DE1084991B - Shaft seal - Google Patents
Shaft sealInfo
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- DE1084991B DE1084991B DEV12596A DEV0012596A DE1084991B DE 1084991 B DE1084991 B DE 1084991B DE V12596 A DEV12596 A DE V12596A DE V0012596 A DEV0012596 A DE V0012596A DE 1084991 B DE1084991 B DE 1084991B
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
- F16J15/3204—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip
- F16J15/322—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip supported in a direction perpendicular to the surfaces
Description
DEUTSCHESGERMAN
Die Erfindung bezieht sich auf eine Wellendichtung mit einem elastischen Dichtungselement mit ringförmigem Bodenteil, an dessen einer Kante ein sich axial erstreckender Halsabschnitt mit einer nach innen vorstehenden Dichtungslippe angeordnet ist, welche mittels eines Ringes aus festerem Werkstoff in Anlage mit der Welle gehalten wird.The invention relates to a shaft seal with an elastic sealing element with an annular Bottom part, at one edge of which there is an axially extending neck section with an inwardly protruding one Sealing lip is arranged, which by means of a ring made of stronger material in contact is held with the shaft.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Wellendichtungen dieser Art so auszubilden, daß sie auch dann in dichter Anlage mit der Welle gehalten werden, wenn das elastische Dichtungsmaterial unter der Einwirkung von Wärme und Druck erweicht.The object of the invention is to design shaft seals of this type so that they also then held in close contact with the shaft when the elastic sealing material is under the Exposure to heat and pressure softens.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß gegenüber der Dichtlippe ein radialer Ansatz angeordnet ist, an den sich eine Ringnut anschließt, wobei der Ansatz der Lippe von einem starren Ring umge- ?>en wird, der lose auf das Dichtungselement aufgelegt ist und sich unter einem spitzen Winkel nach innen in die Ringnut erstreckt und dazu dient, die Lippe in dichter Berührung an der Welle auch dann zu halten, wenn das elastische Dichtungsmaterial unter der Einwirkung von Wärme und Druck erweicht. According to the invention, this is achieved in that a radial projection is arranged opposite the sealing lip which is followed by an annular groove, with the approach of the lip surrounded by a rigid ring ?> en, which is loosely placed on the sealing element and is at an acute angle extends inside into the annular groove and serves to keep the lip in close contact with the shaft even then to hold when the elastic sealing material softens under the action of heat and pressure.
Bei dieser Ausgestaltung befindet sich innerhalb des Ringes ein vom Dichtungsmaterial nicht ausgefüllter freier Raum, in den sich bei hohen Temperaturen erweichendes und anschwellendes elastisches Material der Dichtungslippe radial verlagern kann.In this embodiment there is a sealing material inside the ring Free space in which elastic material softens and swells at high temperatures the sealing lip can shift radially.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden Teil der Beschreibung an Hand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung istEmbodiments of the invention are in the following part of the description with reference to the drawing described. In the drawing is
Fig. 1 eine Draufsicht der Dichtungsvorrichtung,Fig. 1 is a plan view of the sealing device,
Fig. 2 ein im vergrößerten Maßstab dargestellter Querschnitt nach Linie 2-2 der Fig. 1, gesehen in Richtung der Pfeile, undFIG. 2 is a cross-section, shown on an enlarged scale, along line 2-2 of FIG. 1, viewed in the direction of arrows, and
Fig. 3 ist eine der Fig. 2 ähnliche Ansicht, bei der der Dichtungsteil an einer Welle anliegt.Figure 3 is a view similar to Figure 2 with the sealing portion abutting a shaft.
Unabhängige Flüssigkeitsdichtungen werden zum Herstellen eines flüssigkeitsdichten Abschlusses zwischen einer umlaufenden oder hin und her beweglichen Welle und einer in einem Gehäuse befindlichen Bohrung verwendet, die von der Welle durchsetzt wird. Derartige Dichtungen bestehen üblicherweise aus einem schalenartigen Gehäuse, häufig aus Metall, mit dem ein Elastomer entweder chemisch verbunden oder auf andere Weise befestigt ist, wobei das Elastomer von dem schalenartigen Gehäuse nach innen ragt und in einer Lippe endet, die an der Welle anliegt und mit der Welle eine Dichtung bildet. Verschiedenartige Vorrichtungen, beispielsweise Ringspannfedern, werden verwendet, um die Dichtungslippe zu umfassen und die Dichtungslippe in dichter Anlage an der Welle auch dann zu halten, wenn die Welle exzentrisch zur Achse der Bohrung und/oder außer Ausrichtung mit WellendichtungIndependent liquid seals are used to create a liquid-tight seal between a rotating or reciprocating shaft and one located in a housing Bore used, which is penetrated by the shaft. Such seals usually consist of a shell-like housing, often made of metal, with which an elastomer is either chemically bonded or is attached in another way, wherein the elastomer protrudes from the cup-like housing inwardly and ends in a lip which rests against the shaft and forms a seal with the shaft. Diverse Devices such as ring tension springs are used to encircle the sealing lip and to keep the sealing lip in close contact with the shaft even when the shaft is eccentric to the Axis of hole and / or out of alignment with shaft seal
Anmelder:Applicant:
Victor Manufacturing and Gasket Company, Chicago, 111. (V. St. A.)Victor Manufacturing and Gasket Company, Chicago, 111. (V. St. A.)
