DE1273284B

DE1273284B - Shaft seal

Info

Publication number: DE1273284B
Application number: DEO10826A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Klippel; Adolf Oehl; Friedrich Traiser
Original assignee: Adam Opel GmbH
Current assignee: Adam Opel GmbH
Priority date: 1965-04-29
Filing date: 1965-04-29
Publication date: 1968-07-18

Description

Wellendichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Wellendichtung, die einen starren Tragring, eine zur Anlage an der Welle bestimmte Lippendichtung und eine stirnseitige, zur Anlage an einer radialen Wand des abzudichtenden Maschinengehäuses bestimmte Dichtung sowie eine Druckfeder zum axialen Andrücken der Wellendichtung mit ihrer stirnseitigen Dichtung gegen das Gehäuse aufweist.Shaft seal The invention relates to a shaft seal, a rigid support ring, a lip seal intended to rest on the shaft and an end face for bearing against a radial wall of the machine housing to be sealed certain seal and a compression spring for axially pressing the shaft seal having with their end seal against the housing.

Die Dichtung soll vorzugsweise in der Öffnung eines Antriebswellendurchganges von einem Gehäuse in ein anderes verwendet werden und gleichzeitig den Zusammenbau der Gehäuse erleichtern. Schließlich soll die Dichtung unempfindlich gegenüber Maßabweichungen, z. B. bei sogenanntem Mittenversatz sein.The seal should preferably be in the opening of a drive shaft passage can be used from one housing to another and at the same time the assembly make the housing easier. After all, the seal should be insensitive to dimensional deviations, z. B. be with so-called center offset.

Es ist bei derartig aufgebauten Dichtungen bekannt, als Druckfeder zur Erzeugung des axialen Anpreßdruckes der stirnseitigen Dichtung der Wellendichtung gegen eine Gehäusewand weiche Biegefedern zu verwenden, die an einer Tragplatte der Dichtung befestigt sind. Diese Druckfedern beanspruchen nicht nur verhältnismäßig viel Raum in axialer Richtung, sie sind auch nicht geeignet, einen gleichmäßig über den Umfang der Dichtfläche verteilten Anpreßdruck auszuüben.It is known for seals constructed in this way as a compression spring for generating the axial contact pressure of the face seal of the shaft seal to use soft spiral springs against a housing wall attached to a support plate are attached to the seal. These compression springs are not only relatively demanding a lot of space in the axial direction, they are also not capable of covering one evenly to exert contact pressure distributed over the circumference of the sealing surface.

Es sind auch Wellendichtungen bekannt, die als Druckfedern für den axialen Anpreßdruck Tellerfedern verwenden. Dabei sind jedoch die Tellerfedern entweder als Einzelteile oder innerhalb eines in sich geschlossenen Gehäuses für die gesamte Wellendichtung eingebaut.There are also known shaft seals that act as compression springs for the Use disc springs for axial contact pressure. However, the disc springs are either as individual parts or within a self-contained housing for the whole Shaft seal installed.

Bei Wellendichtungen, die mittels als Einzelteile eingebauten' Tellerfedern axial angepreßt werden, besteht der Nachteil, daß die Tellerfedern erst beim Zusammenbau eingesetzt werden können, wodurch der Einbau der Wellendichtung erschwert wird und die Gefahr besteht, daß die Tellerfeder vergessen wird, was zu mangelhafter Funktion der Dichtung führt. Sind andererseits die Tellerfedern innerhalb eines in sich geschlossenen, die Wellendichtung einschließenden Gehäuses angeordnet, so kann außerhalb dieses Gehäuses keine axial wirkende Kraft ausgeübt werden, d. h. es wird keine auf ein Andrücken der zur Anlage an einer radialen Wand des Maschinengehäuses bestimmte Dichtung der Wellendichtung gerichtete Kraft erzeugt.In the case of shaft seals, the 'disc springs built in as individual parts are axially pressed, there is the disadvantage that the disc springs only when assembled can be used, making the installation of the shaft seal difficult and there is a risk that the disc spring will be forgotten, resulting in poor function the seal leads. On the other hand, if the disc springs are within a self-contained, the housing enclosing the shaft seal arranged, so can outside this No axially acting force is exerted on the housing, d. H. there will be no on one Pressing the intended to rest on a radial wall of the machine housing Sealing the shaft seal generates directional force.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Tellerfeder auf einfache Weise mit der Wellendichtung zu verbinden, unter Vermeidung der vorstehend beschriebenen Mängel der bekannten Dichtungen.The invention is therefore based on the object of the disc spring easy way to connect with the shaft seal, avoiding the above described shortcomings of the known seals.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Tellerfeder unverlierbar mit dem Tragring verbunden und kippbar auf diesem gelagert ist.This object is achieved according to the invention in that the plate spring is captively connected to the support ring and tilted on this.

