DE1650024A1

DE1650024A1 - Axial seal for rotating machine parts

Info

Publication number: DE1650024A1
Application number: DE19671650024
Authority: DE
Inventors: Rolf Schumacher; Paul Vossieck
Original assignee: Goetzewerke Friedrich Goetze AG
Current assignee: Goetzewerke Friedrich Goetze AG
Priority date: 1967-11-16
Filing date: 1967-11-16
Publication date: 1970-08-13

Description

Axiale Abdichtung für umlaufende Maschinenteile Die Erfindung betrifft eine axiale Abdichtung für umlaufende Maschinenteile bestehend aus einem Gleitring, der mittels eines lose zwischen ihm und dem Maschinenteil angeordneten gummielastischen Federungskörpers ständig stirnseitig an eine G egenlauffläche gedrückt wird.Axial seal for rotating machine parts The invention relates an axial seal for rotating machine parts consisting of a sliding ring, by means of a rubber-elastic one loosely arranged between it and the machine part The spring body is constantly pressed against a counter surface on the front side.

Es ist allgemein bekannt, zwischen den Rückenflächen von im Querschnitt L-förmigen Gleitringen und dem die Dichtung aufnehmenden Maschinenteile Dichtungsringe aus elastischem Werkstoff, wie z.B. aus Gummi, vorzusehen, die außer der Funktion des Abdichtens auch gleichzeitig die Funktion der Drehmomentübertragung und der axialen Dichtpressung übernehmen. Bei Verwendung von im Querschnitt kreisförmigen Dichtungsringen sind kegelige bzw. kugelige Dichtflächen sowohl am Gleitringrücken als auch am abzudichtenden Maschinenteil erforderlich, da die Funktion der Dichtung von der Abrollbewegung auf den Dichtflächen und der damit verbundenen Querschnittsveränderung des Dichtringes abhängig ;st. Diese Dichtungen sind in ihrem konstruktiven Aufbau zwar einfach, jedoch ist die Herstellung der kegel- bzw. kugeligen Dichtflächen am Gleitringrücken und am Maschinenteil schwierig und teuer.It is well known between the back surfaces of in cross section L-shaped sliding rings and sealing rings for the machine parts that hold the seal made of elastic material such as rubber, which are out of function of the sealing also at the same time the function of torque transmission and the take over axial sealing pressure. When using circular cross-section Sealing rings are conical or spherical sealing surfaces both on the back of the slide ring as well as on the machine part to be sealed, as the function of the seal from the rolling movement on the sealing surfaces and the associated change in cross-section depends on the sealing ring; st. These seals are in their structural design Although simple, the production of the conical or spherical sealing surfaces is difficult and expensive on the slide ring back and on the machine part.

Darüber hinaus sind gummielastische Dicht- und Federungskörper bekannt, die einen im wesentlichen tellerfederförmigenQuerschnitt aufweisen und ebenfalls zwischen Gleitringrücken und Maschinenteil angeordnet sind. Solche Federungskörper erstrecken sich von den Ecken rechtwinkliger Ausnehmungen im Maschinenteil zu den ebenfalls rechtwinklig zueinander verlaufenden Rückenflächen des Gleitringes und können durch eine einvulkanisierte metallische Tellerfeder versteift sein. Solche auf Schub und Druck beanspruchte Federungskörper gestatten nur eine bei Tellerfedern schlechthin bekannte geringe Axialbewegung des Gleitringes und sind demzufolge nur beschränkt einsatzfähig.In addition, rubber-elastic sealing and spring bodies are known, which have an essentially cup-spring-shaped cross-section and Likewise are arranged between the sliding ring back and the machine part. Such suspension body extend from the corners of rectangular recesses in the machine part to the also at right angles to each other running back surfaces of the sliding ring and can be stiffened by a vulcanized metallic disc spring. Such Spring bodies that are subjected to thrust and pressure only allow one with disc springs well-known slight axial movement of the sliding ring and are therefore only limited usability.

