbindet, von der Ringachse des Dichtelements aus gesehen konkav gekrümmt ist.For as possible efficient return promotion of liquid Medium to the inner ring channel, it is advantageous if at least a connecting channel which connects the outer annular channel with the inner annular channel connects, seen from the ring axis of the sealing element from concave bent is.

Ferner ist es von Vorteil, wenn der Krümmungsradius des Verbindungskanals, welcher den äußeren Ringkanal mit dem inneren Ringkanal verbindet, kleiner ist als der Radius des äußeren Ringkanals.Further it is beneficial if the radius of curvature the connecting channel, which the outer annular channel with the inner Ring channel connects, smaller than the radius of the outer ring channel.

Um die in dem äußeren Ringkanal umlaufende Strömung des flüssigen Mediums durch das Abzweigen des Verbindungskanals möglichst wenig zu stören, ist es ferner günstig, wenn mindestens ein Verbindungskanal, welcher den äußeren Ringkanal mit dem inneren Ringkanal verbindet, im wesentlichen tangential von dem äußeren Ringkanal abzweigt.Around in the outer ring channel circulating flow of the liquid Medium by branching the connection channel as possible it is little disturbing it further favorable, if at least one connecting channel, which the outer ring channel with the inner annular channel connects, substantially tangentially from the outer ring channel branches.

Wenn die Rückförderstruktur mindestens einen inneren Verbindungskanal umfaßt, welcher den inneren Ringkanal mit der Medienseite der Wellendichtung verbindet, und mindestens einen äußeren Verbindungskanal umfaßt, welcher den äußeren Ringkanal mit dem inneren Ringkanal verbindet, so sind die Verbindungskanäle vorzugsweise so ausgebildet und angeordnet, daß keiner der äußeren Verbindungskanäle eine Verlängerung eines inneren Verbindungskanals bildet.When the return structure comprises at least one inner connecting channel which connects the inner annular channel with the media side of the shaft seal, and at least one outer Connecting channel which connects the outer annular channel with the inner annular channel, the connecting channels are preferably formed and arranged so that none of the outer connecting channels forms an extension of an inner connecting channel.

Anders ausgedrückt, sind die Verbindungskanäle vorzugsweise so ausgebildet und angeordnet, daß jede Einmündung eines äußeren Verbindungskanals in den inneren Ringkanal von jeder Abzweigung eines inneren Verbindungskanals aus dem inneren Ringkanal in der Längsrichtung des inneren Ringkanals beabstandet ist.Different expressed are the connection channels preferably designed and arranged so that each junction of an outer connection channel in the inner annular channel of each branch of an inner connecting channel from the inner annular channel in the longitudinal direction of the inner annular channel is spaced.

Die Rückförderstruktur weist in diesem Fall also keine Kreuzungsstellen auf, an denen sowohl ein äußerer Verbindungskanal in den inneren Ringkanal einmündet als auch ein innerer Verbindungskanal von dem inneren Ringkanal abzweigt.The Return structure In this case, therefore, there are no intersection points at which both an external connection channel opens into the inner ring channel as well as an inner connecting channel of the inner annular channel branches.

Für die Art der Ausbildung des Ringkanals und des Verbindungskanals an dem Dichtelement gibt es verschiedene Möglichkeiten.For the kind the formation of the annular channel and the connecting channel to the sealing element there it different ways.

So kann beispielsweise vorgesehen sein, daß die Rückförderstruktur mindestens einen Ringkanal und/oder mindestens einen Verbindungskanal umfaßt, der durch einen Einschnitt in das Dichtelement gebildet ist.So can be provided, for example, that the return structure at least one Ring channel and / or at least one connecting channel comprises, the is formed by an incision in the sealing element.

Eine gute Sammelwirkung für flüssiges Medium und eine gute Rückförderwirkung wird insbesondere dann erzielt, wenn der Einschnitt unter einem Winkel von ungefähr 10° bis ungefähr 90°, vorzugsweise unter einem Winkel von ungefähr 50° bis ungefähr 70°, gegen die Dichtfläche des Dichtelements an der Dichtfläche des Dichtelements mündet.A good collection effect for liquid Medium and a good return effect is achieved in particular when the incision under a Angle of about 10 ° to approximately 90 °, preferably at an angle of about 50 ° to about 70 °, against the sealing surface of the sealing element on the sealing surface of the sealing element opens.

Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, daß der Einschnitt von der Dichtfläche des Dichtelements aus in die der Medienseite der Wellendichtung entgegengesetzte Richtung gerichtet ist.Further is preferably provided that the Incision from the sealing surface of the sealing element in the media side of the shaft seal directed opposite direction.

Alternativ oder ergänzend hierzu kann auch vorgesehen sein, daß die Rückförderstruktur mindestens einen Ringkanal und/oder mindestens einen Verbindungskanal umfaßt, der als eine an der Dichtfläche des Dichtelements ausgebildete Nut ausgebildet ist.alternative or in addition For this purpose, it can also be provided that the return conveyor structure at least one Ring channel and / or at least one connecting channel comprises, the as one on the sealing surface formed of the sealing element formed groove.

Insbesondere kann vorgesehen sein, daß die Nut sich zu der Dichtfläche des Dichtelements hin erweitert.Especially can be provided that the Groove to the sealing surface extended the sealing element.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Wellendichtung ist vorgesehen, daß die Nut zwei Begrenzungswände aufweist, welche miteinander einen Winkel von ungefähr 5° bis ungefähr 90°, vorzugsweise einen Winkel von ungefähr 10° bis ungefähr 50°, einschließen.at a preferred embodiment of the shaft seal according to the invention is provided that the Groove two boundary walls which are at an angle of about 5 ° to about 90 °, preferably an angle of about 10 ° to about 50 °.

Die Nut kann beispielsweise durch spanende Bearbeitung des Dichtelements, insbesondere durch Fräsen, gebildet sein.The Groove can, for example, by machining the sealing element, especially by milling, be formed.

Alternativ hierzu kann auch vorgesehen sein, daß die Nut durch spanlose Bearbeitung des Dichtelements, insbesondere durch Prägen, gebildet ist.alternative For this purpose, it can also be provided that the groove by non-cutting machining of the sealing element, in particular by embossing, is formed.

Um eine möglichst gute Sammelwirkung für flüssiges Medium und eine möglichst gute Rückförderwirkung zu erzielen, ist es günstig, wenn die Tiefe des Einschnitts beziehungsweise die Tiefe der Nut mindestens ungefähr 0,1 mm, vorzugsweise mindestens ungefähr 0,2 mm beträgt.Around one possible good collection effect for liquid medium and one possible good return effect to achieve, it is favorable if the depth of the incision or the depth of the groove at least approximately 0.1 mm, preferably at least about 0.2 mm.

Unter der Tiefe des Einschnitts beziehungsweise der Tiefe der Nut ist dabei die maximale Erstreckung des Einschnitts beziehungsweise der Nut in der zur Dichtfläche senkrechten Richtung zu verstehen.Under the depth of the incision or the depth of the groove while the maximum extent of the incision or the Groove in the to the sealing surface to understand vertical direction.