Vertreter:Representative:
Dr.-Ing. K. Boehmert und Dipl.-Ing. A. Boehmert,
Patentanwälte, Bremen 1, Feldstr. 24Dr.-Ing. K. Boehmert and Dipl.-Ing. A. Boehmert,
Patent Attorneys, Bremen 1, Feldstr. 24
Thomas Otto Kosatka, Chicago, 111. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt wordenThomas Otto Kosatka, Chicago, 111. (V. St. A.),
has been named as the inventor
der Achse der Bohrung, in der die Dichtung liegt, aufgestellt ist.the axis of the hole in which the seal is located is set up.
Die in derartigen Dichtungen verwendeten Elastomere sind undurchlässig für öle, Fette, Kühlungsmittel od. dgl., jedoch werden diese Elastomere hart, wenn sie ständig der Einwirkung von Wärme und Druck ausgesetzt sind. Das Hartwerden des Elastomers verringert die Verwendungsdauer der Dichtung.The elastomers used in such seals are impermeable to oils, greases and coolants or the like. However, these elastomers become hard when they are constantly exposed to heat and pressure are exposed. The hardening of the elastomer reduces the useful life of the seal.
In neuzeitlichen Kraftfahrzeugen mit starken Motoren werden die in den Getrieben und Differentialen befindlichen Schmiermittel auf Temperaturen erwärmt, die oberhalb der Sicherheitstemperatur der üblicherweise verwendeten Elastomere liegen. Dies ist besonders bei den sogenannten automatischen Getrieben der Fall, bei denen die Antriebskraft über eine Flüssigkeit übertragen wird. Infolge der hohen Temperatur dieser Flüssigkeit werden die verwendeten Elastomere schnell hart, so daß die Verwendungsdauer der Dichtung unzulässig kurz wird.In modern motor vehicles with powerful engines, those in the gearboxes and differentials located lubricant is heated to temperatures above the safety temperature of the usual elastomers used. This is particularly the case with the so-called automatic transmissions Case in which the driving force is transmitted via a liquid. As a result of the high temperature of this Liquid, the elastomers used harden quickly, so that the service life of the seal becomes impermissibly short.
Im Handel sind Elastomere, z. B. Siliconkautschuk und Polyakrylatkautschuk erhältlich, die höheren Temperaturen erfolgreicher wiederstehen als andere EIastomere. Derartige Elastomere haben bei Berührung mit bestimmten Ölen eine Neigung zum Erweichen und Erschlaffen, so daß infolgedessen bei der Verwendung dieses Materials in einer Öldichtung Probleme entstehen, und zwar trotz der Fähigkeit des Materials, hohen Temperaturen zu widerstehen. In einer Öldichtung, in der ein Elastomer alls Dichtungslippe verwendet wird, kann der von der Ringspannfeder ausgeübte Druck nicht dazu verwendet werden, die Lippe in dichter Anlage an einer Welle zu halten, da durchIn the trade are elastomers, z. B. silicone rubber and polyacrylate rubber available, the higher temperatures withstand more successfully than other elastomers. Such elastomers have when touched with certain oils have a tendency to soften and slacken, so that as a result when used This material creates problems in an oil seal despite the material's ability to to withstand high temperatures. In an oil seal in which an elastomer is used as a sealing lip the pressure exerted by the ring tension spring cannot be used to lift the lip to keep in close contact with a shaft, as through
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diesen Druck die Neigung zum Erweichen und Verlagern verstärkt wird. Die Ringfeder drückt das Elastomer aus dem zwischen Welle und Ringspannfeder gelegenen Raum und verkürzt infolgedessen die Verwendungsdauer der Dichtung·. Eine Dichtungslippe aus einem Elastomer, das von einem anliegenden heißen öl erweicht wird, hält einen flüssigkeitsdichten Verschluß mit einer Welle aufrecht, wenn diese Welle einwandfrei rund und in der Bohrung, in der die Dichtung eingesetzt ist, richtig eingemittet ist. Da Wellen oftmals unrund und/oder mit der Bohrung nicht ausgerichtet sind, muß an der Dichtungslippe eine Einrichtung vorhanden sein, die einen flüssigkeitsdichten Abschluß mit der Welle auch beim Erweichen des in der Lippe befindlichen Elastomers aufrechterhält.this pressure has the tendency to soften and shift is reinforced. The ring spring pushes the elastomer out between the shaft and the ring tension spring located space and consequently shortens the service life of the seal ·. A sealing lip made of an elastomer, which is softened by a hot oil, holds a liquid-tight Closure with a shaft upright if this shaft is perfectly round and in the bore in which the seal is located is inserted, is properly centered. Because shafts are often out of round and / or not aligned with the bore there must be a device on the sealing lip be present that have a liquid-tight seal with the shaft even when the in the elastomer located on the lip.
