DE1750633A1 - Shaft seal - Google Patents
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- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
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Description
Dipf.-lng. H. StrohschänkDipf.-lng. H. straw tavern
8 München 60 2O.5.1358-3La(5) 8 Munich 60 2O.5.1358-3La (5)
Musäusstraße 5 18S-631P Musäusstrasse 5 18S-631P
STEFA IHDUSTRI AiCTIEDOLAGSTEFA IHDUSTRI AiCTIEDOLAG
V/eilendichtring; ^V / eile seal ring; ^
Die Erfindung bezieht sich auf einen vJellenaichtrin.^ r;.it einer elastomeren ringförmigen Diciitlippe zur abdichtenden Umfassung einer rotierenden V/elle zur Abdichtung eines υΐ oder eine andere Flüssigkeit enthaltenden Raumes gegenüber einem Flüssigkeit3übertritt nach einem flussigkeitsfreien Raum hin, wobei die Dichtlippe eine Linschnürungsstelle mit einer mit der Scheitelkante ihres etv:a V-förmigen Querschnitts an der Welle anliegenden Kante bildet. "The invention relates to a vJellenaichtrin. ^ R; .it an elastomeric annular sealing lip for sealing Enclosing a rotating ball to seal a υΐ or another fluid-containing space opposite a fluid 3 passes after a fluid-free one Space out, with the sealing lip having a constriction point one with the apex edge of its etv: a V-shaped cross-section forms an edge resting on the shaft. "
Solehe Dichtringe, deren Dichtliprje radial auiien üblicherweise Kiit einem Laf;er verbunden sind, das neben dem Dichtring angeordnet ist, 'v/eisen im allgemeinen eine gute Dichtv/irkun^ auf. Bei ähnlichen Dichtringen hat man die Dichtwirkung aber schon weiter verbessern können, wenn man an der dem flüssigkeitsfreien Raum zugekehrten Kegelmantelfltlche der Dichtlippe schciufcilartig schräp^estellte Rippen oder Rillen anordnete, üurci. welche die mit der Welle noch mehr oder weniger mit-Solehe sealing rings, the sealing lip shape of which is usually radial outside Kiit a laf; he is connected to that next to the sealing ring is arranged, 'v / iron in general a good seal v / irkun ^ on. With similar sealing rings, however, one has the sealing effect Can improve even further if you look at the liquid-free Conical surface of the sealing lip facing the space arranged sloping ribs or grooves, üurci. which those with the wave still more or less
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rotierende Leckflüssigkeit in einer kreiselpumpenähnlichen Wirkung in den ölführenden Raum zurückgedrückt wird. Nachteilig ist jedoch, daß Dichtringe mit solchen schräggestellten Rippen an eine bestimmte Drehrichtung der Welle gebunden sind, Würde die Drehrichtung der Welle geändert werden, -dann würde die Leckflüssigkeit durch die Rippen oder Rillen in den flüssigkeitsfreien Raum herausgesaugt und herausgeschleudert und damit die Leckmenge an Flüssigkeit nur vergrößert werden. Man hat diesem Nachteil zwar schon dadurch zu begegnen versucht, daß man die schaufelartigen Rippen oder Rillen lediglich radial - und damit zugleich axial - anordnete. Es hat sich aber gezeigt, daß mit solchen Rippen oder Rillen nur eine wesentlich geringere Verbesserung der eingangs genannten Dichtringe möglich ist.rotating leakage fluid is pushed back into the oil-carrying space in a centrifugal pump-like effect. Disadvantageous is, however, that sealing rings with such angled Ribs are tied to a specific direction of rotation of the shaft, the direction of rotation of the shaft would then be changed the leakage fluid through the ribs or grooves in the fluid-free The space is sucked out and thrown out, thus only increasing the amount of liquid leaking. Man has tried to counteract this disadvantage by only making the blade-like ribs or grooves radially - and thus at the same time axially - arranged. It has been shown, however, that with such ribs or grooves only one is essential less improvement of the sealing rings mentioned above is possible.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannten Dichtringe durch andere Maßnahmen so zu verbessern, daß unabhängig von der Wellendr ehr ichtung in jedem. Falle eine wirksame Rückforderwirkung auf die Leckflüssigkeit ausgeübt wird.The invention is based on the object mentioned at the beginning To improve sealing rings by other measures so that irrespective of the shaft rotation direction in each. Trap one effective restoring effect is exerted on the leakage fluid.
Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst3 daß die dem flüssigkeitsfreien Raum zugekehrte Kegelmantelflache der■Dichtlippe des eingangs genannten Wellendichtrinres dicht neben der Anlagckante in Umfangsrichtung verteiltThe stated object is achieved in that the 3 facing the liquid-free space cone surface of the sealing lip of the ■ mentioned Wellendichtrinres densely distributed next to the Anlagckante in the circumferential direction
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Erhebungen' aufweist, deren Seitenwande nach der Anlagekante hin jeweils bogenförmig gekrümmt sind und deren radial zur XIeIIe.innerste Stellen auf einem Kreis eines der Anlagekante etwa gleichenden Durchmessers liegen.Elevations', the side walls of which after the contact edge are curved towards each arcuate and their radial to XIeIIe. Innermost spots on a circle of one of the contact edges are approximately the same diameter.
Bei einer solchen Ausgestaltung der Dichtlippe wird auf deren dem flussigkeits-freien Raun zugekehrten Seite eine An- (| 2aiii von in gegenseitigem Abstand befindlichen bogenförmigen Auf lageflächen gebildet, die dicht neben der5 ringförmigen Anlagekajite der Dichtlippe liegen und zwischen sich beiderseits nach deir; f lüssi^keitsfreien Raum hin abgekrunnvte Berührungslinien bilden. Dadurch, daß die radial zus Sichtring; innersten Stellen der erfindungsgemäßen Erhebungen auf einem Kreis eines der Änlagekante der Dichtlippe etwa .gleichenden Durchmessers liegen, bleibt trots der- zusätzlichen, entlang den. bjcf-ang der1 Diehtlippe verteilten Aulaf,eflächen eine ununterbrochene Anlage der Anlagekaiite an der abzuclichtendeii Welle' gei-jährleistet, üabei wiro unter derc dem Durcliir.esser der Anlagekänte "etwa jjleiciienden" Durchnesser der ^enaiinten Stellen auch ein sol-: eher Durchmesser verstanden, der £erin£>;fü;>if. kleiner als der Durchmesser der Anlagekante ist, wodurch sich an der Anlagesteile der ErheLungeii an der Helle etwa sichelförmige zusätzliche Anlageflochen ergeben, die mit dem i-ittelbereich ihrer Krürninunf', cior■ kreisfiirjEigen Anlage3:ante zugekehrt sind. Bei 'eier-Anviondung einer ■;solchen-Dichttang wird aie mit der rotier-cndexi V/ellG i-sehi1 oaer· ije-.i^or ur.laufeüoa L^CäiflÜGsi^keit durch-■ :In such a configuration of the sealing lip, on its side facing the liquid-free space, an on (| 2aiii of mutually spaced arcuate bearing surfaces is formed, which lie close to the 5 ring-shaped abutment bay of the sealing lip and between them on both sides towards deir; f form Lüssi ^ keitsfreien space toward abgekrunnvte contact lines the fact that the radially additionally evident ring;. innermost positions of the protuberances according to the invention the sealing lip about .gleichenden diameter lie on a circle of one of the Änlagekante, trots remains DER additional HS bjcf-along of Figure 1. The aula f, e distributed across the lip of the area, provides for an uninterrupted contact between the contact point and the shaft to be clad, while what we mean by the diameter of the installation can be "approximately junctional" diameter of the internal points, rather the diameter £ erin £>;fü;> if. Is smaller than the diameter of the contact edge, which means that on the part of the installation of the ErheLungeii an der Helle there are approximately crescent-shaped additional abutment areas, the central area of which faces its circular structure3: ante. In the case of an egg-anviondung of such a sealing rod, aie with the rotier-cndexi V / ellG i-sehi 1 oaer · ije-.i ^ or ur.laufeüoa L ^ CäiflÜGsi ^ keit is through- ■:
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die zusätzlichen Anlageflächen der. genannten Erhebungen unabhängig von der Wellendrehrichtung stets nach dem die Flüssigkeit enthaltenden Raum hin zurückgedrängt.the additional contact surfaces of the. mentioned surveys independently always pushed back by the direction of rotation of the shaft towards the space containing the liquid.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Erhebungen etwa zylindrisch und weisen eine quer zu ihrer AchseAccording to a preferred embodiment of the invention, the elevations are approximately cylindrical and have a transverse to their axis
verlaufende Stirnfläche auf, wodurch sich eine in beiden Drehfr
richtungen der Welle sehr gleichmäßige Wirkung mit einfachenrunning end face, whereby one in both Drehfr
directions of the wave very uniform effect with simple
konstruktiven Mitteln ergibt.constructive means results.
