DE1203067B

DE1203067B - Shaft seal

Info

Publication number: DE1203067B
Application number: DEK45382A
Authority: DE
Inventors: Richard Heinrich
Original assignee: Kupfer Asbest Co
Current assignee: Kupfer Asbest Co
Priority date: 1961-12-07
Filing date: 1961-12-07
Publication date: 1965-10-14

Description

Wellendichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Wellendichtung mit an ihrem Außenumfang an einem Haftteil befestigter elastischer Membranscheibe mit einer lippenartigen, auf der Welle gleitenden Dichtfläche, wobei die Membranscheibe leicht konisch zur Welle verläuft und eine in axialer Richtung auf die äußere Konusfläche wirkende Wendelfeder vorgesehen ist.Shaft seal The invention relates to a shaft seal with an elastic membrane disk attached to an adhesive part on its outer circumference with a lip-like sealing surface sliding on the shaft, the diaphragm disc is slightly conical to the shaft and one in the axial direction on the outer conical surface acting helical spring is provided.

Bei bekannten Dichtungen greifen die Federkräfte in unmittelbarer Nähe der Dichtlippen an, wodurch die Dichtlippe durch den auf sie wirkenden Federdruck zusätzlich versteift wird. Bei einer bekannten Ausführung ist eine etwa konische Dichtung am Außenrand in den Deckel eines Gehäuses eingespannt, während der in das mit Öl gefüllte Gehäuse hineinragende innere Rand der Dichtung mit der Dichtlippe an einer das Gehäuse senkrecht durchdringenden Welle anliegt. Dabei werden zur Erhöhung des Anpreßdruckes der Dichtlippe und zur Erzielung einer gleichmäßigen Anlage der Dichtlippe mehrere über den Umfang. gleichmäßig angeordnete Flachfedern vorgesehen, die mit ihren äußeren Enden an den Deckel angeschraubt sind.In known seals, the spring forces act directly Closing the sealing lips, causing the sealing lip to move through the spring pressure acting on it is additionally stiffened. In a known embodiment, one is approximately conical The outer edge of the seal is clamped into the cover of a housing, while the Housing filled with oil, protruding inner edge of the seal with the sealing lip rests against a shaft penetrating vertically through the housing. Doing so will increase the contact pressure of the sealing lip and to achieve a uniform contact of the Sealing lip several over the circumference. evenly arranged flat springs provided, which are screwed with their outer ends to the cover.

Bei dieser bekannten Ausführung bildet die Dichtung einen von den Flachfedern getrennten Teil, der für sich im Gehäusedeckel befestigt ist, so daß hier eine einbaufertige Dichtung nicht vorliegt.In this known embodiment, the seal forms one of the Flat springs separate part, which is fastened for itself in the housing cover, so that a ready-to-install seal is not available here.

Bei einer bekannten einbaufertigen Wellendichtung ist der elastische Dichtteil in ein aus verschieden verformten Blechteilen zusammengesetztes Gehäuse eingesetzt. Die Dichtung besteht dabei aus einem Ring, der mit seinem Außenumfang im Gehäuse eingespannt ist und konusartig durchgebogen mit der Dichtlippe auf der Welle anliegt, wobei der Ring mit seiner Dichtlippe beidseitig von Gehäuseblechteilen eingeschlossen ist. Im Gehäuse ist auch eine Tellerfeder eingespannt, deren radiale Zungen sich unmittelbar auf die Dichtlippe legen, wodurch ebenfalls die Dichtkraft der Dichtlippe durch den Anpreßdruck der Tellerfeder unmittelbar verstärkt wird.In a known ready-to-install shaft seal, the elastic Sealing part in a housing composed of differently deformed sheet metal parts used. The seal consists of a ring with its outer circumference is clamped in the housing and bent like a cone with the sealing lip on the Shaft rests, the ring with its sealing lip on both sides of sheet metal housing parts is included. A disc spring is also clamped in the housing, its radial Tongues lie directly on the sealing lip, which also increases the sealing force the sealing lip is reinforced directly by the contact pressure of the disc spring.