Die optimale Tiefe des Einschnitts beziehungsweise der Nut hängt auch von der Dicke des Dichtelements ab.The optimal depth of incision or groove also hangs from the thickness of the sealing element.

So hat es sich als günstig erwiesen, wenn die Tiefe des Einschnitts beziehungsweise die Tiefe der Nut mindestens ungefähr ein Fünftel der Dicke des Dichtelements beträgt.So it has to be cheap proved when the depth of the incision or the depth the groove at least about a fifth the thickness of the sealing element is.

Ferner ist es von Vorteil, wenn die Tiefe des Einschnitts beziehungsweise die Tiefe der Nut höchstens ungefähr 1,0 mm, vorzugsweise höchstens ungefähr 0,5 mm, beträgt.Further it is beneficial if the depth of the incision or the depth of the groove at most approximately 1.0 mm, preferably at most approximately 0.5 mm.

Ferner ist es günstig, wenn die Tiefe des Einschnitts beziehungsweise die Tiefe der Nut höchstens ungefähr zwei Drittel, vorzugsweise höchstens ungefähr die Hälfte, der Dicke des Dichtelements beträgt.Further is it cheap if the depth of the incision or the depth of the groove at the most approximately two-thirds, preferably at most about half, of Thickness of the sealing element is.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfaßt das Dichtelement ein Fluorpolymer, vorzugsweise Polytetrafluorethylen (PTFE), ein modifiziertes Polytetrafluorethylen, ein Polytetrafluorethylen-Compound und/oder ein modifiziertes Polytetrafluorethylen-Compound.at a preferred embodiment of the invention comprises the sealing element a fluoropolymer, preferably polytetrafluoroethylene (PTFE) modified polytetrafluoroethylene, a polytetrafluoroethylene compound and / or a modified polytetrafluoroethylene compound.

Solche Materialien weisen eine hervorragende Beständigkeit gegen aggressive Medien auf, sind auch bei hoher thermischer Beanspruchung geeignet, zeigen gute Trockenlaufeigenschaften, sind in hohem Maße verschleißfest und insbesondere auch für hohe Umfangsgeschwindigkeiten der abzudichtenden Drehwelle geeignet.Such Materials have excellent resistance to aggressive media on, are also suitable for high thermal stress, show good dry running properties, are highly resistant to wear and tear especially for high peripheral speeds of the rotary shaft to be sealed suitable.

Unter einem „modifizierten Polytetrafluorethylen" ist dabei ein PTFE-ähnlicher Stoff zu verstehen, bei welchem die Molekülstruktur des PTFE dadurch chemisch modifiziert worden ist, daß ein Teil der Fluoratome des PTFE durch Substituenten ersetzt ist.A "modified polytetrafluoroethylene" is to be understood as meaning a PTFE-like substance hen, in which the molecular structure of the PTFE has been chemically modified by a part of the fluorine atoms of the PTFE is replaced by substituents.

Ein solches modifiziertes PTFE ist beispielsweise unter der Bezeichnung TFM bekannt und von der Firma Dyneon zu beziehen.One such modified PTFE is, for example, under the name TFM known and obtained from the company Dyneon.

Unter einem „Polytetrafluorethylen-Compound" ist ein Gemisch aus PTFE und mindestens einem organischen oder anorganischen Füllstoff zu verstehen.Under a "polytetrafluoroethylene compound" is a mixture PTFE and at least one organic or inorganic filler to understand.

Entsprechend ist unter einem „modifizierten Polytetrafluorethylen-Compound" ein Gemisch zu verstehen, welches ein modifiziertes Polytetrafluorethylen, beispielsweise TFM, und mindestens einen organischen oder anorganischen Füllstoff umfaßt.Corresponding is a "modified polytetrafluoroethylene compound" a mixture to understand which is a modified polytetrafluoroethylene, for example TFM, and at least one organic or inorganic filler includes.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Wellendichtung ist vorgesehen, daß das Dichtelement neben dem Fluorpolymer mindestens einen Füllstoff umfaßt.at a preferred embodiment of the shaft seal according to the invention is provided that the Sealing element next to the fluoropolymer at least one filler includes.

Als besonders günstig hat es sich erwiesen, wenn das Dichtelement als Füllstoff Kohle und/oder einen thermoplastischen Füllstoff und/oder einen duroplastischen Füllstoff umfaßt.When very cheap it has been proven when the sealing element as a filler Coal and / or a thermoplastic filler and / or a thermosetting filler includes.

Ferner hat es sich als besonders günstig erwiesen, wenn das Dichtelement einen Füllstoff, insbesondere Kohle, in einem Anteil von ungefähr 5 Gewichtsprozent bis ungefähr 40 Gewichtsprozent, vorzugsweise in einem Anteil von ungefähr 10 Gewichtsprozent bis ungefähr 30 Gewichtsprozent, umfaßt.Further It has proven to be particularly favorable proven when the sealing element is a filler, in particular coal, in a proportion of about 5 weight percent to about 40 weight percent, preferably in an amount of about 10 weight percent until about 30% by weight.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen.Further Features and advantages of the invention are the subject of the following Description and the drawings of exemplary embodiments.

In den Zeichnungen zeigen:In show the drawings:

1 einen schematischen Querschnitt durch einen Radialwellendichtring und eine denselben durchsetzende Drehwelle; 1 a schematic cross section through a radial shaft seal and a same passing through the rotary shaft;

2 eine schematische Draufsicht auf die Dichtfläche der Dichtlippe des Radialwellendichtrings aus 1; 2 a schematic plan view of the sealing surface of the sealing lip of the radial shaft seal 1 ;

3 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs I aus 1, wobei ein an der Dichtlippe ausgebildeter Kanal als ein Einstich ausgebildet ist; 3 an enlarged view of the area I from 1 wherein a formed on the sealing lip channel is formed as a recess;

4 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs I aus 1 bei einer alternativen Ausführungsform des Radialwellendichtrings, bei welcher ein an der Dichtlippe ausgebildeter Kanal als eine Nut ausgebildet ist; 4 an enlarged view of the area I from 1 in an alternative embodiment of the radial shaft seal in which a formed on the sealing lip channel is formed as a groove;

5 ein Schaubild, welches die Einstichtiefe oder Prägetiefe eines an der Dichtlippe ausgebildeten Kanals in Abhängigkeit von der Dicke der Dichtlippe zeigt; 5 a diagram showing the penetration depth or embossing depth of a formed on the sealing lip channel in dependence on the thickness of the sealing lip;

6 eine schematische Draufsicht auf die Dichtfläche der Dichtlippe einer weiteren Ausführungsform des Radialwellendichtrings, welche zwei konzentrische Ringkanäle aufweist; 6 a schematic plan view of the sealing surface of the sealing lip of another embodiment of the radial shaft seal, which has two concentric annular channels;