Andere Ausgestaltungen betreffen weitere konstruktive Einzelheiten des erfindungsgemäßen Wellendichtringes.Other configurations relate to further structural details of the shaft seal according to the invention.
In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht; es zeigen:In the drawing, the invention is illustrated by way of example; show it:
Fig. 1 einen er findungs gemäßen Wellendichtung in einem Axialteilschnitt (in Verbindung mit einem schematisch angedeuteten Wellenabschnitt);Fig. 1 a shaft seal according to the invention in one Partial axial section (in connection with a schematically indicated shaft section);
Fig. 2 die dem flüssigkeitsfreien Raum zugekehrte Kegel-. mantelfläche einer Dichtlippe des Dichtringes gemäß Fig. 1 in einer in Richtung des Pfeiles II betrachteten teilweisen Abwicklung;2 shows the cone facing the liquid-free space. outer surface of a sealing lip of the sealing ring according to 1 in a partial development viewed in the direction of arrow II;
Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende teilweise Abwicklung der in Richtung des Pfeiles III der Fig. 1 betrachteten Anlageflächen der genannten Dichtlippe an der abzudichtenden Welle.3 shows a partial development corresponding to FIG. 2 and viewed in the direction of arrow III in FIG. 1 Contact surfaces of the named sealing lip on the shaft to be sealed.
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Der in Fig. 1 dargestellte Wellendichtring umfaßt eine Welle 10, die gemäß dem Doppelpfeil der Fig. 1 in beiden Drehrichtungen betrieben werden kann. Der Dichtring besteht aus elaste— merem Material wie beispielsweise Gummi und weist in dem dargestellten Schnitt ein etwa U-förmiges Profil mit konzentrisch zur Welle 10 verlaufenden Schenkeln auf, von denen der innere zugleich eine Dichtlippe 11 bildet und der äußere Schenkel 12 zum Einsetzen des Dichtringes in eine zugeordnete Ausnehmung eines Lagers3 eines Maschinenteils od.dgl. und über den Stegteil des Profils zugleich zur Halterung der Dichtlippe 11 dient. Das elastomere Material des Dichtringes umschließt einen im dargestellten Schnitt L-förmigen Versteifungsring 13, der von dem elastomeren Material umgössen und damit völlig eingeschlossen ist. ' ■)The shaft sealing ring shown in Fig. 1 comprises a shaft 10 which can be operated according to the double arrow in FIG. 1 in both directions of rotation. The sealing ring consists of elastic material such as rubber and, in the section shown, has an approximately U-shaped profile with legs running concentrically to the shaft 10, of which the inner leg also forms a sealing lip 11 and the outer leg 12 for inserting the sealing ring in an associated recess of a bearing 3 of a machine part or the like. and at the same time serves to hold the sealing lip 11 via the web part of the profile. The elastomeric material of the sealing ring encloses a reinforcing ring 13 which is L-shaped in the section shown and which is encapsulated by the elastomeric material and thus completely enclosed. '■)
Die in ihrer Länge etwa dem äußeren Sehenkel 12 gleichende Dichtlippe 11 weist im Bereich ihres freien Endes eine der .Welle. .1.0 zugekehrte Einschnürung eines im Schnitt der Fig. 1 etwa V-förmigen Querschnitts auf, dessen Scheitel zugleich eine kreisringförmige Anlagekante 16 zur Anlage an der'Welle. 10 bildet. Der Scheitelwinkel zwischen der dem flussigkeitsführenden Raum zugekehrten Kegelmantelfläche 14 und der dem flüssigkeitsfreien Raum zugekehrten Kegelmantelfläche 15 der genannten Einschnürung kann unterschiedlich sein. In den meisten praktischen Anwendungsfällen hat sich jedoch ein Scheitelwinkel von etwas mehr als 90° als geeignet ergeben. 'The approximately equal in length to the outer leg 12 Sealing lip 11 has in the region of its free end one of the .Wave. .1.0 facing constriction of a section in FIG. 1 approximately V-shaped cross-section, the apex of which at the same time has an annular contact edge 16 for contact with the shaft. 10 forms. The vertex angle between the one carrying the liquid Space facing conical surface 14 and the liquid-free Space facing conical surface 15 of the aforementioned Constriction can be different. In most practical applications, however, there is a vertex angle of a little more than 90 ° result as suitable. '
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Auf Ihrer der Anlagelcante 16 abgelegenen Außenseite Ist die Dichtlippe 11 mit einer im Querschnitt etwa halbkreisförmigen Ringnute 17 versehen, in der eine Schraubenzugfeder ic angeordnet ist, durch welche die Dichtlippe 11 mit einer gewünschten Anpreßkraft gegen die Uelle 10 angedrückt wird.Is on your outer side remote from the investment edge 16 the sealing lip 11 is provided with an annular groove 17 which is approximately semicircular in cross section and in which a helical tension spring ic is arranged, through which the sealing lip 11 with a desired Contact pressure against the Uelle 10 is pressed.