Bei einer weiteren bekannten Ausführung ist eine ringförmige Dichtung außen mittels Schrauben an einer Platte befestigt und liegt mit ihrer den Innenrand bildenden Dichtlippe an der Welle an, wobei die Dichtung konisch durchgebogen ist. Zur Verstärkung des Anpreßdruckes der Dichtlippe ist in dem napfförmigen Gehäuse der Dichtung eine Schraubenfeder vorgesehen, die sich mit ihrem Ende an der Dichtlippe und mit ihrem anderen Ende auf dem Boden des napfförmigen Dichtungsgehäuses abstützt und sich axial, die Welle umgebend, zu dieser erstreckt. Die bekannten Konstruktionen haben gemeinsam den Nachteil, daß die den Dichtlippen zugeordneten Federn unmittelbar an den Dichtlippen angreifen, so daß ihre Verwendung für kleine Wellendurchmesser, welche kleine Drehmomente übertragen, und bei denen es auf sehr genaue Bemessung des Anpreßdruckes ankommt, beschränkt ist, da es kaum möglich ist, die Federn für derart kleine Anpreßdrücke und möglichst gleichbleibende Dichtkräfte auszulegen.Another known embodiment is an annular seal attached to the outside by means of screws on a plate and lies with its the inner edge forming sealing lip on the shaft, the seal being bent conically. To increase the contact pressure of the sealing lip is in the cup-shaped housing the seal a helical spring is provided, which is at its end on the sealing lip and is supported with its other end on the bottom of the cup-shaped seal housing and axially extending to surround the shaft. The known constructions have the common disadvantage that the springs assigned to the sealing lips are immediate attack the sealing lips so that they can be used for small shaft diameters, which transmit small torques, and for which there is a very precise dimensioning of the contact pressure is limited, as it is hardly possible to use the springs for to design such small contact pressures and sealing forces that are as constant as possible.

Aufgabe der Erfindung ist daher, eine Wellendichtung mit den eingangs erwähnten Merkmalen so auszubilden, daß bei Verlegung des Federangriffes weg von der Dichtfläche gegenüber einer, nahe der Dichtfläche angeordneten Feder eine stärker dimensionierte Feder zur Erzielung gleicher Dichtkräfte verwendet werden kann, die sich bei der Kleinheit der vorliegenden Dichtung und der dabei benötigten besonders kleinen Federkräfte leichter, wenn überhaupt herstellen und dimensionieren läßt.The object of the invention is therefore to provide a shaft seal with the initially to train the features mentioned so that when moving the spring attack away from the sealing surface is stronger than a spring arranged near the sealing surface dimensioned spring can be used to achieve the same sealing forces that especially with the smallness of the present seal and the one required for it small spring forces can be produced and dimensioned more easily, if at all.

Gemäß der Erfindung kennzeichnet sich eine Wellendichtung mit den eingangs erwähnten Merkmalen dadurch, daß die Feder nahe der Einspannstelle und mit größerem Abstand von der gleitenden Dichtfläche an der Membran angreift und die Feder an der Innenfläche des Haftteiles anliegt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind am Haftteil in axialem Abstand voneinander zwei zueinander konvergierende Membranscheiben angeordnet, zwischen denen sich die Feder abstützt.According to the invention, a shaft seal is characterized by the Features mentioned at the outset in that the spring near the clamping point and acts at a greater distance from the sliding sealing surface on the membrane and the spring rests against the inner surface of the adhesive part. In a preferred embodiment of the invention are two mutually converging on the adhesive part at an axial distance from one another Arranged membrane disks, between which the spring is supported.

Durch die Erfindung ist erstmals eine einbaufertige Wellendichtung für besonders kleine Wellendurchmesser und für die Übertragung sehr kleiner Drehmomente geschaffen worden, bei welcher durch die Verlegung des Federangriffes fort von der Dichtfläche Federn verwendet werden können, die sich einfach herstellen lassen und bei welchen insbesondere die fertigungstechnisch bedingten Unterschiede in der Federkraft nicht unmittelbar zur Auswirkung auf die Dichtkraft der Dichtlippe gelangen dadurch, daß die die Dichtlippe tragende Membranscheibe von dem unmittelbaren Angriff der Feder freigehalten ist, weil die Feder im Bereich des 17berganges der Membran in den Haftteil angreift, bis zwischen der Angriffsstelle der Feder und der eigentlichen Dichtlippe ein Element in Form der Membranscheibe vorgesehen ist, durch welches die Wirkung der Federkraft auf die Dichtlippe vermindert wird. Infolge dieser Abschwächung des Einflusses der Federkraft auf die Dichtlippe, können die gegen die Neigung der Membranscheibe wirkenden axialen Verformungskräfte eine Vorspannung erzeugen, die größer ist, als die während des Betriebes der Dichtung auftretende bleibende Dehnung des Dichtungsmaterials. Durch diese Vorspannung wird ein Ausgleich gegen das Kriechen und Quellen des Dichtungswerkstoffes erzielt, wodurch gleichzeitig eine ungenügende Anlage und ein Undichtwerden an der Dichtstelle vermieden wird.The invention provides a ready-to-install shaft seal for the first time for particularly small shaft diameters and for the transmission of very small torques been created, in which by moving the spring attack away from the Sealing surface springs can be used that can be easily manufactured and in which, in particular, the differences in the spring force due to manufacturing technology do not have a direct effect on the sealing force of the sealing lip as a result, that the diaphragm disc carrying the sealing lip from the direct attack of the spring is kept free because the spring is in the area of the transition from the membrane to the adhesive part attacks until between the point of application of the spring and the actual sealing lip an element in the form of the membrane disk is provided, through which the effect the spring force on the sealing lip is reduced. As a result of this weakening of the The influence of the spring force on the sealing lip can counteract the inclination of the diaphragm disc acting axial deformation forces generate a preload that is greater than the permanent expansion of the sealing material that occurs during operation of the seal. This preload compensates for the creeping and swelling of the sealing material achieved, which at the same time an inadequate system and a leak at the Sealing point is avoided.