3 Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der Nachteile bei den bekannten Dichtungen einen neuen, lose zwischen Gleitring und Maschinenteil einzulegenden, universal verwendbaren Federungskörper zu schaffen, der bei einfachster Gestaltung eine verhältnismäßig große Axialbewegung des Gleitringes zuläßt, ohne dabei den drehfesten und dichten Kontakt sowohl am Gleitringrücken als auch am Maschinenteil zu verlieren: Weiterhin soll der Federungskörper eine zunächst leicht und später stark progressiv ansteigende Federungskenn-Linie aufweisen, was bei den bekannten tellerfederförmigen Federungskörpern keineswegs der Fall ist.3 The present invention is based on the object, avoiding the disadvantages of the known seals a new, loose between the sliding ring and machine part to create universally usable suspension bodies, with the simplest design, a relatively large axial movement of the sliding ring allows the non-rotatable and tight contact both on the sliding ring back as well as on the machine part: Furthermore, the suspension body should have a initially show a slightly and later strongly progressively increasing suspension characteristic curve, which is by no means the case with the known spring-type suspension bodies.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Federungskörper ein winkliges Querschnittsprofil aufweist, wobei dessen einer Schenkel als zyiiüdrischer Haftteil und dessen anderer Schenkel als tellerfederartiger Abrollstützteil ausgebildet ist. Durch eine solche Gestaltung des Federungskörpers wird erreicht, daß bei axialer Verschiebung des Gleitringes der Stützteil des Federungskörpers sowohl auf Druck als auch auf Biegung, im Gegensatz zur für Gummi ungünstigen Schubbeanspruchung bei den bekannten tellerfederförmigen Federungskörpern, beansprucht wird. Infolge der Verbindung des tellerfederartigen Stützteiles mit einem zylindrischen Haftteil wird der Stützteil nur an einem Radialende zentriert und gehalten, während dessen anderes Radialende frei beweglich auf der Dichtfläche des Gleitringes oder des Maschinenteiles abkippen oder abrollen kann, wodurch eine Veränderung der Kennung der Gummifeder vermieden wird. Bei dem vorgeschlagenen Federungskörper ist es gleich, ob dessen Haftteil im Maschinenteil oder auf dem Gleitringrücken aufliegt. Wird der Haftteil im Maschinenteil angeordnet, dann spielt auch die Kontur der Rückenfläche des vielleicht schon vorhandenen Gleitringes keine erhebliche Rolle, da der Stützteil über den Haftteil im Maschinenteil gehalten wird und sich das freie Stützteilende praktisch an jede Gleitringrückenfläche anlegen kann. Gleichzeitig wird durch die Anordnung von Haftteil und Stützteil axial hintereinander in' Verbindung mit einer verhältnismäßig großen Radialer-Streckung des Stützteiles eine große axiale Bewegungsmöglichkeit des Gleitringes erreicht.This object is achieved according to the invention in that the spring body has an angled cross-sectional profile, one leg of which is designed as a cylindrical adhesive part and the other leg of which is designed as a disk spring-like roll-off support part. Such a design of the suspension body ensures that when the sliding ring is axially displaced, the support part of the suspension body is stressed both in compression and in bending, in contrast to the shear stress in the known disc spring-shaped suspension bodies, which is unfavorable for rubber. As a result of the connection of the plate spring-like support part with a cylindrical adhesive part, the support part is only centered and held at one radial end, while its other radial end can tilt or roll freely on the sealing surface of the sliding ring or the machine part, thereby avoiding a change in the identifier of the rubber spring. With the proposed spring body, it does not matter whether its adhesive part rests in the machine part or on the sliding ring back. If the adhesive part is arranged in the machine part, then the contour of the back surface of the sliding ring that may already be present does not play a significant role, since the support part is held in the machine part via the adhesive part and the free end of the support part can lie against practically any sliding ring back surface. At the same time, the arrangement of the adhesive part and the support part axially one behind the other in connection with a relatively large radial expansion of the support part results in a large axial movement possibility of the sliding ring.

In der weiteren Ausgestaltung, des Erfindungsgegenstandes wird vorgeschlagen, daß der Federungskörper einen rechtwinkligen oder stumpfwinkligen Querschnitt aufweist. Während der zylindrische Haftteil ohnehin einen rechteckigen Querschnitt besitzt, kann der Stützteil des Federungskörpers ebenfalls einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweisen. Denkbar ist es aber auch, den Querschnitt des Stützteiles im wesentlichen kreisförmig auszubilden, um ein besseres Abrollen des freien Stützteilendes auf der Gegendichtfläche zu erzielen.In the further embodiment of the subject matter of the invention, it is proposed that that the spring body has a right-angled or obtuse-angled cross-section. While the cylindrical sticky part anyway a rectangular cross-section possesses, the support part of the spring body can also have a substantially have a rectangular cross-section. However, it is also conceivable to use the cross-section of the To form the support member substantially circular in order to allow better rolling of the to achieve free end of the support part on the mating sealing surface.

Zur Begrenzung der Axialbewegung des Gleitringes wird weiterhin vorgeschlagen, einen Anschlag aus dem Stütz- und/oder Haftteil herauszubilden. Ein solcher elastischer Anschlag bringt gleichzeitig eine gewünschte progressive Änderung der Federungskennlinie des Stützteiles mit sich.To limit the axial movement of the sliding ring, it is also proposed that to form a stop from the support and / or adhesive part. Such an elastic one At the same time, the stop brings a desired progressive change in the suspension characteristic of the support part with itself.