Die Erfindung überwindet diese bisher bestehenden Schwierigkeiten, indem sie an einer aus Silicon- oder Polyakrylatkautschuk bestehenden Dichtungslippe eine Einrichtung hat, die die Lippe ohne Verwendung einer Ringfeder oder einer anderen Vorrichtung in dichter Anlage mit der Welle hält, wenn das Material unter dem Einfluß der mit dem Material in Berührung stehenden heißen Flüssigkeit erweicht und schwillt. Zu diesem Zweck besteht die Vorrichtung in ihrer bevorzugten Form aus einem vorzugsweise aus Metall hergestellten schalenartigen Gehäuse, mit dem ein Dichtungselement chemisch verbunden oder an dem ein solches Element in irgendeiner beliebigen oder gewünschten Weise befestigt ist. Das Dichtungselement weist eine an der Welle anliegende Lippe auf, welche lose einen Haltering trägt, der einen Hohlraum hat, in den sich das in der Lippe befindliche Material verlagern kann, wenn es von der mit dem Material in Berührung stehenden Flüssigkeit erweicht wird. Der Haltering erstreckt sich über das freie Ende der Dichtungslippe bis in unmittelbare Nähe der Welle und begrenzt das sich ausdehnende Lippenmaterial in solcher Weise, daß das Material dicht an der Welle gehalten wird, selbst wenn diese Welle unrund oder mit der Achse der die Dichtung tragenden Bohrung nicht ausgerichtet ist.The invention overcomes these previously existing difficulties by being based on a silicone or Polyacrylate rubber existing sealing lip has a device that extends the lip without the use of a Ring spring or other device keeps it in tight contact with the shaft when the material is under softens and swells under the influence of the hot liquid in contact with the material. to for this purpose, the device in its preferred form consists of a device preferably made of metal shell-like housing to which a sealing element is chemically bonded or to which a such element is attached in any arbitrary or desired manner. The sealing element has a lip resting on the shaft, which loosely carries a retaining ring which has a cavity, in which the material located in the lip can shift when it moves from the with the material in Contact with standing liquid is softened. The retaining ring extends over the free end of the sealing lip up to the immediate vicinity of the shaft and limits the expanding lip material in such Way that the material is kept close to the shaft, even if this shaft is out of round or with is not aligned with the axis of the bore carrying the seal.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beschrieben, in der ein typisches Beispiel dargestellt wird.The invention is described with reference to the drawing, in which a typical example is shown will.
Das Dichtungsgehäuse weist eine zylindrische Außenwand 1 auf, von deren einem Stirnende eine Ringwand 2 nach innen ragt. Vorzugsweise besteht das Gehäuse aus Metall, z. B. Stahl, doch können gewünschtenfalls auch andere Stoffe, z. B. wärmehärtbare Kunstharze, verwendet werden.The seal housing has a cylindrical outer wall 1, one end of which has an annular wall 2 protrudes inwards. Preferably the housing is made of metal, e.g. B. steel, but can if desired also other substances, e.g. B. thermosetting synthetic resins can be used.