Wie auch aus den Fig. 2 und 3 hervorgeht, weist die den flüssigkeitsfreien Raum zugekehrte Kegelnante!fläche 15 der Dichtlippe 11 dicht neben der Anlagekante 15 in Umf ausrichtung gleichmäßig verteilt zylindrische Erhebungen 19 auf, deren äußere Stirnflächen quer su ihren Ächsrlchtungen und zugleich, etwa parallel zum benachbarten Teil der Kegelmantelflache verlaufen. Infolgedessen ergeben εIcL bei der Anwendung des Dichtringes in der In Fig. 3 dargestellten- V.'eise neben der kreisringformigen Anlagekante 16 noch etwa sichelförmige zusätzliche Anlageflächen 20, die mit ihrem Hittelbereich jeweils der Anlagekante 16 zugekehrt sind. GeEiIiD dem Ausführun-^sbcispiel ist der gegenseitige Abstand der Lrhcbunren 19 in Unfangsrichtung der Kegeliaontelfläche 15 etwa gleich deren in gleicher Richtung gemessenen Γ-reItc und der gegenseitige Uinkelabstand der Erhebungen 19 zur Wellenachse beträgt etwa 10°,As can also be seen from FIGS. 2 and 3, the has the cone edge facing the liquid-free space area 15 of the Sealing lip 11 close to the contact edge 15 in Umf alignment uniformly distributed cylindrical elevations 19, the outer end faces of which are transverse to their axes and at the same time, approximately parallel to the adjacent part of the surface of the cone get lost. As a result, εIcL when applying the Sealing ring in the V.'eise shown in Fig. 3 next to the circular contact edge 16 still approximately sickle-shaped additional Contact surfaces 20, each with its central area the contact edge 16 are facing. In accordance with the example is the mutual spacing of the Lrhcbunren 19 in the circumferential direction the Kegeliaontelfläche 15 approximately equal to their in Γ-reItc measured in the same direction and the mutual angular distance the elevations 19 to the shaft axis is about 10 °,
Bei der praktischen Anwendung des beschriebenen Wellendichtringes wird die mit der Uclic 10 mehr» oucr weniger rotierende Leckflüssigkeit in die; aus Fig. 3 ersichtlichen Keilr"umeIn the practical application of the shaft seal described the one that rotates more »or less with the Uclic 10 Leakage fluid in the; from Fig. 3 apparent wedge "ume
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zwischen den zusätzlichen Anlageflächen 20 und der Anlagekante 16 hineingeschleudert, !Wodurch in diesen Keilräumen ein Überdruck entsteht, durch den die Leckflüssigkeit unter einer zumindest vorübergehenden Abhebung der Anlagekante 16 von der v/eile. 10 wieder in den die Flüssigkeit, z.B. Schmieröl, enthaltenden Raum zurückgedrückt wird. Aufgrund der nach beiden Drehrichtungen der Welle 10 hin symmetrischen Form der zusätzlichen Anlageflächen 20 wird die zusätzlich abdichtende Wirkung unabhängig von der Drehrichtung der Welle 10 stets erzielt.between the additional contact surfaces 20 and the contact edge 16 thrown in,! Which creates an overpressure in these wedge spaces, through which the leakage liquid with an at least temporary lifting of the contact edge 16 from the v / hurry. 10 is pushed back into the space containing the liquid, for example lubricating oil. Because of after both Directions of rotation of the shaft 10 towards the symmetrical shape of the additional Contact surfaces 20, the additional sealing effect is always independent of the direction of rotation of the shaft 10 achieved.
