DE1902491A1

DE1902491A1 - Sealing of a shaft passage through a housing

Info

Publication number: DE1902491A1
Application number: DE19691902491
Authority: DE
Inventors: Karl Fleischmann; Karl Ruppert
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1969-01-18
Filing date: 1969-01-18
Publication date: 1970-11-05

Description

Abdichtung eines Wellendurchtritts durch ein Gehäuse Zusatz zum Patent ... (Anm. Az. P 1 804 557.3) Die Erfindung bezieht sich auf eine Abdichtung eines Wellendurchtritts durch ein Gehäuse, insbesondere einer Kurbelwelle von Brennkraftmaschinen gegenüber dem Eurbelwellengehäuse, bei der ein ohne oder nur mit geringem Spiel oder gar unter Vorspannung auf dem durch die Gehäusewand hindurchgeführten Ende der Welle aufgeschobener, verschleißfester Dichtring durch einen oder mehrere, aus Gummi oder gummielastischem Werkstoff bestehende Lagerringe in vorgegebenen Grenzen axial und radial verachiebbar, jedoch nicht verdrehbar in der Gehäusewand bzw in einem an der Gehäusswand angebrachten Trägerring gelagert ist, gemäß dem Patent ... (Anm.Az. P 1 804 557.3). Sealing of a shaft passage through a housing Addition to the patent ... (Note Az. P 1 804 557.3) The invention relates to a seal for a Shaft passage through a housing, in particular a crankshaft of internal combustion engines compared to the Eurbelwelle housing, where there is little or no play or even under pretension on the end passed through the housing wall wear-resistant sealing ring pushed onto the shaft by one or more Rubber or rubber-elastic material existing bearing rings within specified limits axially and radially displaceable, but not rotatable in the housing wall or in a support ring attached to the housing wall is mounted, according to the patent ... (note reference P 1 804 557.3).

Durch eine elastische Wellenabdichtung der vorbeschriebenen Art werden vorzeitige Verschleißerscheinungen am Dichtring, hervorgerufen durch den unrunden Lauf der Welle, welcher auf Grund des vorhandenen Lagerspiels auftritt, vermieden, indem der Dichtring derart elastisch im Gehäuse angeordnet ist, daß er das nSpringent bzw. den unrunden Lauf der Welle mitmacht. Erst dadurch ist es möglich geworden, den Dichtring praktisch spielfrei auf der Welle anzuordnen. Dabei ist selbstverständlich jedem Fachmann klar, daß eine vollkommen spielfreie Anordnung eines Dich-tringes aus Metall im allgemeinen allein wegen der hohen Herstellungskosten nur bei Einzel- bzw. Sonderanfertigungen in Frage kommen wird. Im Serienbau nimmt man vielfach, sofern es sich um Abdichtungen gegenüber Spritzöl oder dgl. handelt, ein auf Grund der Fertigungstoleranzen auftretendes, geringes Spiel zwischen Welle und Dichtring in Kauf, da die geforderte Dichtheit vollkommen gewährleistet ist.By means of an elastic shaft seal of the type described above premature signs of wear on the sealing ring, caused by the out-of-round Running of the shaft, which occurs due to the existing bearing play, is avoided, in that the sealing ring is so resiliently arranged in the housing that it nSpringent or participate in the out-of-round run of the wave. Only then has it become possible to arrange the sealing ring on the shaft with practically no play. It goes without saying It is clear to every expert that a completely play-free arrangement of a dichroic ring made of metal in general simply because of the high manufacturing costs only in the case of one-off or custom-made products. In series production you take in many cases, provided that it is a question of seals against spray oil or the like Due to the manufacturing tolerances, there is little play between the shaft and Sealing ring in purchase, as the required tightness is completely guaranteed.

Wird jedoch im Serienbau eine absolute Öldichtheit verlangt, wie dies beispielsweise bei Kurbelwellenabdichtungen von Brennkraftmaschinen der Fall sein kann und sollen auch bei geringem Überdruck bzw. Uberspülung des Dichtringes keine Eeekerscheinungen auftreten, so wird man zweckmäßig der leichteren und billigeren Herstellung wegen, wie bereits im Hauptpatent erwähnt, den Dichtring aus Kunststoff vorsehen. Kunststoffringe haben shr gute Gleiteigenschaften, hohe Verschleißfestigkeit und lassen sich leicht maßgerecht herstellen.If, however, absolute oil-tightness is required in series production, like this be the case, for example, with crankshaft seals of internal combustion engines can and should not even with a slight overpressure or overflushing of the sealing ring Eeek phenomena occur, one becomes expediently the lighter and cheaper one Manufactured because, as already mentioned in the main patent, the sealing ring made of plastic provide. Plastic rings have very good sliding properties and high wear resistance and can easily be made to measure.