7 eine schematische Draufsicht auf die Dichtfläche der Dichtlippe einer weiteren Ausführungsform des Radialwellendichtrings, welche einen Ringkanal aufweist, der über zwei Verbindungskanäle mit entgegengesetztem Durchlaufsinn mit der Medienseite verbunden ist; 7 a schematic plan view of the sealing surface of the sealing lip of another embodiment of the radial shaft seal, which has an annular channel which is connected via two connecting channels with opposite flow direction with the media side;

8 eine ausschnittsweise perspektivische Darstellung der Dichtlippe aus 7; und 8th a fragmentary perspective view of the sealing lip 7 ; and

9 eine schematische Draufsicht auf die Dichtfläche der Dichtlippe einer weiteren Ausführungsform des Radialwellendichtrings, welche zwei konzentrische Ringkanäle aufweist, wobei der äußere Ringkanal über zwei Verbindungskanäle mit einander entgegengesetztem Durchlaufsinn mit dem inneren Ringkanal verbunden ist. 9 a schematic plan view of the sealing surface of the sealing lip of another embodiment of the radial shaft sealing ring, which has two concentric annular channels, wherein the outer annular channel is connected via two connecting channels with opposite flow direction with the inner annular channel.

Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.Same or functionally equivalent Elements are designated in all figures with the same reference numerals.

Eine in den 1 bis 3 dargestellte, als Ganzes mit 100 bezeichnete erste Ausführungsform eines Radialwellendichtrings ist im wesentlichen rotationssymmetrisch um eine Ringachse 102 ausgebildet und umfaßt ein ringförmiges Dichtelement 104, das aus einem geeigneten Kunststoffmaterial, insbesondere aus einem Fluorpolymer-Material, beispielsweise aus PTFE oder aus einem PTFE-Compound, gebildet ist.One in the 1 to 3 shown as a whole with 100 designated first embodiment of a radial shaft seal is substantially rotationally symmetric about a ring axis 102 formed and includes an annular sealing element 104 which is formed from a suitable plastic material, in particular from a fluoropolymer material, for example from PTFE or from a PTFE compound.

Das Dichtelement 104 umfaßt einen radial außen liegenden, im wesentlichen koaxial zur Ringachse 102 ausgerichteten Haltebereich 106 und einen radial innen liegenden Dichtbereich 108, der so gekrümmt ist, daß er eine das zentrale Ringloch des Radialwellendichtrings 100 durchsetzende Drehwelle 110, welche koaxial zu der Ringachse 102 ausgerichtet ist, kragenförmig umgibt, wobei das innere Ende des Dichtbereichs 108 eine Dichtlippe 112 bildet, welche mit ihrer im folgenden als Dichtfläche 113 bezeichneten Innenseite an der Umfangsfläche der Drehwelle 110 abdichtend anliegt und sich im wesentlichen parallel zur Ringachse 102 erstreckt.The sealing element 104 comprises a radially outer, substantially coaxial with the ring axis 102 aligned holding area 106 and a radially inner sealing area 108 which is curved so that it is the central annular hole of the radial shaft seal 100 passing rotary shaft 110 which is coaxial with the ring axis 102 is aligned, collar-shaped surrounds, wherein the inner end of the sealing area 108 a sealing lip 112 forms, which with her in the following as a sealing surface 113 designated inside on the peripheral surface of the rotary shaft 110 sealingly abuts and substantially parallel to the ring axis 102 extends.

Der Haltebereich 106 des Dichtelements 104 ist in einem Gehäuse 114 des Radialwellendichtrings 100 gehalten, das einen inneren Metallwinkelring 116 und einen äußeren Metallwinkelring 118 umfaßt, welche dadurch miteinander verbunden sind, daß der äußere Metallwinkelring 118 an seinem außen liegenden Rand 120 um den außen liegenden Rand 122 des inneren Metallwinkelrings 116 gebördelt ist.The holding area 106 of the sealing element 104 is in a housing 114 of the radial shaft seal 100 kept holding an inner metal angle ring 116 and an outer metal angle ring 118 which are interconnected by the outer metal angle ring 118 on its outer edge 120 around the outside edge 122 of the inner metal angle ring 116 is beaded.

Zwischen der dem Dichtelement 104 zugewandten Innenseite des äußeren Metallwinkelrings 118 und dem Dichtelement 104 ist eine elastische Ringscheibe 124, beispielsweise aus einem Gummimaterial, angeordnet, welche den Haltebereich 106 des Dichtelements 104 unter elastischer Vorspannung gegen den inneren Metallwinkelring 116 drückt und somit den Haltebereich 106 des Dichtelements 104 im Gehäuse 114 festklemmt.Between the the sealing element 104 facing inside of the outer metal angle ring 118 and the sealing element 104 is an elastic ring disk 124 , For example, from a rubber material, arranged, which the holding area 106 of the sealing element 104 under elastic bias against the inner metal angle ring 116 pushes and thus the holding area 106 of the sealing element 104 in the case 114 clamps.

Außerdem bewirkt die elastische Ringscheibe 124 eine statische Dichtwirkung des Radialwellendichtrings 100.In addition, the elastic annular disc causes 124 a static sealing effect of the radial shaft seal 100 ,

Wie aus 1 zu ersehen ist, wird der Radialwellendichtring 100 so relativ zu einer denselben durchsetzenden Drehwelle 110 angeordnet, daß die Dichtlippe 112 einen mit einem flüssigen Medium, beispielsweise mit Öl, gefüllten Medienraum 126 (in der Darstellung der 1 rechts von dem Radialwellendichtring 100) von einem, beispielsweise mit Luft gefüllten, Außenraum 128 (in der Darstellung der 1 links von dem Radialwellendichtring 100) fluiddicht trennt.How out 1 can be seen, is the radial shaft seal 100 so relative to a same permeating rotating shaft 110 arranged that the sealing lip 112 a medium filled with a liquid medium, such as oil 126 (in the representation of 1 to the right of the radial shaft seal 100 ) of, for example, filled with air, outdoor space 128 (in the representation of 1 to the left of the radial shaft seal 100 ) separates fluid-tight.

Um in den Zwischenraum zwischen der Dichtlippe 112 und der Umfangsfläche der Drehwelle 110 gelangtes flüssiges Medium auf die Medienseite des Radialwellendichtrings 100 zurückzufördern, ist das Dichtelement 104 mit einer als Ganzes mit 130 bezeichneten Rückförderstruktur versehen, welche schematisch in 2 dargestellt ist.To get into the space between the sealing lip 112 and the peripheral surface of the rotary shaft 110 reached liquid medium on the media side of the radial shaft seal 100 to recirculate, is the sealing element 104 with one as a whole 130 designated return conveying structure, which schematically in 2 is shown.