Will man einen sehr elastischen Anschlag haben, also einen weichen Übergang der Federungskennlinie vom flachen in den stark ansteigenden Bereich, so kann man die Anlagefläche des Anschlages abschrägen. Als Verbindung eines kreisförmigen Stützteilquerschnittes mit einem axial herausragenden Anschlag, ist es denkbar, den Querschnitt des Stützteiles kreisringförmig auszubilden, derart, daß das freie Ende des Stützteiles den Axialanschlag bildet. Der Axialanschlag kann aber auch aus einzelnen Stützen bestehen.If you want a very elastic stop, i.e. a soft one Transition of the suspension characteristic from the flat to the steeply rising area, see above you can bevel the contact surface of the stop. As a compound of a circular Support part cross-section with an axially protruding stop, it is conceivable to form the cross section of the support part circular, such that the free The end of the support part forms the axial stop. The axial stop can also consist of individual supports.

Weiterhin ist es vorteilhaft, zur besseren Haftung des Federungskörpers im zugeordneten Maschinenteil in an sich bekannter' Weise einen Metallkörper als Versteifung in dem zylindrischen Haftteil vorzusehen. Denkbar ist es auch, daß sich der Metallkörper bis in den Stützkörper erstreckt und gegebenenfalls in an sich bekannter Weise als zusätzlicher Federungskörper ausgebildet ist. In verschiedenen Fällen erweist es sich auch als vorteilhaft, wenn der gummiartige Federungskörper im eingebauten Zustand radial druckvorgespannt ist.It is also advantageous for better adhesion of the suspension body in the associated machine part in a manner known per se a metal body as Provide stiffening in the cylindrical adhesive part. It is also conceivable that the metal body extends into the support body and optionally in itself is designed as an additional spring body in a known manner. In In various cases it also proves to be advantageous if the rubbery The spring body is radially preloaded when installed.

Ausführungbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Fig. 1 bis 6 verschiedene Querschnitte und Anordnungen von erfindungsgemäßen Federungskörpern zwischen Gleitring und Maschinenteil.Embodiments of the invention are shown in the drawing and are described in more detail below. 1 to 6 show different cross sections and arrangements of suspension bodies according to the invention between sliding ring and machine part.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist in einer rechteckigen Ausnehmung 1 eines Maschinenteiles 2 ein rechtwinkliger Federungskörper 3 aus Gummi angeordnet. Letzterer besteht aus dem zylindrischen Haftteil 4 und dem radialen Stützteil 5, der sich mit seinem freien Ende 6 auf einer kegeligen Dichtfläche 7 des Gleitringes 8 abstützt. Der Haftteil 4 des Federungskörpers 3 ist mittels eines einvulkanisierten zylindrischen Metallringes 9 versteift. Bei Drehung des Maschinenteiles 2 überträgt der Federungskörper 3 das Drehmoment auf den Gleitring 8, der mit seiner Gleit fläche 10 dichtend auf einem stillstehenden, nicht näher dargestellten Gegenring gleitet. Das Ausführungsbeispiel zeigt den Federungskörper 3 im nichtgespannten Zustand. Beim Einbau derDichtung mit entsprechender axialer Verschiebung des Gleitringes 8 verformt sich der Stützteil 5 etwa wie gestrichelt dargestellt und übt auf den Gleitring 8 die zur Abdichtung an der Gleitfläche 10 erforderliche Dichtpressung aus. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Federungskörper -11 ist der Querschnitt stumpfwinklig ausgebildet und das freie Ende 12 des Stützteiles 13 abgerundet, so daß eine bessere Abrollung auf der Rückenfläche 14 des Gleitringes 15 stattfinden kann. Der Gleitring 16 in Fig. 3 weist ein L-förmiges Querschnittsprofil mit rechtwinklig zueinander verlaufenden Rückenflächen 17,18 auf, auf welchen sich der Stützteil 13 des Federungskörpers 11 abstützt. Die Fig. 4 entspricht in der Ausführungskontur der einzelnen Teile 2, 11, 16 der Fig. 3, nur ist bei Fig. 4 der Federungskörper 11 umgekehrt worden, -so daß dessen Haftteil 4 auf dem Rücken des Gleitringes 16 zu liegen kommt, während das freie Ende des Stützteiles 11 in der Au snehmung 1 des Maschinenteiles 2 anliegt.In the embodiment according to FIG. 1, a right-angled elastic body 3 made of rubber is arranged in a rectangular recess 1 of a machine part 2. The latter consists of the cylindrical adhesive part 4 and the radial support part 5, which is supported with its free end 6 on a conical sealing surface 7 of the sliding ring 8. The adhesive part 4 of the spring body 3 is stiffened by means of a cylindrical metal ring 9 vulcanized into it. When the machine part 2 rotates, the spring body 3 transmits the torque to the sliding ring 8, which slides with its sliding surface 10 sealingly on a stationary, not shown counter ring. The embodiment shows the spring body 3 in the non-tensioned state. When the seal is installed with a corresponding axial displacement of the sliding ring 8, the supporting part 5 is deformed approximately as shown in dashed lines and exerts the sealing pressure required for sealing on the sliding surface 10 on the sliding ring 8. In the spring body -11 shown in Fig. 2, the cross-section is obtuse-angled and the free end 12 of the support part 13 is rounded so that better rolling on the back surface 14 of the sliding ring 15 can take place. The sliding ring 16 in FIG. 3 has an L-shaped cross-sectional profile with back surfaces 17, 18 which run at right angles to one another and on which the support part 13 of the spring element 11 is supported. 4 corresponds in the execution contour of the individual parts 2, 11, 16 of FIG. 3, only the spring body 11 has been reversed in FIG the free end of the support part 11 rests in the recess 1 of the machine part 2.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 weist der Stützteil 19 einen kreisförmigen Querschnitt sowie einen Axialanschlag 20 auf, dessen Anschlagfläche 21 abgeschrägt ist, um erst im Verlauf höheren Axialdruckes am Maschinenteil 2 gänzlich zur Anlage zu -kommen, so daß sich ein Luftkissen zwischen demHaftteil 4 und dem Anschlag 20 bildet.In the embodiment of FIG. 5, the support part 19 has a circular cross-section and an axial stop 20, the stop surface of which 21 is beveled in order to be completely removed only in the course of higher axial pressure on the machine part 2 to-come to the system, so that there is an air cushion between the adhesive part 4 and the Stop 20 forms.