Zwei Ausführungsbeispiele von Wellendichtungen nach der Erfindung sind in der Zeichnung in schematischer Form dargestellt. Es zeigt F i g. 1 einen axialen Teilschnitt durch eine Ausführungsform einer Dichtmanschette gemäß der Erfindung, F i g. 2 einen Teilschnitt durch eine komplette Dichtung im Einbauzustand, F i g. 3 eine etwas andere Ausführungsform.Two embodiments of shaft seals according to the invention are shown in the drawing in schematic form. It shows F i g. 1 one axial partial section through an embodiment of a sealing sleeve according to the invention, F i g. 2 shows a partial section through a complete seal in the installed state, FIG. 3 shows a slightly different embodiment.

In allen Figuren ist mit 1 eine ringförmige Dichtmanschette mit im wesentlichen U-förmigem Querschnitt bezeichnet. Die membranartigen Seitenwandungen 2 und 2' bilden Membranscheiben mit Dichtlippen 4 und 4' und sind gemäß F i g. 1 gegeneinandergeneigt, so daß sich in bezug auf den axialen Haftteil 3 eine Winkelstellung etwas kleiner als 90° ergibt. Bei der in F i g. 2 gezeigten einbaufertigen Dichtung ist in die Manschette 1 eine Schraubenfeder 5 unter Vorspannung eingesetzt. Durch die Federspannung in axialer Richtung werden die membranartigen Seitenteile 2 und 2' nach außen gedrückt. Die Dichtlippen 4 und 4' liegen dichtend auf der Welle 6 auf. Zweckmäßigerweise wird die Feder 5 mit ihrem Außendurchmesser etwas größer als die lichte Weite der Manschette gewählt, so daß eine Versteifung und Abstützung des Haftteiles 3 erreicht wird.In all figures, 1 is an annular sealing collar with im designated essential U-shaped cross-section. The membrane-like side walls 2 and 2 'form membrane disks with sealing lips 4 and 4' and are shown in FIG. 1 inclined to one another, so that there is an angular position with respect to the axial adhesive part 3 results in something smaller than 90 °. In the case of the in FIG. 2 ready-to-install seal shown a coil spring 5 is inserted into the cuff 1 under pretension. By the spring tension in the axial direction are the membrane-like side parts 2 and 2 'pushed outwards. The sealing lips 4 and 4 'are sealingly on the shaft 6 on. The spring 5 expediently becomes somewhat larger with its outer diameter chosen as the inside width of the cuff, so that a stiffening and support of the adhesive part 3 is achieved.

Bei dem Beispiel nach F i g. 3 sind zwischen Manschette 1 und Feder 5 zwei Winkelringe 7, 7' angeordnet, damit die von der Feder hervorgerufenen Dehnungskräfte gleichmäßiger auf die Manschette übertragen werden. Bei entsprechender Ausbildung dieser Winkelringe können diese auch zur Abstützung der membranartigen Seitenteile bei der Abdichtung gegen höhere Drücke dienen.In the example according to FIG. 3 are between the cuff 1 and the spring 5 two angular rings 7, 7 'arranged so that the expansion forces caused by the spring be transferred more evenly to the cuff. With appropriate training these angular rings can also be used to support the membrane-like side parts serve to seal against higher pressures.

Auch die Umkehrung der Wirkung der axialen Verformungskräfte von außen nach innen ist möglich.Also the reversal of the effect of the axial deformation forces from the outside inside is possible.

Des weiteren ist auch eine Ausführungsform der Dichtmanschette mit im wesentlichen L-förmigem Querschnitt möglich, wobei sich dann eine Einfachlippendichtung ergibt.Furthermore, an embodiment of the sealing collar is also included essentially L-shaped cross-section possible, in which case a single-lip seal results.

Claims

Claims: 1. Shaft seal with on its outer circumference on one Adhesive part attached elastic membrane disc with a lip-like, on the Shaft sliding sealing surface, whereby the diaphragm disc is slightly conical to the shaft and a helical spring acting in the axial direction on the outer conical surface is provided is, d a d u r c h characterized that the spring (5) near the clamping point and acts at a greater distance from the sliding sealing surface on the membrane (2) and the spring rests against the inner surface of the adhesive part (3).

2. Shaft seal according to claim 1, characterized in that two mutually converging membrane disks (2, 2 ') are arranged on the adhesive part (3) at an axial distance from one another, between which the spring is supported. Documents considered: Belgian Patent No. 561705; French Patent Nos. 832 362, 1093 794, 830503; British Patent Nos. 604,704, 568,483; U.S. Patent Nos. 2818283, 2225758, 2761710.