Die 2 entspricht einer schematischen Draufsicht auf die Dichtfläche 113 der Dichtlippe 112 des Dichtelements 104 mit Blickrichtung längs des Pfeils 2 in 1, wobei der Dichtbereich 108 des Dichtelements 104 jedoch so flach gedrückt ist, daß die Dichtlippe 112 in der Darstellung der 2 im wesentlichen senkrecht zu der Ringachse 102 ausgerichtet ist.The 2 corresponds to a schematic plan view of the sealing surface 113 the sealing lip 112 of the sealing element 104 with viewing direction along the arrow 2 in 1 , where the sealing area 108 of the sealing element 104 However, pressed so flat that the sealing lip 112 in the presentation of the 2 substantially perpendicular to the ring axis 102 is aligned.

Die Drehrichtung der Drehwelle 110 um die Ringachse 102 ist in 2 durch den Pfeil 132 angegeben. Die Drehwelle 110 dreht sich in diesem Beispiel, in Richtung des Pfeiles 2 in 1 gesehen, also im Uhrzeigersinn um die Ringachse 102.The direction of rotation of the rotary shaft 110 around the ring axis 102 is in 2 through the arrow 132 specified. The rotary shaft 110 turns in this example, in the direction of the arrow 2 in 1 seen, so clockwise around the ring axis 102 ,

Wie aus 2 zu ersehen ist, umfaßt die Rückförderstruktur 130 bei dieser Ausführungsform eines Radialwellendichtrings 100 einen ringförmig geschlossenen, konzentrisch zur Ringachse 102 ausgebildeten Ringkanal 134 sowie einen Verbindungskanal 136, welcher den Ringkanal 134 mit dem medienraumseitigen inneren Rand 138 der Dichtlippe 112 verbindet.How out 2 can be seen includes the return structure 130 in this embodiment, a radial shaft seal 100 an annular closed, concentric with the ring axis 102 trained annular channel 134 and a connection channel 136 which the ring channel 134 with the media space side inner edge 138 the sealing lip 112 combines.

Der Verbindungskanal 136 zweigt an einem Anfangspunkt 140 von dem Ringkanal 134 ab und mündet an einem Endpunkt 142 am inneren Rand 138 der Dichtlippe 112.The connection channel 136 branches at a starting point 140 from the annular channel 134 and ends at an endpoint 142 at the inner edge 138 the sealing lip 112 ,

Der Durchlaufsinn des Verbindungskanals 136, das heißt der Drehsinn, mit welchem das flüssige Medium den Verbindungskanal 136 von dessen Anfangspunkt 140 bis zu dessen Endpunkt 142 durchläuft, entspricht dem Uhrzeigersinn und stimmt somit mit der Drehrichtung der Drehwelle 110 um die Ringachse 102 überein.The flow direction of the connection channel 136 That is, the sense of rotation with which the liquid medium the connecting channel 136 from its starting point 140 to its endpoint 142 passes through, corresponds to the clockwise direction and thus agrees with the direction of rotation of the rotary shaft 110 around the ring axis 102 match.

Der Verbindungskanal 136 zweigt in seinem Anfangspunkt 140 im wesentlichen tangential von dem Ringkanal 134 ab.The connection channel 136 branches in its starting point 140 essentially tangential to the annular channel 134 from.

Ferner ist der Verbindungskanal 136, von der Ringachse 102 aus gesehen, konkav gekrümmt.Furthermore, the connection channel 136 , from the ring axis 102 seen from, concave curved.

Die Rückförderwirkung der Rückförderstruktur 130 ergibt sich wie folgt:
Aus dem Medienraum 126 in den Bereich zwischen der Dichtlippe 112 und der Umfangsfläche der Drehwelle 110 gelangendes flüssiges Medium wird in dem Ringkanal 134 gesammelt. Durch den Kontakt mit der Umfangsfläche der sich im Uhrzeigersinn drehenden Drehwelle 110 wird in dem im Ringkanal 134 befindlichen flüssigen Medium eine Schleppströmung erzeugt, so daß das flüssige Medium den Ringkanal 134 in dem der Drehrichtung der Drehwelle 110 entsprechenden Durchlaufsinn, das heißt im hier gewählten Beispiel ebenfalls im Uhrzeigersinn, durchströmt.The return effect of the return structure 130 results as follows:
From the media room 126 in the area between the sealing lip 112 and the peripheral surface of the rotary shaft 110 reaching liquid medium is in the annular channel 134 collected. By contact with the peripheral surface of the rotating clockwise rotating shaft 110 is in the ring channel 134 located liquid medium generates a drag flow, so that the liquid medium the annular channel 134 in the direction of rotation of the rotary shaft 110 corresponding flow direction, that is, in the example chosen here, also flows in a clockwise direction.

Ein Teil des aufgrund der Schleppströmung durch den Ringkanal 134 umlaufenden Mediums gelangt von der Abzweigung am Anfangspunkt 140 durch den Verbindungskanal 136 an den inneren Rand 138 der Dichtlippe 112 und somit zurück auf die Medienseite des Radialwellendichtrings 100. Auf diese Weise wird also von dem Medienraum 126 in den Bereich zwischen der Dichtlippe 112 und der Drehwelle 110 gelangtes flüssiges Medium in den Medienraum 126 zurückgefördert, so daß die dynamische Leckage des Radialwellendichtrings 100 sehr gering wird.Part of due to the drag flow through the annular channel 134 circulating medium comes from the branch at the starting point 140 through the connection channel 136 to the inner edge 138 the sealing lip 112 and thus back to the media side of the radial shaft seal 100 , In this way, so from the media room 126 in the area between the sealing lip 112 and the rotary shaft 110 reached liquid medium in the media room 126 fed back, so that the dynamic leakage of the radial shaft seal 100 is very low.

Für die Art der Ausbildung des Ringkanals 134 und des Verbindungskanals 136 an der Außenseite der Dichtlippe 112 gibt es verschiedene Möglichkeiten.For the type of training of the ring channel 134 and the connection channel 136 on the outside of the sealing lip 112 There are different possibilities.

Bei einer ersten Ausführungsform des Radialwellendichtrings 100 sind diese Kanäle als Einschnitte 148 ausgebildet, welche mit einem geeigneten Schneidwerkzeug, beispielsweise mit einem Messer, in die Dichtlippe 112 hineingeschnitten werden (siehe 3).In a first embodiment of the Radi alwellendichtrings 100 These channels are as cuts 148 formed, which with a suitable cutting tool, for example with a knife, in the sealing lip 112 be cut in (see 3 ).

Ein als solcher Einschnitt 148 ausgebildeter Kanal ist sehr schmal und weist zwei im wesentlichen parallel zueinander ausgebildete Begrenzungswände 144 und 146 auf, welche beide unter im wesentlichen demselben Winkel α zu der Dichtfläche 113 der Dichtlippe 112 ausgerichtet sind.One as such incision 148 Trained channel is very narrow and has two substantially parallel boundary walls 144 and 146 on, both at substantially the same angle α to the sealing surface 113 the sealing lip 112 are aligned.