Mit der Innenfläche der Ringwand 2 des Gehäuses ist der Bodenteil 3 eines Dichtungselementes chemisch verbunden. Der Bodenteil 3 enthält eine dünne Wand 4, die an der Innenfläche der zylindrischen Außenwand 1 anliegt. Ein ungefähr kegelförmiger Halsabschnitt 5 erstreckt sich von der Innenkante der Ringwand 2 nach innen und endet in einer an der Welle anliegenden Lippe 6, an deren freiem Ende sich ein radial nach außen ragender Ansatz 7 befindet. Die Außenfläche der Dichtungslippe hat eine Ringnut 8, die an ihrer Außenkante am Ansatz 7 endet. Auf der Dichtungslippe 6 ist ein Haltering 9 lose gelagert, der V-Form oder J-Form hat und sich über das freie Ende der Lippe um den Ansatz 7 und von dort schräg nach unten in Anlage an den Boden der Ringnut 8 erstreckt. Innerhalb des Halteringes 9 befindet sich ein ziemlich geräumiger Hohlraum, der für gewöhnlich von dem Elastomer nicht ausgefüllt wird.The bottom part 3 of a sealing element is chemical with the inner surface of the annular wall 2 of the housing tied together. The bottom part 3 contains a thin wall 4 which is attached to the inner surface of the cylindrical outer wall 1 is present. An approximately conical neck section 5 extends from the inner edge of the ring wall 2 inside and ends in a lip 6 resting on the shaft, at the free end of which a radially outwardly protruding approach 7 is located. The outer surface of the sealing lip has an annular groove 8 on its Outer edge at the approach 7 ends. A retaining ring 9, the V-shape, is loosely mounted on the sealing lip 6 or J-shape and extends over the free end of the lip around the approach 7 and from there obliquely to extends down in contact with the bottom of the annular groove 8. Within the retaining ring 9 there is a fairly spacious cavity that is usually not filled by the elastomer.
Die Innenkante des Halteringes 9 (Fig. 3) endet sehr nahe der Welle, -und zwar vorzugsweise in einem Abstand von 0,25 bis 0,35 mm von der Welle. Die Berührung der Dichtungslippe mit der Welle verzieht den Lippenansatz 7 in der in Fig. 3 dargestellten Weise. Trotz dieser Formänderung der Lippe befindet sich innerhalb des Halteringes 9 noch ein von Elastomer freier Hohlraum.The inner edge of the retaining ring 9 (Fig. 3) ends very close to the shaft, preferably in one Distance from 0.25 to 0.35 mm from the shaft. The contact of the sealing lip with the shaft warps the lip extension 7 in the manner shown in FIG. Despite this change in shape the lip is located Within the retaining ring 9 there is still a cavity free of elastomer.
Das Dichtungselement besteht aus einem warmfesten Elastomer, z. B. Silicon- oder Polyakrylatkautschuk. Wenn das Elastomer bei seiner BerührungThe sealing element consists of a heat-resistant elastomer, e.g. B. silicone or polyacrylate rubber. When the elastomer at its touch
ίο mit Flüssigkeiten hoher Temperatur erweicht, sich verlagert oder schlaff wird, dann wird dieses Verlagern des Materials von dem Ring 9 gehemmt, und es wird ein dichter Abschluß mit der Welle aufrechterhalten. ίο with liquids of high temperature softens itself is displaced or slack, then this displacement of the material is inhibited by the ring 9, and it a tight seal with the shaft is maintained.
Ring 9 kann aus Kupfer, Messing, rostfreiem Stahl oder aus einem wärmehärtbaren Kunststoff bestehen. Die Erfordernisse der Erfindung sind erfüllt, so lange das Material, aus dem der Haltering besteht, weicher ist als das Material der Welle. Wegen des geringen Abstandes der Ringinnenkante von der Welle besteht die Möglichkeit, daß der Ring mit der Welle in Berührung kommt, und wenn der Ring aus einem Material besteht, das weicher als das Material der Welle ist, wird der Ring nicht verschleißt, und die Welle wird vom Ring nicht gekerbt. Wenn Kupfer bestimmten Ölen, beispielsweise schwefelhaltigen Hypoiden, hoher Temperatur und Elastomeren, z. B. Siliconkautschuk oder Polyakrylatkautschuk, ausgesetzt wird, dann wird das Kupfer schnell zerstört. In solchen Fällen muß der Ring aus rostfreiem Stahl oder aus einem wärmehärtbaren Kunstharz bestehen, die beide von dem öl nicht zerstört werden. In anderen Fällen, beispielsweise zum Dichten von Getriebeölen höherer Temperaturen, haben sich Kupferringe als sehr zufriedenstellend erwiesen.Ring 9 can be made of copper, brass, stainless steel or a thermosetting plastic. The requirements of the invention are met as long as the material from which the retaining ring is made is softer is than the material of the shaft. Because of the small distance between the inner edge of the ring and the shaft the possibility of the ring coming into contact with the shaft, and if the ring is made of one material which is softer than the material of the shaft, the ring will not wear out and the shaft is not notched by the ring. When copper contains certain oils, for example sulphurous hypoids, high temperature and elastomers, e.g. B. silicone rubber or polyacrylate rubber, is exposed, then the copper is quickly destroyed. In such cases, the ring must be made of stainless steel or a thermosetting synthetic resin, both of which are not destroyed by the oil. In other cases, For example, for sealing gear oils at higher temperatures, copper rings have proven to be very satisfactory proven.