Dadurch kann sich die Tellerfeder ungehindert verformen und es ist gleichzeitig sichergestellt, daß in eingebautem Zustand der Wellendichtung über den Umfang der zum axialen Andrücken an eine Gehäusewand bestimmten Dichtung ein gleichmäßiger Anpreßdruck auftritt.This allows the disc spring to deform freely and it is at the same time ensures that the shaft seal is over in the installed state the circumference of the seal intended to be axially pressed against a housing wall uniform contact pressure occurs.

Um die Befestigung der Tellerfeder auf dem Tragring der Wellendichtung möglichst einfach zu gestalten, wird nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgeschlagen, daß der Innenrand der Tellerfeder mit Spiel in einer Ausnehmung des Ringes sitzt und mittels eines Bördels oder einzelner Bördelnasen gesichert ist.To fix the disc spring on the support ring of the shaft seal to make it as simple as possible, it is proposed according to a further feature of the invention, that the inner edge of the plate spring sits with play in a recess of the ring and is secured by means of a flange or individual flange lugs.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung. ist vorgesehen, daß sich die Tellerfeder über eine gehärtete Scheibe gegen den Tragring abstützt.In a further embodiment of the invention. is provided that the disc spring is supported against the support ring via a hardened disc.

Besonders vorteilhaft ist - die Verwendung der Dichtung nach der Erfindung in der Öffnung eines Antriebswellendurchganges von einem Gehäuse in ein anderes, beispielsweise von dem Kupplungsgehäuse in das Getriebegehäuse oder von dem Wechselgetriebe in ein Ausgleichsgetriebegehäuse eines Kraftfahrzeuges.It is particularly advantageous to use the seal according to the invention in the opening of a drive shaft passage from one housing to another, for example from the clutch housing into the gearbox or from the change gearbox in a differential gear housing of a motor vehicle.

Beim Zusammenbau der Gehäuse wird die Tellerfeder der Dichtung gespannt, wodurch die Gehäusedichtung in dem erforderlichen Maße angepreßt wird. Durch die Tellerfeder werden ferner Herstellungstoleranzen und Wärmedehnungen ausgeglichen.When assembling the housing, the disc spring of the seal is tensioned, whereby the housing seal is pressed on to the required extent. Through the Disc springs are also compensated for manufacturing tolerances and thermal expansion.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sowie ein Beispiel seiner Verwendung dargestellt und nachstehend beschrieben. In der Zeichnung stellt dar-Fi g. 1 einen Querschnitt durch die Wellen- und Gehäusedichtung in vergrößertem Maßstab, F i g. 2 eine Ansicht in Pfeilrichtung II in F i g. 1, die die Sicherung der Tellerfeder mittels Bördelnasen zeigt, F i g. 3 die beispielhafte Verwendung der Wellen-und Gehäusedichtung nach der Erfindung innerhalb des Zusammenbaues einer Kupplung mit dem Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeuges, wobei beide Aggregate geschnitten und nur teilweise dargestellt sind.In the drawing is an embodiment of the invention and a Example of its use shown and described below. In the drawing represents Fi g. 1 shows a cross section through the shaft and housing seal on an enlarged scale, FIG. 2 shows a view in the direction of arrow II in FIG. 1, which shows the securing of the disc spring by means of flared noses, FIG. 3 the exemplary Use of the shaft and housing seal according to the invention within the assembly a clutch with the gearbox of a motor vehicle, both units cut and only partially shown.