Der Winkel α zwischen den Begrenzungswänden 144, 146 des Einschnitts 148 einerseits und der Dichtfläche 113 der Dichtlippe 112, welche an der Umfangsfläche der Drehwelle 110 anliegt, andererseits beträgt vorzugsweise ungefähr 10° bis ungefähr 90°, insbesondere ungefähr 50° bis ungefähr 70°, wobei der Einschnitt 148 sich vorzugsweise von der Dichtfläche 113 aus in die dem Medienraum 126 abgewandte Richtung erstreckt.The angle α between the boundary walls 144 . 146 of the incision 148 on the one hand and the sealing surface 113 the sealing lip 112 , which on the peripheral surface of the rotary shaft 110 on the other hand is preferably about 10 ° to about 90 °, in particular about 50 ° to about 70 °, wherein the incision 148 preferably from the sealing surface 113 out into the media room 126 extends away.

Bei einer in 4 dargestellten zweiten Ausführungsform des Radialwellendichtrings 100 sind der Ringkanal 134 und der Verbindungskanal 136 nicht als Einschnitte, sondern als Nuten 150 ausgebildet.At an in 4 illustrated second embodiment of the radial shaft seal 100 are the ring channel 134 and the connection channel 136 not as cuts, but as grooves 150 educated.

Jede der Nuten 150 erweitert sich von ihrem Nutgrund 152 aus zu der Dichtfläche 113 der Dichtlippe 112 hin.Each of the grooves 150 expands from its groove bottom 152 out to the sealing surface 113 the sealing lip 112 out.

Insbesondere kann jede der Nuten 150 zwei Begrenzungswände 154 und 156 aufweisen, welche einen spitzen Winkel β miteinander einschließen. β liegt vorzugsweise im Bereich von ungefähr 5° bis ungefähr 90°.In particular, each of the grooves 150 two boundary walls 154 and 156 having an acute angle β with each other. β is preferably in the range of about 5 ° to about 90 °.

Jede der Nuten 150 ist vorzugsweise im wesentlichen spiegelsymmetrisch zur lokalen Oberflächennormale 157 der Dichtfläche 113 und damit – im montierten Zustand des Radialwellendichtrings 100 – im wesentlichen spiegelsymmetrisch zu einer zur Ringachse 102 senkrechten Ebene ausgerichtet.Each of the grooves 150 is preferably substantially mirror-symmetric to the local surface normal 157 the sealing surface 113 and thus - in the assembled state of the radial shaft seal 100 - Essentially mirror-symmetrical to one to the ring axis 102 aligned vertical plane.

Die Nuten 150 können durch spanende Bearbeitung des Dichtelements 104, insbesondere durch Fräsen, oder durch spanlose Bearbeitung des Dichtelements 104, beispielsweise durch Einprägen der Nuten 150, hergestellt werden.The grooves 150 can by machining the sealing element 104 , in particular by milling, or by non-cutting machining of the sealing element 104 , For example, by impressing the grooves 150 , getting produced.

Die optimale Einschnittiefe eines Einschnitts 148 beziehungsweise die optimale Tiefe einer Nut 150 hängt von der Dicke der Dichtlippe 112 ab.The optimal incision depth of an incision 148 or the optimal depth of a groove 150 depends on the thickness of the sealing lip 112 from.

Diese Abhängigkeit ist in dem Schaubild der 5 dargestellt.This dependency is in the graph of 5 shown.

Der Zusammenhang zwischen der optimalen Einschnittiefe beziehungsweise Nuttiefe t einerseits und der Dichtlippendicke d andererseits ist im wesentlichen linear und wird ungefähr durch die folgende Gleichung wiedergegeben: t = 0,2d + 0,09 mm. The relationship between the optimum cutting depth or groove depth t on the one hand and the sealing lip thickness d on the other hand is substantially linear and is approximately represented by the following equation: t = 0.2d + 0.09 mm.

Dabei ist unter der Einschnittiefe bzw. Nuttiefe t die maximale Erstreckung des Einschnitts bzw. der Nut senkrecht zur Dichtfläche 113 zu verstehen.In this case, below the incision depth or groove depth t, the maximum extent of the incision or the groove is perpendicular to the sealing surface 113 to understand.

Eine in 6 dargestellte dritte Ausführungsform eines Radialwellendichtrings 100 unterscheidet sich von der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform dadurch, daß die Rückförderstruktur 130 bei dieser Ausführungsform nicht nur einen einzigen Ringkanal 134, sondern zwei Ringkanäle 134, nämlich einen inneren Ringkanal 134a und einen äußeren Ringkanal 134b, umfaßt.An in 6 illustrated third embodiment of a radial shaft seal 100 differs from the first embodiment described above in that the return structure 130 not only a single annular channel in this embodiment 134 but two ring channels 134 namely, an inner annular channel 134a and an outer annular channel 134b , includes.

Beide Ringkanäle 134a, 134b sind konzentrisch zur Ringachse 102 ausgebildet und jeweils in sich ringförmig geschlossen.Both ring channels 134a . 134b are concentric to the ring axis 102 formed and in each case annularly closed.

Der äußere Ringkanal 134 weist einen größeren Abstand vom inneren Rand 138 der Dichtlippe 112 auf als der innere Ringkanal 134a und umschließt den inneren Ringkanal 134a ringförmig.The outer ring channel 134 has a greater distance from the inner edge 138 the sealing lip 112 on as the inner ring channel 134a and encloses the inner annular channel 134a annular.

Der innere Ringkanal 134a ist über einen Verbindungskanal 136, der ebenso wie der Verbindungskanal 136 der ersten Ausführungsform des Radialwellendichtrings 100 ausgebildet ist, mit dem inneren Rand 138 der Dichtlippe 112 verbunden.The inner ring channel 134a is via a connection channel 136 as well as the connection channel 136 the first embodiment of the radial shaft seal 100 is formed, with the inner edge 138 the sealing lip 112 connected.

Der äußere Ringkanal 134b ist über einen Verbindungskanal 158 mit dem inneren Ringkanal 134a verbunden.The outer ring channel 134b is via a connection channel 158 with the inner ring channel 134a connected.

Der Verbindungskanal 158 zweigt an einem Anfangspunkt 160 von dem äußeren Ringkanal 134b ab und mündet an einem Endpunkt 162 in den inneren Ringkanal 134a.The connection channel 158 branches at a starting point 160 from the outer annular channel 134b and ends at an endpoint 162 in the inner ring channel 134a ,

Das flüssige Medium durchströmt den Verbindungskanal 158 von dessen Anfangspunkt 160 bis zu dessen Endpunkt 162 mit demselben Durchlaufsinn wie den Verbindungskanal 136 und somit in dem der Drehrichtung der Drehwelle 110 um die Ringachse 102 entsprechenden Durchlaufsinn, im in 6 dargestellten Beispiel also im Uhrzeigersinn.The liquid medium flows through the connecting channel 158 from its starting point 160 to its endpoint 162 with the same passage as the connection channel 136 and thus in the direction of rotation of the rotary shaft 110 about the ring axis 102 corresponding passage sense, im in 6 Example thus shown in a clockwise direction.

