DE1525617C - Lip seal arrangement for reciprocating and rotating machine parts - Google Patents
Lip seal arrangement for reciprocating and rotating machine partsInfo
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Description
dere Gegendruck-Flüssigkeit eingeführt und die Kabeldurchführung erleichtert werden. Bei dieser Stopfbuchsen-Dichtung wird ein stufenförmiges Druckgefälle mit einer verhältnismäßig komplizierten Ausgestaltung erreicht, nämlich mittels eines oder mehrerer Kanäle im Stopfbuchsenkörper. Demgegenüber weisen bei der Lippendichtungsanordnung gemäß der Erfindung die Lippendichtungen selbst diejenigen Gestaltungselemente auf, deren Vorhandensein die Druck-.abstufung bewirkt; darüber hinaus ergibt diese Ausgestaltung die Möglichkeit, ein Abblasen der Dichtungsanordnung zu vermeiden.whose counterpressure fluid is introduced and the cable feed-through is facilitated. With this stuffing box seal becomes a stepped pressure gradient with a relatively complicated configuration achieved, namely by means of one or more channels in the stuffing box body. In contrast, show in the lip seal arrangement according to the invention, the lip seals themselves are those design elements on whose presence the pressure. graduation causes; In addition, this configuration makes it possible to blow off the sealing arrangement to avoid.
Bei einer anderen Abdichtung dieser Art (britische Patentschrift 712 777), die bei fettgeschmierten Wellenlagern zum Einsatz kommt, dichten die Lippen lediglich einen Schmierfettraum ab und heben sich kurzfristig beim Abschmieren unter dem Druck des Schmiermittels ab, um verbrauchtes Schmierfett abzulassen. In another seal of this type (British patent 712 777), the one used for grease-lubricated shaft bearings is used, the lips only seal a grease space and rise briefly when lubricating under the pressure of the lubricant to drain off used grease.
Gegenüber diesen bekannten Dichtungen unterscheidet sich die Lippendichtungsanordnung gemäß der Erfindung hinsichtlich der Aufgabenstellung und der zur Lösung dieser Aufgabe dienenden besonderen Merkmale der belastenden und entlastenden Flächen. Auch sind die Verwendungszwecke dieser bekannten Dichtungen wesentlich andere.Compared to these known seals, the lip seal arrangement differs according to FIG of the invention with regard to the task and the particular serving to solve this problem Characteristics of the stressful and relieving areas. Also, the uses of these are well known Seals essentially different.
Man kann an sich bekannte Lippendichtungen mit gegen das Gehäuse abdichtenden Haftteilen vorsehen oder Lippendichtungen mit Stirnflächen, die als statische Dichtflächen zur Abdichtung der Dichtelemente gegeneinander ausgebildet sind.Lip seals known per se can be provided with adhesive parts sealing against the housing or lip seals with end faces that act as static sealing surfaces for sealing the sealing elements are formed against each other.
Bei Verwendung der zuletzt erwähnten Lippendichtungen mit axialen Dichtflächen ist es zweckmäßig, den äußeren Durchmesser der Dichtungselemente kleiner zu halten als. den Durchmesser des die Dichtungselemente aufnehmenden Teils, z. B. der Gehäusebohrung. Mit dieser Anordnung erhält man eine Selbstzentrierung, wobei vorzugsweise für die Halterung der in axialer Richtung belasteten Elemente nicht ein starrer Teil, sondern eine Feder, z. B. eine Tellerfeder, vorgesehen ist.When using the last-mentioned lip seals with axial sealing surfaces, it is advisable to to keep the outer diameter of the sealing elements smaller than. the diameter of the sealing elements receiving part, e.g. B. the housing bore. With this arrangement one obtains a Self-centering, preferably not for holding the elements loaded in the axial direction a rigid part, but a spring, e.g. B. a plate spring is provided.
Man kann an Stelle mehrerer Lippendichtungen mit Haftteil bzw. mit axialen, die einzelnen Lippendichtungen gegeneinander abdichtenden Flächen eine Lippendichtung bzw. einen Lippendichtungsring vorsehen, welcher mehrere in Achsenrichtung des bewegten Teiles hintereinanderliegende Lippen hat, welche Ausbildung insoweit bekannt ist; gemäß der Erfindung ist jedoch auf der dem abzudichtenden Raum zugekehrten Seite — das ist die Seite höheren Drucks — jeder einzelnen Lippe eine entlastende Fläche und auf der dem abzudichtenden Raum abgekehrten Seite der Dichtlippe — das ist die Seite niedrigeren Drucks — eine die Lippe zusätzlich zu der vom Gummi bzw. von der Feder erzeugten Anpreßkraft belastende Fläche vorgesehen.Instead of several lip seals with adhesive part or with axial, the individual lip seals Provide a lip seal or a lip seal ring to seal surfaces against each other, which has several lips lying one behind the other in the axial direction of the moving part, which Training is known to the extent that it is; according to the invention, however, is facing the space to be sealed Side - that is the side of higher pressure - each individual lip is a relieving surface and on the side of the sealing lip facing away from the space to be sealed - this is the side with lower pressure - a surface that loads the lip in addition to the contact pressure generated by the rubber or the spring intended.