Die Wellen- und Gehäusedichtung 10 nach den F i g. 1 und 2 besteht aus einem im Querschnitt winkelförmigen, starren Tragring 11, dessen einer Schenkel 12 axial und dessen anderer Schenkel 13 radial gerichtet ist. An dem radial nach innen gerichteten Schenkel 13 des Ringes 11 ist eine Dichtmanschette 14 anvulkanisiert. Sie erstreckt sich vom Schenkel 13 konisch zulaufend fort, um am Ende die Dichtlippe 15 zu tragen. Letztere wird in bekannter Weise mittels einer Schnürfeder 16 auf die Oberfläche einer gestrichelt angedeuteten Welle 17 gedrückt. Zur Befestigung der Dichtmanschette 14 besitzt diese zwei radial gerichtete Ringflansche 18, 19, die eine im Querschnitt U-förmige Befestigungsnut bilden.The shaft and housing seal 10 according to FIGS. 1 and 2 consists of a rigid support ring 11 which is angular in cross section, one leg 12 of which is axially directed and the other leg 13 of which is directed radially. A sealing collar 14 is vulcanized onto the radially inwardly directed leg 13 of the ring 11. It extends from the leg 13 in a conically tapering manner in order to carry the sealing lip 15 at the end. The latter is pressed in a known manner onto the surface of a shaft 17 indicated by dashed lines by means of a sniper spring 16. To fasten the sealing collar 14, it has two radially directed annular flanges 18, 19 which form a fastening groove with a U-shaped cross section.

Die Ringflansche 18,19 sind an dem nach innen ragenden Schenkel 13 des Ringes 11 anvulkanisiert. Der an der Außenseite liegende Schenkel 19 der Dichtmanschette 14 bildet die Gehäusedichtung. Sie ist mit einer zusätzlichen Dichtlippe 20 versehen.The ring flanges 18, 19 are vulcanized onto the inwardly projecting leg 13 of the ring 11 . The leg 19 of the sealing collar 14 lying on the outside forms the housing seal. It is provided with an additional sealing lip 20.

Am Ende des axial verlaufenden Schenkels 12 des Ringes 11 befindet sich eine Ausnehmung 25, in der eine Tellerfeder 26 kippbar gelagert ist. Zur Sicherung der Tellerfeder 26 ist der Ring 11 an einzelnen Stellen mit Bördelnasen 27 versehen, wie insbesondere F i g. 2 näher veranschaulicht. Zwischen der Tellerfeder 26 und der Seitenwand 28 der Ausnehmung 25 befindet sich eine gehärtete Scheibe 29. Die Scheibe vermeidet, daß sich die Tellerfeder 26 in das weichere Material des Ringes 11-.eingräbt. Der Ring 11 ist an verschiedenen Stellen mit Löchern 30 versehen. Sie ermöglichen den Schmiermittelumlauf und Druckausgleich.At the end of the axially extending leg 12 of the ring 11 there is a recess 25 in which a plate spring 26 is tiltably mounted. To secure the plate spring 26, the ring 11 is provided with flanged lugs 27 at individual points, as in particular FIG. 2 illustrates in more detail. A hardened disk 29 is located between the disk spring 26 and the side wall 28 of the recess 25. The disk prevents the disk spring 26 from digging into the softer material of the ring 11. The ring 11 is provided with holes 30 at various points. They enable lubricant circulation and pressure equalization.

Der Übergang zwischen den axial und radial gerichteten Schenkeln 12,13 des Ringes 11 wird durch eine Rampe 31 gebildet.The transition between the axially and radially directed legs 12, 13 of the ring 11 is formed by a ramp 31 .