Die Fig. 6 zeigt einen Federungskörper 22, dessen Stützteil 23 im Querschnitt zum Teil kreisringförmig- ausgebildet ist, wobei dessen freies Ende 24 als Axialanschlag dient. Der hierbei den Haftteil 25 verstärkende Metallkörper 26 ist lose in den Federungskörper 22 eingelegt und wirkt mit seinen geschlitzten, am Stützteil 23 anliegenden Bereich 27 gleichzeitig als zusätzlicher Federungskörper.Fig. 6 shows a spring body 22, the support part 23 in the Cross-section is partially circular, with its free end 24 serves as an axial stop. The metal body here reinforcing the adhesive part 25 26 is loosely inserted into the spring body 22 and acts with its slotted, on the support part 23 adjacent area 27 at the same time as an additional spring body.

Claims

Expectations 1, Axial seal for rotating machine parts consisting of a Sliding ring, which means a loose between it and the machine part arranged rubber elastic spring body constantly on the front side a counter surface is pressed, characterized in that the The spring body (3, 11, 22) has an angled cross-sectional profile, one of its legs as a cylindrical adhesive part (4,25) and its other leg as a plate spring-like _ @ broll support part (5, 13, 19, 23) is formed. 2. Seal according to claim 1, characterized in that the suspension: body (3) has a rectangular cross-section. 3. Seal according to claim 1, characterized in that the Fe- change body (11) has an obtuse-angled cross-section. -1. Seal according to claims 1 to 3, characterized in that the support part (5, 13) of the spring body has a substantially right Has an angular cross-section. 5. Seal according to claims 1 to 3, characterized in that the S: ützteil (19) has an essentially circular cross-section shows.

6. Seal according to claims 1 to 5, characterized in that from the support and / or adhesive part (4, 25, 19, 23) a stop (20, 24) for limiting the axial movement of the support part (19, 23 ) is formed. 7. Seal according to claims 1 to 6, characterized in that the contact surface (21) of the stop (20) is beveled. B. Seal according to claims 1, 6 and 7, characterized in that the support part (23) of the spring body (22) is partially circular in cross section, such that the free end of the support part (23) the axial stop (24) forms. 9. Seal according to claims 1 to 8, characterized in that the adhesive part (4,25) of the spring body (3,22) is stiffened in a manner known per se by an embedded metal body (9,27). 10. Seal according to claims 1 to 9, characterized in that the embedded metal body (3) extends into the support part (11). 11. Seal according to claims 1 to 10, characterized in that the metal body (26) is designed in a manner known per se as an additional spring body (27). 12. Seal according to claims 1 to 11, characterized in that the rubber-like spring body (3, 11) is radially pressure-biased in the installed state.