Der Verbindungskanal 158 zweigt an seinem Anfangspunkt 160 im wesentlichen tangential von dem äußeren Ringkanal 134b ab.The connection channel 158 branches at its starting point 160 essentially tangential to the outer annular channel 134b from.

Ferner ist der Verbindungskanal 158, von der Ringachse 102 aus gesehen, konkav gekrümmt.Furthermore, the connection channel 158 , from the ring axis 102 seen from, concave curved.

Durch das Vorhandensein des weiteren Ringkanals 134b und des weiteren Verbindungskanals 158 wird die Rückförderwirkung der Rückförderstruktur 130 verstärkt.By the presence of the other annular channel 134b and the further connection channel 158 becomes the return effect of the return structure 130 strengthened.

Von der Medienseite des Radialwellendichtrings 100 aus bereits über den inneren Ringkanal 134a hinaus gelangtes flüssiges Medium wird im äußeren Ringkanal 134b gesammelt.From the media side of the radial shaft seal 100 out already over the inner ring channel 134a Be reached out liquid medium is in the outer ring channel 134b collected.

Aufgrund des Kontakts mit der Umfangsfläche der Drehwelle 110 wird das Medium in dem äußeren Ringkanal 134b in eine Schleppströmung versetzt, aufgrund welcher das Medium in dem äußeren Ringkanal 134b in dem der Drehrichtung der Drehwelle 110 entsprechenden Umlaufsinn umläuft.Due to the contact with the peripheral surface of the rotary shaft 110 the medium becomes in the outer ring channel 134b in a drag flow, due to which the medium in the outer annular channel 134b in the direction of rotation of the rotary shaft 110 circulating corresponding sense of circulation.

Dabei gelangt ein Teil des in dem äußeren Ringkanal 134b umlaufenden Mediums durch den Verbindungskanal 158 in den inneren Ringkanal 134a, in welchem das flüssige Medium ebenfalls in dem der Drehrichtung der Drehwelle 110 entsprechenden Umlaufsinn umläuft.In this case, enters a part of the outer ring channel 134b circulating medium through the connecting channel 158 in the inner ring channel 134a in which the liquid medium is also in the direction of rotation of the rotary shaft 110 circulating corresponding sense of circulation.

Ein Teil des in dem inneren Ringkanal 134a umlaufenden Mediums gelangt durch den Verbindungskanal 136 zum inneren Rand 138 der Dichtlippe 112 und somit zurück in den Medienraum 126.A part of in the inner ring channel 134a circulating medium passes through the connecting channel 136 to the inner edge 138 the sealing lip 112 and thus back to the media room 126 ,

Im übrigen stimmt die in 6 dargestellte dritte Ausführungsform eines Radialwellendichtrings 100 mit der ersten Ausführungsform überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.For the rest, the in 6 illustrated third embodiment of a radial shaft seal 100 with the first embodiment, the above description of which reference is made.

Die beiden Verbindungskanäle 136 und 158 sind in 6 in ungefähr derselben Winkelstellung in Bezug auf die Ringachse 102 des Radialwellendichtrings 100 dargestellt. Die Verbindungskanäle 136 und 158 können aber ohne weiteres in verschiedenen Winkelstellungen in Bezug auf die Ringachse 102 angeordnet sein.The two connection channels 136 and 158 are in 6 in approximately the same angular position with respect to the ring axis 102 of the radial shaft seal 100 shown. The connection channels 136 and 158 but can readily in different angular positions with respect to the ring axis 102 be arranged.

Ferner ist es möglich, mehrere Verbindungskanäle 136 zum Verbinden des inneren Ringkanals 134a mit dem inneren Rand 138 der Dichtlippe 112 und/oder mehrere Verbindungskanäle 158 zum Verbinden des äußeren Ringkanals 134b mit dem inneren Ringkanal 134a vorzusehen.Further, it is possible to have multiple connection channels 136 for connecting the inner ring channel 134a with the inner edge 138 the sealing lip 112 and / or multiple connection channels 158 for connecting the outer ring channel 134b with the inner ring channel 134a provided.

Eine in den 7 und 8 dargestellte vierte Ausführungsform eines Radialwellendichtrings 100 unterscheidet sich von der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform dadurch, daß die Rückförderstruktur 130 zwei Verbindungskanäle 136a und 136b zur Verbindung des Ringkanals 134 mit dem inneren Rand 138 der Dichtlippe 112 aufweist, wobei die beiden Verbindungskanäle 136a und 136b einander entgegengesetzten Durchlaufsinn aufweisen.One in the 7 and 8th illustrated fourth embodiment of a radial shaft seal 100 differs from the first embodiment described above in that the return structure 130 two connection channels 136a and 136b for connecting the ring channel 134 with the inner edge 138 the sealing lip 112 having, wherein the two connecting channels 136a and 136b have opposite flow direction.

So wird der Verbindungskanal 136a von dem flüssigen Medium von dessen Anfangspunkt 140 bis zu dessen Endpunkt 142 im Uhrzeigersinn durchströmt, während der Verbindungskanal 136b von dessen Anfangspunkt 140', an dem dieser Verbindungskanal von dem Ringkanal 134 abzweigt, bis zu dessen Endpunkt 142', an welchem der Verbindungskanal 136b an dem inneren Rand 138 der Dichtlippe 112 mündet, von dem flüssigen Medium im Gegenuhrzeigersinn durchströmt wird.So is the connection channel 136a from the liquid medium from its starting point 140 to its endpoint 142 flows through in a clockwise direction, while the connecting channel 136b from its starting point 140 ' at which this connecting channel of the annular channel 134 branches off to its endpoint 142 ' at which the connection channel 136b at the inner edge 138 the sealing lip 112 opens, is flowed through by the liquid medium in the counterclockwise direction.

Durch das Vorsehen zweier Verbindungskanäle 136 mit unterschiedlichem Durchlaufsinn ist diese Ausführungsform eines Radialwellendichtrings 100 insbesondere zur Verwendung mit Drehwellen 110 geeignet, welche ihre Drehrichtung 132 um die Ringachse 102 während des Betriebes wechseln.By providing two connection channels 136 with different flow direction is this embodiment of a radial shaft seal 100 in particular for use with rotary shafts 110 suitable, which its direction of rotation 132 around the ring axis 102 change during operation.