In einem Anwendungsbeispiel nach F i g. 3 ist mit 50 das Gehäuse einer Kraftfahrzeugkupplung bezeichnet. Der Antrieb erfolgt über die Welle 51 auf die Schwungscheibe 52 und von dort über die Kupplungsscheibe 53 auf die Getriebewelle 54. Die Kupplungsscheibe 53 wird von der tellerförmigen Scheibenfeder 55 gegen die Kupplungsscheibe gedrückt. Mit Hilfe des Kupplungs-Drucklagers 56, das durch die Muffe 57 mittels einer nicht dargestellten Schaltgabel, die in die Nut 58 eingreift, nach links verschiebbar ist, wird beim Auskuppeln auf den Innenrand 59 der Scheibenfeder 55 ein Druck ausgeübt, so daß diese um die Kippringe 60 schwenkt. Dabei wird die Kupplungsdruckplatte 61 durch die Kraft der Feder 62 von der Kupplungsscheibe 53 abgehoben, so daß der Kraftfluß vom Motor auf die Getriebewelle 54 unterbrochen ist. Die Muffe 57 ist auf der feststehenden und fliegend im Kupplungsgehäuse angeordneten Drucklager-Führungshülse 63 axial verschiebbar gelagert. Die Getriebewelle 54 ist durch die Drucklager-1#iilirungshiilse 63 hindurchgeführt und treibt das Antriebsrad 64 des Getriebes. Die Getriebewelle 54 ist an ihrem linken Ende über Wälzlager 65 in der Welle 51 und rechts über Wälzlager 66 im Gehäuse 67 des Getriebes gelagert.In an application example according to FIG. 3, 50 denotes the housing of a motor vehicle clutch. The drive takes place via the shaft 51 on the flywheel 52 and from there via the clutch disc 53 on the gear shaft 54. The clutch disc 53 is pressed by the plate-shaped disc spring 55 against the clutch disc. With the help of the clutch thrust bearing 56, which is displaceable to the left through the sleeve 57 by means of a shift fork, not shown, which engages in the groove 58 , a pressure is exerted on the inner edge 59 of the disc spring 55 when the clutch is disengaged, so that it is around the Tilt ring 60 pivots. The clutch pressure plate 61 is lifted from the clutch disk 53 by the force of the spring 62, so that the flow of force from the motor to the gear shaft 54 is interrupted. The sleeve 57 is mounted axially displaceably on the stationary thrust bearing guide sleeve 63, which is arranged overhung in the clutch housing. The transmission shaft 54 is passed through the thrust bearing sleeve 63 and drives the drive wheel 64 of the transmission. The transmission shaft 54 is supported at its left end via roller bearings 65 in the shaft 51 and on the right via roller bearings 66 in the housing 67 of the transmission.

Die beiden Gehäuse 50 und 67 sind in üblicher Weise mittels Schrauben (nicht dargestellt) entlang ihrer Berührungsflächen 68 miteinander verbunden. Die Drucklager-Führungshülse 63 ist an ihrem einen Ende zweimal treppenförmig abgekröpft. Der zylindrische Teil 70 ruht in der Bohrung 71 des Kupplungsgehäuses 50. Die Toleranz zwischen dem zylindrischen Teil 70 und der Bohrung 71 ist so gewählt, daß eine ausreichende Zentrierung der Drucklager-Führungshülse 63 erreicht wird. Der äußere Flansch 72 liegt unter Zwischenschaltung einer Papierdichtung 73 an der Ringfläche 74 des Kupplungsgehäuses 50 an. Im eingebauten Zustand liegt der Außenrand 75 der Tellerfeder 26 am Außenring 76 des Lagers 66 an, während der Ringflansch 19 mit Dichtlippe 20 an der Stufe 77 der Drucklager-Führungshülse 63 anliegt. Wie sich aus der F i g. 3 ohne weiteres ergibt, ist zwischen dem Außendurchmesser des Schenkels 12 der Dichtung 10 und des zylindrischen Teiles 70 der Drucklager-Führungshülse 63 ein so großes Spiel vorgesehen, daß sich die Dichtung 10 in radialen Richtungen verschieben kann. Hierdurch können sich Maßungenauigkeiten, z. B. ein Mittenversatz, zwischen den zu verbindenden Teilen nicht nachteilig auf die Güte der Wellendichtung auswirken. Der axiale Anpreßdruck der Tellerfeder ist so abgestimmt, daß außer der Gehäusedichtung eine einwandfreie Drehsicherung der Wellendichtung erzielt wird.The two housings 50 and 67 are connected to one another in the usual way by means of screws (not shown) along their contact surfaces 68. One end of the thrust bearing guide sleeve 63 is cranked twice in the shape of a staircase. The cylindrical part 70 rests in the bore 71 of the coupling housing 50. The tolerance between the cylindrical part 70 and the bore 71 is selected so that sufficient centering of the thrust bearing guide sleeve 63 is achieved. The outer flange 72 rests against the annular surface 74 of the coupling housing 50 with the interposition of a paper seal 73. In the installed state, the outer edge 75 of the plate spring 26 rests against the outer ring 76 of the bearing 66, while the annular flange 19 with the sealing lip 20 rests against the step 77 of the thrust bearing guide sleeve 63. As can be seen from FIG. 3 readily results, such a large play is provided between the outer diameter of the leg 12 of the seal 10 and the cylindrical part 70 of the thrust bearing guide sleeve 63 that the seal 10 can move in radial directions. This can result in dimensional inaccuracies such. B. a center offset between the parts to be connected does not have a detrimental effect on the quality of the shaft seal. The axial contact pressure of the disc spring is adjusted so that, in addition to the housing seal, the shaft seal is perfectly secured against rotation.