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt schematischExemplary embodiments of the invention are shown in the drawings. It shows schematically
F i g. 1 im Schnitt eine neue Lippendichtungsanordnung, die aus zwei Lippendichtungen mit Haftteilen aufgebaut ist,F i g. 1 shows a section through a new lip seal arrangement consisting of two lip seals with adhesive parts is constructed,
F i g. 2 das Druckschema der in F i g. 1 dargestellten Lippendichtungsanordnung,F i g. 2 the printing scheme of the in F i g. 1 lip seal arrangement shown,
F i g. 3 im Schnitt eine neue Lippendichtungsanordnung in der Ausführungsform als selbstzentrierende Dichtung undF i g. 3 shows, in section, a new lip seal arrangement in the embodiment as a self-centering seal and
F i g. 4 das Druckschema der in F i g. 3 dargestellten Lippendichtungsanordnung.F i g. 4 the printing scheme of the in F i g. 3 lip seal arrangement shown.
In das Gehäuse 1 sind die Lippendichtungen 2 und 3 eingepreßt,-welche durch den Ring 4, der z. B. durch (nicht dargestellte) Schraubenbolzen befestigt ist, gegen Verschieben in Achsenrichtung der Welle 5 gesichert sind. Der Lippenteil der Dichtung Wird beim Überstreifen über die Welle 5 aufgeweitet, wodurch die radiale Anpreßkraft erzeugt wird, die sich aus dem Anteil Pf der Ringwendelfeder 6 bzw. 7 und dem Gummianteil Pq zusammensetzt. In dem (nur teilv/eise dargestellten) Gehäuse herrscht der Druck-, ' im Raum 31, der durch die Dichtung 2, die Welle 5 und die Dichtung 3 begrenzt ist, der niedrigere Druck p%. Der Druck, der auf der Seite der Lippendichtung 3 herrscht, welche dem abzudichtenden Raum abgekehrt ist, ist mit ρ α bezeichnet. Im allgemeinen ist dies Atmosphärendruck. Der im abzudichtenden Gehäuse wirkende Druck P1 wirkt von unten auf die Ringfläche 24 von der Größe Fr, welche einerseits durch die Dichtkante 9 und andererseits durch die Kante 10 begrenzt ist, welche die Verbindungskante zwischen dem gummielastischen Material der Dichtung und dem Verstärkungsring 12 in der Lippendichtung 2 ist. Eine Ringfläche 25, ebenfalls von der Größe Fr, ist von dem im Raum 31 herrschenden Druck belastet. Diese Ringfläche wird als nicht druckaiisgeglichene Ringfläche bezeichnet. Der rechts von der Dichtkante 9 liegende Teil der Lippe 23 ist von oben und von unten dem gleichen Druck ausgesetzt, und die links von der Begrenzungskante 10 liegende Ringfläche 13, aufweiche ebenfalls der Druck- wirkt, ist am Kräftespiel nicht beteiligt.In the housing 1, the lip seals 2 and 3 are pressed, -which through the ring 4, the z. B. is fastened by bolts (not shown), are secured against shifting in the axial direction of the shaft 5. The lip part of the seal is widened when it is slipped over the shaft 5, whereby the radial contact pressure is generated, which is composed of the portion Pf of the helical spring 6 or 7 and the rubber portion Pq . In the housing (only partially shown) there is the pressure, 'in space 31, which is limited by the seal 2, the shaft 5 and the seal 3, the lower pressure p % . The pressure that prevails on the side of the lip seal 3 which faces away from the space to be sealed is denoted by ρ α. Generally this is atmospheric pressure. The pressure P 1 acting in the housing to be sealed acts from below on the annular surface 24 of the size Fr, which is limited on the one hand by the sealing edge 9 and on the other hand by the edge 10, which is the connecting edge between the rubber-elastic material of the seal and the reinforcing ring 12 in the Lip seal 2 is. An annular surface 25, also of size Fr, is loaded by the pressure prevailing in space 31. This ring surface is referred to as a non-pressure-balanced ring surface. The part of the lip 23 lying to the right of the sealing edge 9 is exposed to the same pressure from above and below, and the annular surface 13 lying to the left of the delimiting edge 10, on which the pressure also acts, is not involved in the play of forces.