Durch das örtliche Abheben der Anlagekante 16 beim Zurückdrücken des Lecköles wird zugleich die Reibung zwischen der Anlagekante 16 und der Welle 10 beträchtlich vermindert und die Lebensdauer des Dichtringes entsprechend erhöht, obgleich auch die Dichtwirkung gegenüber den vergleichbaren bekannten (| Dichtringen wesentlich größer ist. Da die Anlagekante 16 sich beim Aufhören einer Wellendrehung stets wieder entlang ihrer ganzen Länge dicht an die Welle 16 anlegt, bleibt auch bei stillstehender Meile die Abdichtung des Dichtringes vollständig erhalten. Der beschriebene und dargestellte Wellendich triiig kann deshalb mit den gleichen Vorteilen, die bisher den nur für eine Wellendrehrichtung geeigneten Dichtringen mit schraubenförmig schräggestellten Rippen vorbehalten waren, für alle rotierenden Wellen unabhängig von deren Drehrichtung angev7endet werden.By the local lifting of the contact edge 16 when pushing back of the leakage oil, the friction between the contact edge 16 and the shaft 10 is also considerably reduced and the service life of the sealing ring is increased accordingly, although the sealing effect compared to the comparable known (| Sealing rings is much larger. Since the contact edge 16 always rests tightly against the shaft 16 again along its entire length when a shaft rotation stops, also remains when the mile is at a standstill, the sealing ring is completely sealed obtain. The shaft you described and shown triiig can therefore with the same advantages that so far the sealing rings only suitable for one direction of rotation of the shaft with helically inclined ribs were reserved for all rotating shafts regardless of their direction of rotation can be used.
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BADORföttiAL
Die Erfindung ist nicht an alle Einzelheiten des beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiels gebunden. So können die Erhebungen an der einen Kegelmantelflache der Dichtlippe in Abweichung von der kreisförmigen Querschnittsform auch beliebige andere, z.B. elliptische, polygonal bogenförmige oder kreissegmentförmige Querschnitte aufweisen, solange sie der Anlagekante 16 mit einem bogenförmigen Umfangsteil zugekehrt sind. Je nach den jeweiligen Anwendungsbedingungen kann auch der Durchmesser bzw. die Breite der Erhebungen 19 in Umfangsrichtung der zugeordneten Kegelmantelfläche größer oder kleiner als der gegenseitige Abstand der Erhebungen in gleicher Richtung sein und der Teilungsabstand mehr oder weniger als 10 , bezogen auf die Dichtringaehse, betragen. In gewissen Grenzen kann schließlich auch die Höhe der Erhebungen 19 und deren Abstand von der Anlagekante 16 der Dichtlippe 11 verändert werden. Bei der Abdichtung gegen eine Flüssigkeit hoher Viskosität kann eine größere Höhe der Erhebungen und damit zugleich deren größerer Abstand von der Anlagekante 16 als bei einer Abdichtung gegen Flüssigkeiten niedrigerer Viskosität zweckmäßig sein. Wesentlich bleibt in allen Fällen aber, daß die Erhebungen 19 stets mit einer zusätzlichen Anlarefläche 20 und die kreisringförmigeAnlageflache 16 bei stillstehender Welle stets entlang ihrer ganzen Länge an der Welle dicht anliegt.The invention is not restricted to all details of the exemplary embodiment described and illustrated. So can the elevations on one conical surface of the sealing lip In deviation from the circular cross-sectional shape, any other, e.g. elliptical, polygonal arc-shaped or have circular segment-shaped cross-sections, as long as they the contact edge 16 with an arcuate peripheral part are facing. Depending on the respective application conditions, the diameter or the width of the elevations 19 in the circumferential direction of the assigned conical surface larger or smaller than the mutual spacing of the elevations in be in the same direction and the pitch is more or less than 10, based on the sealing ring pin. In Finally, the height of the elevations 19 and their distance from the contact edge 16 of the sealing lip 11 can also have certain limits to be changed. When sealing against a liquid of high viscosity, a greater height of the elevations and thus at the same time their greater distance from the contact edge 16 than in the case of a seal against liquids of lower viscosity be appropriate. In all cases, however, it remains essential that the elevations 19 always have an additional surface 20 and the circular contact surface 16 at stationary shaft always lies tightly against the shaft along its entire length.
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Claims (1)
Applications Claiming Priority (1)
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| SE985267A SE306207B (en) | 1967-06-30 | 1967-06-30 |
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Family Applications (1)
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Cited By (1)
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- 1968-05-20 DE DE19681750633 patent/DE1750633A1/en active Pending
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