Wie Versuche gezeigt haben, kann sich die Dichtung 10 im Betrieb so einstellen, daß der Dichtungsdruck der Schnürfeder 16 über den Umfang der Welle 17 konstant ist. Die Spannkraft der Schnürfeder 16 kann hierdurch besonders klein gewählt werden.As tests have shown, the seal 10 can adjust itself during operation in such a way that the sealing pressure of the cord spring 16 over the circumference of the shaft 17 is constant. The tensioning force of the cord spring 16 can hereby be selected to be particularly small.

Der Zusammenbau der Kupplung mit dem Getriebe erfolgt in der Weise, daß zunächst über die Getriebewelle 54 die Dichtung 10 aufgeschoben wird, bis sie am Lager 66 anliegt. Infolge der Rampe 78 der Getriebewelle 54 wird dabei jegliche Verletzung der Dichtlippe 15 vermieden. Beim nun folgenden Zusammenschieben der beiden Aggregate übernimmt die Rampe 31 der Dichtung eine Vorzentrierung, der sich die endgültige Zentrierung mittels des Außendurchmessers des Lagers 66 in der Bohrung 79 der Kupplung anschließt.The assembly of the coupling with the transmission takes place in such a way that the seal 10 is first pushed over the transmission shaft 54 until it rests on the bearing 66. As a result of the ramp 78 of the gear shaft 54 , any damage to the sealing lip 15 is avoided. When the two units are now pushed together, the ramp 31 of the seal takes on a pre-centering, which is followed by the final centering by means of the outer diameter of the bearing 66 in the bore 79 of the coupling.

Die Durchlässe 30 sorgen für den Druckausgleich zwischen Raum 80 und dem Innenraum des Getriebes. Sie gestatten auch den Zutritt von Öl zur Dichtlippe 20 der Gehäusedichtung..The passages 30 ensure the pressure equalization between space 80 and the interior of the transmission. They also allow the access of oil to the sealing lip 20 of the housing seal ..

Claims

Claims: 1. Shaft seal, which has a rigid carrier ring, a lip seal intended to rest on the shaft and a face seal for System on a radial wall of the machine housing to be sealed, certain seal as well as a compression spring for axially pressing the shaft seal with its end face Has seal against the housing, thereby g e k e n n -z e i c h n c t that in a manner known per se as Compression spring one disc spring (26) is used, the plate spring directly connected to the ring (11) and is tiltable from this.

2. Shaft seal according to claim 1, characterized in that that the inner edge of the plate spring (26) with play in a recess (25) of the ring (11) sits and is secured by means of a flange or individual flange lugs (27).

3. Shaft seal according to claim 1 and 2, characterized in that the plate spring (26) is supported against the ring (11) via a hardened disc (29). Documents considered: German Patent No. 854 448; German utility model number 1853 440, 1872 960; Belgian Patent No. 525 887; French Patent No. 1182 537; U.S. Patent Nos. 2,840,396, 2,590,696, 2202908.