Im Bereich der nicht durckausgeglichenen Ringfläche FR erzeugt der Druck- eine den Kräften Pound Pf entgegenwirkende Kraft, wodurch die Lippe 23 von der Welle 5 abgehoben wird und der Raum 31 mit Druckmedium gefüllt wird. Der so im Raum 31 entstehende Druck übt über die Fläche Fr eine schließende Kraft auf die Lippe 23 aus, die zusammen mit den Kräften Pf und Pg größer als die durch den Druck P1 auf die Fläche Fr ausgeübte öffnende Kraft ist.In the area of the non-pressure-compensated annular surface F R , the pressure generates a force counteracting the forces Pound Pf, as a result of which the lip 23 is lifted off the shaft 5 and the space 31 is filled with pressure medium. The pressure thus created in space 31 exerts a closing force on lip 23 via surface Fr , which together with forces Pf and Pg is greater than the opening force exerted on surface Fr by pressure P 1.
Infolgedessen ist der Druck p2 im Raum 31 kleiner als der Druck P1 in dem abzudichtenden Gehäuse 1.As a result, the pressure p 2 in the space 31 is lower than the pressure P 1 in the housing 1 to be sealed.
Wenn, wie bei der in F i g. 1 veranschaulichten Ausführungsform, nur zwei Lippendichtungen 2 und 3 vorgesehen sind, muß der Druck p2 im Raum 31 schon so weit abgebaut sein, daß die Lippe 23 der Dichtung 3 nicht öffnet, d. h., die Kräfte Pe und Pu an der Lippe23 der Lippendichtung 3 müssen die öffnend wirkende, durch die Belastung der Fläche Fr mit dem Druck p2 erzeugte Kraft überwiegen.If, as in the case of FIG. 1 illustrated embodiment, only two lip seals 2 and 3 are provided, the pressure p 2 in the space 31 must already be reduced so far that the lip 23 of the seal 3 does not open, that is, the forces Pe and Pu on the lip 23 of the lip seal 3 must outweigh the opening acting force generated by the loading of the surface Fr with the pressure p 2.
Die Dichtungsanordnung arbeitet selbstregulierend, d. h., die zur Abdichtung erforderliche Anpreßkraft der Lippe 23 auf die Welle 5 stellt sich bei allen Lippendichtringen 2 (und gegebenenfalls bei weiteren Lippendichtringen) selbsttätig ein, nicht jedoch bei dem letzten Ring, bei dem die Anpreßkräfte immer größer sein müssen als die öffnende Kraft. Bei der in F i g. 3 dargestellten Ausführungsform sind in dem Gehäuse 1 drei Lippendichtungen 14, 15 und 16 untergebracht, deren kreisringförmige Verstärkungsteile 17, 18 und 19 aus starrem Material, z. B. Blech, einen Außendurchmesser haben, der kleiner ist als die Bohrung 20 im Gehäuse 1. In axialer Richtung werden die Dichtringe 14,15 und 16 durch die Tellerfedern 21 gehalten, welche zwischen dem Fixierungsring 4 und dem die Anpreßkraft auf die Dichtungsringe übertragenden Zwischenring 22 liegt. Eine Selbstzentrierung ist also möglich. Die Dichtungen 14,15, 16 können sich an den FlächenThe sealing arrangement works in a self-regulating manner, i. that is, the contact pressure required for sealing the lip 23 on the shaft 5 arises with all lip seals 2 (and possibly with other lip seals) automatically, but not with the last ring, in which the contact pressure must always be greater than the opening force. In the case of the in FIG. 3 The embodiment shown, three lip seals 14, 15 and 16 are housed in the housing 1, their circular reinforcement parts 17, 18 and 19 made of rigid material, e.g. B. sheet metal, have an outer diameter that is smaller than the bore 20 in the Housing 1. In the axial direction, the sealing rings 14,15 and 16 are held by the plate springs 21, which between the fixing ring 4 and the intermediate ring which transmits the contact pressure to the sealing rings 22 lies. Self-centering is therefore possible. The seals 14,15, 16 can be on the surfaces
27, der HaUetejle·26 gegeneinander verschieben, weil diese Bewegung durph.die iVerstärkungsringe 17,18,19 nicht gehindert wird. .,:-: . -..;■*.. , ,; .·.:..-..· . .Der im Raum,3().;des abzudichtenden Gehäuses 1 vorhandene Druck/»j wirkt von unten auf die Ringfläche von der Größe F1 mit der Kraft F1 mal P1 und hebt die Dichtlippe 23 von der Welle 5 ab, so daß sich im Raum zwischen den Dichtungen 14 und 15 ein Druck p2 aufbaut, der seinerseits dann wieder auf die Fläche 25 von der. Größe Fr1 wirkt und den vom .gürnmielastischen Material hervorgerufenen Anpreß- ^; unterstützt und ;die Dichtlippe somit wieder schließt. Dieser Vorgang wiederholt sich auch bei den iplgenden Dichtungen 15 und 16 in den Räumen 31 und 32, bis derDruck auf den Atmosphärendruck ρ α im ,Raum 33 abgebaut ist-. .;·:■· —27, the HaUetejle · 26 move against each other because this movement is not hindered by the reinforcement rings 17, 18, 19. .,: -:. - ..; ■ * ..,, ; . ·. : ..