Wenn sich die Drehwelle 110 im Uhrzeigersinn um die Ringachse 102 dreht, so bildet sich in dem Ringkanal 134 eine Schleppströmung des flüssigen Mediums aus, welche ebenfalls in Uhrzeigerrichtung gerichtet ist. In diesem Fall gelangt ein Teil des flüssigen Mediums durch die Abzweigung am Anfangspunkt 140 des Verbindungskanals 136a in den Verbindungskanal 136a und von dort zum inneren Rand 138 der Dichtlippe 112 und zur Medienseite des Radialwellendichtrings 100.When the rotary shaft 110 clockwise around the ring axis 102 turns, so forms in the annular channel 134 a drag flow of the liquid medium, which is also directed in the clockwise direction. In this case, part of the liquid medium passes through the branch at the starting point 140 of the connection channel 136a in the connection channel 136a and from there to the inner edge 138 the sealing lip 112 and to the media side of the radial shaft seal 100 ,

Wechselt die Drehwelle 110 die Drehrichtung und dreht sich nunmehr im Gegenuhrzeigersinn um die Ringachse 102, so wird im Ringkanal 134 eine Schleppströmung des flüssigen Mediums erzeugt, welche ebenfalls im Gegenuhrzeigersinn gerichtet ist. In diesem Fall gelangt ein Teil des flüssigen Mediums durch die Abzweigung am Anfangspunkt 140' des Verbindungskanals 136b in den Verbindungskanal 136b und von dort zum inneren Rand 138 der Dichtlippe 112 und zurück in den Medienraum 126.Changes the rotary shaft 110 the direction of rotation and now rotates counterclockwise around the ring axis 102 , so in the ring channel 134 produces a drag flow of the liquid medium, which is also directed counterclockwise. In this case, part of the liquid medium passes through the branch at the starting point 140 ' of the connection channel 136b in the connection channel 136b and from there to the inner edge 138 the sealing lip 112 and back to the media room 126 ,

Die Rückförderstruktur 130 der in den 7 und 8 dargestellten vierten Ausführungsform eines Radialwellendichtrings 100 erlaubt also eine wirksame Rückförderung von flüssigem Medium, das in den Bereich zwischen der Dichtlippe 112 und der Umfangsfläche der Drehwelle 110 gelangt ist, bei jeder möglichen Drehrichtung der Drehwelle 110.The return structure 130 in the 7 and 8th illustrated fourth embodiment of a radial shaft seal 100 So allows an effective return flow of liquid medium, which in the area between the sealing lip 112 and the peripheral surface of the rotary shaft 110 has arrived at every possible direction of rotation of the rotary shaft 110 ,

Die Verbindungskanäle 136a und 136b können auch einen kleineren oder größeren Winkelabstand in Bezug auf die Ringachse 102 voneinander aufweisen als in 7 dargestellt.The connection channels 136a and 136b can also have a smaller or larger angular distance with respect to the ring axis 102 have each other as in 7 shown.

Ferner können auch mehrere Verbindungskanäle 136a mit Durchlaufsinn in Uhrzeigerrichtung und/oder mehrere Verbindungskanäle 136b mit Durchlaufsinn in Gegenuhrzeigerrichtung vorgesehen sein.Furthermore, also several connection channels 136a with clockwise sense of circulation and / or multiple connection channels 136b be provided with flow direction in the counterclockwise direction.

Im übrigen stimmt die in den 7 und 8 dargestellte vierte Ausführungsform eines Radialwellendichtrings 100 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der ersten Ausführungsform überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.Moreover, the right in the 7 and 8th illustrated fourth embodiment of a Radialwel lendichtrings 100 in terms of structure and function with the first embodiment, to the above description, reference is made in this regard.

Eine in 9 dargestellte fünfte Ausführungsform eines Radialwellendichtrings 100 unterscheidet sich von der vorstehend beschriebenen vierten Ausführungsform dadurch, daß die Rückförderstruktur 130 nicht nur einen Ringkanal 134, sondern zwei Ringkanäle 134, nämlich einen inneren Ringkanal 134a und einen äußeren Ringkanal 134b, umfaßt.An in 9 illustrated fifth embodiment of a radial shaft seal 100 differs from the fourth embodiment described above in that the return structure 130 not just a ring channel 134 but two ring channels 134 namely, an inner annular channel 134a and an outer annular channel 134b , includes.

Beide Ringkanäle 134a, 134b sind konzentrisch zur Ringachse 102 ausgebildet, wobei der äußere Ringkanal 134b einen größeren Abstand vom inneren Rand 138 der Dichtlippe 12 aufweist als der innere Ringkanal 134a und den inneren Ringkanal 134a ringförmig umschließt.Both ring channels 134a . 134b are concentric to the ring axis 102 formed, wherein the outer annular channel 134b a greater distance from the inner edge 138 the sealing lip 12 has as the inner annular channel 134a and the inner ring channel 134a encloses annularly.

Der äußere Ringkanal 134b ist über einen Verbindungskanal 158a mit Durchlaufsinn in Uhrzeigerrichtung und einen weiteren Verbindungskanal 158b mit Durchlaufsinn in Gegenuhrzeigerrichtung mit dem inneren Ringkanal 134a verbunden, so daß flüssiges Medium sowohl bei Drehung der Drehwelle 110 um die Ringachse 102 im Uhrzeigersinn als auch bei Drehung der Drehwelle 110 um die Ringachse 102 im Gegenuhrzeigersinn von dem äußeren Ringkanal 134b zu dem inneren Ringkanal 134a gefördert wird.The outer ring channel 134b is via a connection channel 158a with clockwise sense of passage and another connecting channel 158b with passage in the counterclockwise direction with the inner ring channel 134a connected so that liquid medium both upon rotation of the rotary shaft 110 around the ring axis 102 clockwise as well as turning the rotary shaft 110 around the ring axis 102 counterclockwise from the outer annular channel 134b to the inner ring channel 134a is encouraged.

In dem in 9 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Verbindungskanäle 158a, 158b an denselben Winkelpositionen in Bezug auf die Ringachse 102 dargestellt wie die Verbindungskanäle 136a, 136b, welche den inneren Ringkanal 134a mit dem inneren Rand 138 der Dichtlippe 112 verbinden.In the in 9 illustrated embodiment, the connection channels 158a . 158b at the same angular positions with respect to the ring axis 102 shown as the connection channels 136a . 136b which the inner ring channel 134a with the inner edge 138 the sealing lip 112 connect.

Die Verbindungskanäle 158a, 158b können jedoch auch an beliebigen anderen Winkelpositionen als die Verbindungskanäle 136a bzw. 136b angeordnet werden.The connection channels 158a . 158b However, they can also be at any other angular positions than the connection channels 136a respectively. 136b to be ordered.

Ferner kann vorgesehen sein, daß die Rückförderstruktur 130 mehrere Verbindungskanäle 158a mit Durchlaufsinn in Uhrzeigerrichtung sowie mehrere Verbindungskanäle 158b mit Durchlaufsinn in Gegenuhrzeigerrichtung aufweist.Furthermore, it can be provided that the return conveyor structure 130 several connection channels 158a with clockwise sense of passage as well as several connection channels 158b having a flow direction in the counterclockwise direction.

Im übrigen stimmt die in 9 dargestellte fünfte Ausführungsform eines Radialwellendichtrings 100 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der vierten Ausführungsform überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.For the rest, the in 9 illustrated fifth embodiment of a radial shaft seal 100 in terms of structure and function with the fourth embodiment, to the above description of which reference is made.