Bei der Verwendung solcher Dichtringe im Betrieb muß man annehmen, daß die ursprünglich spielfrei oder nur mit geringer Vorspannung eingebauten Massiv-Kunststoff-iichtringe extremen Anforderungen an Dichtheit unter gewissen Umständen nicht ganz entsprechen. Der Grund dafür sind die verschiedenen Ausdehnungs-Kosffizienten von Stahl und Kunststoff. Weiter ist es schwierig, einen Massiv-Kunststoff-Dichtring mit der der Ausdehnung im Betrieb angeglichenen Vorspannung bei Normaltemperatur zu montieren.When using such sealing rings in operation, one must assume that the solid plastic sealing rings, which were originally installed with no play or only slightly preloaded under certain circumstances does not fully meet the extreme requirements for tightness. The reason for this is the different expansion coefficients of steel and plastic. Next, it is difficult to use a solid plastic sealing ring with which to expand to assemble adjusted preload during operation at normal temperature.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Kunststoff-Dichtring für eine Wellenabdichtung nach dem Hauptpatent zu schaffen, der in jedem Betriebszustand absolut dicht an der Welle anliegt und einfach zu montieren ist.The object of the present invention is to provide a plastic sealing ring to create a shaft seal according to the main patent, which is in every operating condition lies absolutely close to the shaft and is easy to assemble.

Nach der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Durchmesser der an der Welle ånliegenden Dicht- bzw.According to the invention, the object is achieved in that the diameter the sealing or sealing ring located on the shaft

Lauffläche des Kuns-tstoff-Dichtringes bei Normal- bzw.Contact surface of the plastic sealing ring for normal or

Einbautemperatur um die Differenz der vom kalten bis zum Betriebazustand erfolgenden Wärmeausdehnung zwischen der Welle und dem Dichtring kleiner als die Welle bei Normaltemperatur ist, und daß die Lauffläche zur Verringerung des Verformungswiderstandes möglichst tiefe, ringförmige Ausnehmungen aufweist, so daß sich die durch die Ausnehmungen entstehenden ringförmigen Zähne beim Aufschieben auf die Welle leicht seitlich wegbiegen und erst mit Erreichen der Betriebstemperatur durch das Rückstellvermögen des Kunststoffes ihre ursprüngliche Form wieder annehmen.The installation temperature is the difference between the cold and the operational state occurring thermal expansion between the shaft and the sealing ring smaller than that Wave is at normal temperature, and that the tread to reduce the deformation resistance has the deepest possible, annular recesses, so that the through the recesses Bend the resulting ring-shaped teeth slightly to the side when sliding them onto the shaft and only when the operating temperature is reached due to the resilience of the plastic return to their original shape.

Die ringförmigen Ausnehmungen bzw. die Zähne des Dichtringes sind dabei senkrecht oder schräg zur Welle angeordnet. Die letztgenannte Ausführung bringt den Vorteil des leichteren Aufschiebens auf die Welle.The annular recesses or the teeth of the sealing ring are arranged perpendicular or at an angle to the shaft. The latter version brings the advantage of being easier to slide onto the shaft.

Der erfindungsgemäße Dichtring ist gegenüber Metallringen absolut dicht. Unvermeidbare Fertigungstoleranzen der Welle werden durch ihn ausgeglichen. Schließlich sind als eine erwünschte Nebenerscheinung noch die bekannten Vorteile eines Babyrinth-Abdichtsystems zu nennen.The sealing ring according to the invention is absolute compared to metal rings tight. Unavoidable manufacturing tolerances of the shaft are compensated for by it. Finally, as a desirable by-product, are the well-known benefits a babyrinth sealing system.

Einzelheiten der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung von zwei in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen hervor. Es zeigen: Fig, 1 einen Schnitt durch eine Wellenabdichtung nach dem Patent ... (Anm. Az. P 1 804 557.3) mit einem Kunststoff-Dichtring nach der Erfindung bei Normal- bzw. Einbautemperatur, Fig. 2 die Weilenabdichtung nach Fig. 1, jedoch bei Betriebstemperatur, Fig. 3 einen Schnitt durch eine andere Wellenabdichtung nach dem genannten Patent mit einer anderen Ausführung des erfindungBgemäßen Dichtringes bei Einbauteiperatur, Fig* 4 die Abdichtung nach Fig. 3 im Betriebszustand.Details of the invention can be found in the following description from two embodiments shown in the drawings. Show it: Fig. 1 shows a section through a shaft seal according to the patent ... (Note. Az. P 1 804 557.3) with a plastic sealing ring according to the invention for normal or Installation temperature, Fig. 2 the shaft seal according to Fig. 1, but at operating temperature, Fig. 3 is a section through another shaft seal according to said patent with another embodiment of the sealing ring according to the invention at built-in temperature, Fig * 4 the seal according to FIG. 3 in the operating state.