- .. ·. The pressure / »j present in space, 3 () .; of the housing 1 to be sealed acts from below on the annular surface of size F 1 with the force F 1 times P 1 and lifts the sealing lip 23 from the shaft 5, see above that in the space between the seals 14 and 15 a pressure p 2 builds up, which in turn then again on the surface 25 of the. Size Fr 1 acts and the contact pressure caused by the .gürnmielastic material; supports and ; the sealing lip thus closes again. This process is also repeated for the seals 15 and 16 in the spaces 31 and 32 until the pressure is reduced to the atmospheric pressure ρ α in space 33. .; ·: ■ · -
-: Fi g. 4 ist das Druckschema, welches die Druckzustände an, den verschiedenen Stellen der Dichtung veranschaulicht. P1 ist der Druck im abzudichtenden Gehäuse, p2 und p3 sind die Drücke in den hintereinanderliegenden, vom Druckmedium gefüllten Kam-, mern>, und ρ α ist der Außendruck.-: Fi g. 4 is the printing diagram illustrating the pressure conditions at the various locations of the seal. P 1 is the pressure in the housing to be sealed, p 2 and p 3 are the pressures in the successive chambers filled with the pressure medium, and ρ α is the external pressure.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (5)
druckes der Dichtkanten (9) sich die Dichtlippen Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine (23) axial zum Raum niederen Drucks (33, 32 bzw. 20 Lippendichtungsanordnung für hin- und hergehende 33, 32, .31) hin erstrecken und daß die Lippen- oder umlaufende Maschinenteile zu schaffen, bei der dichtungen (2, 3 bzw. 14, 15, 16) auf der Seite des mit vergleichsweise einfachen Mitteln eine Druckhöheren Druckes (30, 31 bzw. 30, 31, 32) eine die abstufung in den Räumen erzielt wird, die sich zwi-Lippe (23) entlastende Fläche (24) und auf der sehen den einzelnen Lippendichtungen befinden, und Seite des niedrigeren Druckes eine die Lippe (23) 25 außerdem soll im Unterschied zu bekannten Dichtunzusätzlich der vom Gummi und gegebenenfalls von gen ein Abblasen des abzudichtenden Mediums aus den mechanischen Mitteln (7) erzeugten Anpreß- dem letzten Raum zwischen den zwei Lippendichtun-.kraft belastende Fläche (25) haben. gen vermieden werden.shows that to achieve a gradual dissipation of the resulting frictional heat pressure gradient and to reduce the contact pressure is difficult in most cases,
pressure of the sealing edges (9) the sealing lips The invention is based on the object of extending a (23) axially to the space of low pressure (33, 32 or 20 lip seal arrangement for reciprocating 33, 32, .31) and that the To create lip or circumferential machine parts in which the seals (2, 3 or 14, 15, 16) on the side of a higher pressure (30, 31 or 30, 31, 32) a gradation in the spaces between the lip (23) relieving surface (24) and on the see the individual lip seals are, and side of the lower pressure a lip (23) 25 should also, in contrast to known seals, in addition to the rubber and possibly by means of a blowing of the medium to be sealed from the mechanical means (7) generated pressure in the last space between the two lip seal. Force loading surface (25). genes to be avoided.
Dichtkante und Welle od. dgl. in sich abgeschlossen Es sind zwar Lippendichtungsanordnungen bekannt, sind. bei denen die Dichtlippen der Dichtelemente vomThe invention is based on a lip seal 50 surface on each lip seal of the seal assembly for back and forth. The individual chambers are securely sealed against each other or moving machine parts against the pressurized last chamber, liquid and / or gaseous media, which consist of several lip seals arranged axially one behind the other exists on the mating sealing surface, the lips of which lie in the same axial direction 55. In principle, known lip seals with a rail part can be used to build up the new sealing sections and under internal stress on the measuring arrangement and / or use them for the special adhesive parts, so that the adhesive parts are provided with the mechanical sealing means for pressing the sealing lips onto the chamber formed by two lip seals , as well as the space between the lip seals against the spaces not formed in relation to the seal except for the gaps between 60 away machine parts.
Sealing edge and shaft or the like. Self-contained There are lip seal arrangements known, are. in which the sealing lips of the sealing elements from
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