Claims

Shaft seal comprising an annular sealing element ( 104 ) for sealing between a media side and an outside of the shaft seal ( 100 ), wherein the sealing element ( 104 ) with a return structure ( 130 ), through which liquid medium to the media side of the shaft seal ( 100 ), characterized in that the return structure ( 130 ) at least one annularly closed annular channel ( 134 ) and at least one connecting channel ( 136 ), which the annular channel ( 134 ) with the media side of the shaft seal ( 100 ) includes.

Shaft seal according to claim 1, characterized in that the annular channel ( 134 ) is formed substantially circular.

Shaft seal according to one of claims 1 or 2, characterized in that the annular channel ( 134 ) substantially concentric with a ring axis ( 102 ) of the sealing element ( 104 ) is trained.

Shaft seal according to one of claims 1 to 3, characterized in that the return conveyor structure ( 130 ) is formed without crossing.

Shaft seal according to one of claims 1 to 4, characterized in that the return conveyor structure ( 130 ) at least two connection channels ( 136a . 136b ) comprising the annular channel ( 134 ) with the media side of the shaft seal ( 100 ) connect.

Shaft seal according to claim 5, characterized in that at least two of the connecting channels ( 136a . 136b ), which the annular channel ( 134 ) with the media side of the shaft seal ( 100 ), have opposite through-sense.

Shaft seal according to one of claims 1 to 6, characterized in that at least one connecting channel ( 136 ), which the annular channel ( 134 ) with the media side of the shaft seal ( 100 ), from the ring axis ( 102 ) of the sealing element ( 104 ) is concavely curved.

Shaft seal according to claim 7, characterized in that the radius of curvature of the connecting channel ( 136 ) is smaller than the radius of the ring channel ( 134 ).

Shaft seal according to one of claims 1 to 8, characterized in that at least one connecting channel ( 136 ), which the annular channel ( 134 ) with the media side of the shaft seal ( 100 ) connects, substantially tangentially from the annular channel ( 134 ) branches off.

Shaft seal according to one of claims 1 to 9, characterized in that the return conveyor structure ( 130 ) at least two annularly closed sene ring channels ( 134a . 134b ), wherein at least one outer annular channel ( 134b ) at least one inner annular channel ( 134a ) surrounds annular and at least one connecting channel ( 158 ) the outer ring channel ( 134b ) with the inner annular channel ( 134a ) connects.

Shaft seal according to claim 10, characterized in that the return conveyor structure ( 130 ) at least two connection channels ( 158a . 158b ) comprising the outer annular channel ( 134b ) with the inner annular channel ( 134a ) connect.

Shaft seal according to claim 11, characterized in that at least two of the connecting channels ( 158a . 158b ), which the outer ring channel ( 134b ) with the inner annular channel ( 134a ), have opposite through-sense.

Shaft seal according to one of claims 10 to 12, characterized in that at least one connecting channel ( 158 ), which the outer ring channel ( 134b ) with the inner annular channel ( 134a ), from the ring axis ( 102 ) of the sealing element ( 104 ) is concavely curved.

Shaft seal according to claim 13, characterized in that the radius of curvature of the connecting channel ( 158 ) is smaller than the radius of the outer ring channel ( 134b ).

Shaft seal according to one of claims 10 to 14, characterized in that at least one connecting channel ( 158 ), which the outer ring channel ( 134b ) with the inner annular channel ( 134a ) connects, substantially tangentially from the outer annular channel ( 134b ) branches off.

Shaft seal according to one of claims 1 to 15, characterized in that the return conveyor structure ( 130 ) at least one annular channel ( 134 ) and / or at least one connection channel ( 136 . 158 ) formed by an incision ( 148 ) in the sealing element ( 104 ) is formed.

Shaft seal according to claim 16, characterized in that the incision ( 148 ) at an angle (a) of from about 10 ° to about 90 °, preferably from about 50 ° to about 70 °, to the sealing surface ( 113 ) on the sealing surface ( 113 ) of the sealing element ( 104 ) opens.

Shaft seal according to one of claims 16 or 17, characterized in that the incision ( 148 ) from the sealing surface ( 113 ) of the sealing element ( 104 ) from in the media side of the shaft seal ( 100 ) is directed in the opposite direction.

Shaft seal according to one of claims 1 to 18, characterized in that the return conveyor structure ( 130 ) at least one annular channel ( 134 ) and / or at least one connection channel ( 136 . 158 ), which acts as one on the sealing surface ( 113 ) of the sealing element ( 104 ) formed groove ( 150 ) is trained.

Shaft seal according to claim 19, characterized in that the groove ( 150 ) to the sealing surface ( 113 ) of the sealing element ( 104 ) extended.

Shaft seal according to one of claims 19 or 20, characterized in that the groove ( 150 ) two boundary walls ( 154 . 156 ), which together form an angle (( 3 ) from about 5 ° to about 90 °, preferably an angle of about 10 ° to about 50 °.

Shaft seal according to one of claims 19 to 21, characterized in that the groove ( 150 ) by machining the sealing element ( 104 ), in particular by milling, is formed.

Shaft seal according to one of claims 19 to 21, characterized in that the groove ( 150 ) by non-cutting machining of the sealing element ( 104 ), in particular by embossing, is formed.

Shaft seal according to one of claims 16 to 23, characterized in that the depth of the incision ( 148 ) or the depth of the groove ( 150 ) is at least about 0.1 mm, preferably at least about 0.2 mm.

Shaft seal according to one of claims 16 to 24, characterized in that the depth of the cut ( 148 ) or the depth of the groove ( 150 ) at least about one fifth of the thickness of the sealing element ( 104 ) is.

Shaft seal according to one of claims 16 to 25, characterized in that the depth of the cut ( 148 ) or the depth of the groove ( 150 ) is at most about 1.0 mm, preferably at most about 0.5 mm.

Shaft seal according to one of claims 16 to 26, characterized in that the depth of the cut ( 148 ) or the depth of the groove ( 150 ) at most approximately two-thirds, preferably at most approximately half, of the thickness of the sealing element ( 104 ) is.

Shaft seal after. one of claims 1 to 27, characterized in that the sealing element ( 104 ) a fluoropolymer, preferably polytetrafluoroethylene, a modified polytetrafluoroethylene, a polytetrafluoroethylene compound and / or a modified polytetrafluoroethylene compound.

Shaft seal according to claim 28, characterized in that the sealing element ( 104 ) comprises at least one filler in addition to the fluoropolymer.

Shaft seal according to claim 29, characterized in that the sealing element ( 104 ) as filler carbon and / or a thermoplastic filler and / or a thermosetting filler.

Shaft seal according to one of claims 29 or 30, characterized in that the sealing element ( 104 ) comprises a filler, especially carbon, in an amount of from about 5% to about 40% by weight, preferably in an amount from about 10% to about 30% by weight.