In den Fig. 1 bis 4 ist die Welle mit 1, das Wellengehäuse mit 2, der Trägerring mit 4 und der Deckel des Trägerringes 4 mit 11 bezeichnet. Die Positionsbezeichnungen entsprechen, soweit es sich um gleiche Teile handelt, den Bezeichnungen im Hauptpatent.In Figs. 1 to 4, the shaft with 1, the shaft housing with 2, the carrier ring is denoted by 4 and the cover of the carrier ring 4 is denoted by 11. The item names as far as the parts are the same, correspond to the designations in the main patent.

Entsprechend den Fig. 1 und 2 ist ein auf der Welle 1 aufgeschobener Dichtring 23 in bekannter Weise durch den doppeltrapezförmigen Lagerring 22 axial und radial beweglich in dem Trägerring 4 gelagert. An der an der Welle 1 anliegenden Dicht- bzw. Lauffläche 24 weist der Dichtring 23 eine Reihe von möglichst tiefen Ausnehmungen 25 auf, wodurch ringförmige Zähne 26 entstehen. Die Zähne 26 sind beim Aufschieben auf die kalte bzw. Normaltemperatur aufweisende Welle 1 leicht verformbar und biegen sich, wie aus Fig. 1 zu sehen ist, seitlich weg. Fig. 2 zeigt den Dichtring 23 in erwärmtem Zustand, d.h. bei Betriebstemperatur. Durch seine gegenüber der Welle 1 größere Ausdehnung liegen die Zähne 26 nur noch leicht an der Welle 1 an, dichten jedoch noch gut ab.According to FIGS. 1 and 2, one is pushed onto the shaft 1 Sealing ring 23 axially through the double trapezoidal bearing ring 22 in a known manner and mounted in the carrier ring 4 so as to be radially movable. At the one resting on shaft 1 Sealing or running surface 24, the sealing ring 23 has a number of as deep as possible Recesses 25, whereby annular teeth 26 are formed. The teeth 26 are at Sliding onto the cold or normal temperature having shaft 1 easily deformable and, as can be seen from FIG. 1, bend away to the side. Fig. 2 shows the sealing ring 23 when heated, i.e. at operating temperature. Through its opposite the Shaft 1 larger extension, the teeth 26 are only lightly on shaft 1, however still seal well.

In den Fig. 3 und 4 liegt ein Dichtring 27 zwischen den Lagerringen 9, 10 axial und radial beweglich eingeklemmt.In FIGS. 3 and 4, a sealing ring 27 is located between the bearing rings 9, 10 clamped axially and radially movable.

Auch er weist Ausnehmungen 28 und Zähne 29 auf, die jedoch gegenUber der beschriebenen Ausführung zum leichteren Aufschieben auf die Welle 1 schräg zur Welle 1 vorgesehen sind. Fig. 3 zeigt wieder die Form des montierten Dichtringes 27 bei Normaltemperatur und Fig. 4 den Betriebszustand.It also has recesses 28 and teeth 29, but these are opposite the described embodiment for easier sliding onto the shaft 1 obliquely to Wave 1 are provided. Fig. 3 again shows the shape of the assembled sealing ring 27 at normal temperature and FIG. 4 the operating state.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Sealing of a shaft passage through a housing, in particular a crankshaft of internal combustion engines compared to the crankshaft housing the one with no or only little play or even under tension on the through the end of the shaft pushed through the housing wall, more wear-resistant Sealing ring by one or more, made of rubber or rubber-elastic material Bearing rings can be moved axially and radially within specified limits, but cannot be rotated stored in the housing wall or in a carrier ring attached to the housing wall is, according to the patent ... (Note No. P 1 804 557.3), characterized in that dsr Diameter of the seal or seal resting on the shaft (1). Contact surface (24) of the plastic sealing ring (23, 27) at normal or installation temperature by the difference between the cold and the Operating state taking place; thermal expansion between the shaft (1) and the sealing ring (23, 27) is smaller than the shaft (1) at normal temperature, and that the running surface (24) to reduce the deformation resistance as deep, ring-shaped or as possible has spiral-shaped recesses (25, 28) so that the through the recesses (25, 28) standing ring-shaped teeth (26, 29) when being pushed onto the shaft (1) Bend slightly to the side and only push through when the operating temperature is reached the resilience of the plastic take on its original rori again.

2. Sealing of a shaft passage according to claim 1, characterized in that that the annular recesses (25) or the teeth (26) of the sealing ring (23) run perpendicular to the longitudinal axis of the shaft (1).

3. Sealing of a shaft passage according to claim 1, characterized in that that the recesses (28) or

the teeth (29) for easier pushing on of the sealing ring (27) the shaft (1) are arranged obliquely to the shaft axis.