Jeder Ring aus beliebigem Material muß lose auf der Lippe liegen, d. h., er darf mit der Lippe nicht verbunden sein, sondern es muß ein Hohlraum vorhanden sein, in den sich das erweichte und ausgedehnte Material verlagern kann. Wären Ring und Lippe verbunden, dann würde der Ring ortsfest in bezug auf die Lippe sein, und das Verlagern des Elastomers würde in einer vom Ring wegführenden Richtung erfolgen, so daß der Dichtungsdruck auf die Welle geändert würde. Es wurde gefunden, daß ein Verbinden des Ringes mit der Lippe nicht zu den gewünschten Ergebnissen führt. Bei lose aufgesetztem Ring und bei Vorhandensein eines Hohlraumes, in den sich das Elastomer verlagern kann, arbeitet die Abdichtung einwandfrei. Das Erweichen des Elastomers in den zwischen Lippe und Bodenteil gelegenen Halsteil hat keinen schädlichen Einfluß.Each ring of any material must lie loosely on the lip; i.e., he must not use his lip be connected, but there must be a cavity in which the softened and expanded Can relocate material. If the ring and lip were connected, then the ring would be stationary with respect to be the lip, and the displacement of the elastomer would be in a direction away from the ring, so that the seal pressure on the shaft would be changed. It was found that joining the ring with the lip does not produce the desired results. With a loosely attached ring and if there is a cavity into which the elastomer can move, the seal works perfect. The softening of the elastomer in the neck part located between the lip and the bottom part has no harmful influence.
Das aus Siliconkautschuk oder aus Polyakrylatkautschuk bestehende Dichtungselement kann geformt und mit dem Gehäuse durch die übliche Technik auf bestehenden Vorrichtungen verbunden werden. Nach dem Formen wird das Dichtungselement bei erhöhter Temperatur in der vom Hersteller des Materials angegebenen Weise gehärtet. Nach dem Härten kann das Dichtungselement Flüssigkeiten bei Temperaturen bis zu 205° C widerstehen. Die Dichtung kann erfahrungsgemäß unter diesen Betriebsverhältnissen einen flüssigkeitsdichten Abschluß mit einer nicht ausgerichteten Welle für eine Zeit aushalten, die den Forderungen der Industrie genügt.The sealing element made of silicone rubber or polyacrylate rubber can be molded and connected to the housing by conventional techniques on existing devices. To After molding, the sealing element is heated to the temperature specified by the manufacturer of the material Way hardened. After hardening, the sealing element can handle liquids at temperatures up to withstand up to 205 ° C. Experience has shown that under these operating conditions the seal can withstand a liquid-tight seal with a non-aligned shaft for a time that meets the requirements industry suffices.
Es ist zwar eine bevorzugte Ausführung der Erfindung dargestellt, doch ist diese Ausführung nur als Beispiel zu werten, da viele Änderungen und Abwandlungen innerhalb des Bereichs der Erfindung vorgenommen werden können.While a preferred embodiment of the invention is shown, this embodiment is only as Consider an example as many changes and modifications are made within the scope of the invention can be.
Claims (6)
Deutsche Patentschriften Nr. 879 939, 885 950, 948 464;Considered publications:
German Patent Nos. 879 939, 885 950, 948 464;
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DEV12596A DE1084991B (en) | 1957-06-14 | 1957-06-14 | Shaft seal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DEV12596A DE1084991B (en) | 1957-06-14 | 1957-06-14 | Shaft seal |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1084991B true DE1084991B (en) | 1960-07-07 |
Family
ID=7573904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DEV12596A Pending DE1084991B (en) | 1957-06-14 | 1957-06-14 | Shaft seal |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1084991B (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE879939C (en) * | 1951-08-04 | 1953-06-18 | Goetzewerke | Shaft seal |
| DE885950C (en) * | 1951-09-01 | 1953-08-10 | Goetzewerke | Shaft seal |
| DE948464C (en) * | 1953-04-11 | 1956-08-30 | Goetzewerke | Shaft seal |
-
1957
- 1957-06-14 DE DEV12596A patent/DE1084991B/en active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE879939C (en) * | 1951-08-04 | 1953-06-18 | Goetzewerke | Shaft seal |
| DE885950C (en) * | 1951-09-01 | 1953-08-10 | Goetzewerke | Shaft seal |
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