DE19511550A1

DE19511550A1 - Shaft with sealing ring for lubricated bearing

Info

Publication number: DE19511550A1
Application number: DE19511550A
Authority: DE
Inventors: Rolf Fleischhauer; Harald Meisel
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1995-03-29
Filing date: 1995-03-29
Publication date: 1996-10-02

Abstract

The shaft (5) has a sealing ring with a central annular body (1) and two sealing lips (2). The lips are separated axially, and are arranged conically with respect to the shaft axis, in opposing directions. The lips have surfaces or edges which can slide against the shaft, and at least one of these has a recess (6) which extends from it. At least one may also have a slit, and each lip may have recesses (6,7) and slits which are arranged behind one another with circumferential separations, which may be constant. The recesses may be triangular, and those on each lip may be offset circumferentially from one another.

Description

Die Erfindung betrifft eine Welle mit einem Dichtring, der aus einem zentralen Ringkörper und zwei im Axialschnitt jeweils zu der Ringachse in einem Winkel gegensinnig angeordneten kegeligen Dichtlippen mit Anlagefläche oder -kanten für die gleitende Anlage an der Welle besteht.The invention relates to a shaft with a sealing ring, which consists of a central Ring body and two in axial section each to the ring axis at an angle oppositely arranged conical sealing lips with contact surface or edges for the sliding system on the shaft.

Solch eine Welle mit einem Dichtring ist aus der DE-OS 39 37 584 bekannt. Dort kann der Dichtring aus einem polymeren Werkstoff bestehen und bei der Montage in eine Umfangsnut einer Lagerbüchse einrasten. Bei der relativen, axialen, hin- und hergehenden Bewegung zwischen der Welle und der Lager büchse gleiten die Dichtlippen mit ihren Anlagekanten an der Mantelfläche der Welle entlang und dichten die Lagerbüchse ab, so daß Schmierstoff aus der Lagerbüchse nicht austreten und Schmutz aus der Umgebung in die Lagerbüch se nicht eintreten kann.Such a shaft with a sealing ring is known from DE-OS 39 37 584. There the sealing ring can consist of a polymeric material and the Snap assembly into a circumferential groove of a bearing bush. At the relative, axial, reciprocating movement between the shaft and the bearing The sealing lips slide with their contact edges on the lateral surface of the sleeve Shaft along and seal the bearing bush, so that lubricant from the Bearing bushing does not leak and dirt from the environment enters the bearing bushing cannot occur.

Bei diesem Dichtring ist der Durchmesser der Anlageflächen oder -kanten der Dichtlippen etwas geringer als der Wellendurchmesser, so daß die Dichtlippen des auf die Welle aufgeschobenen Dichtringes elastisch aufgeweitet und damit vorgespannt sind. Aufgrund dieser Zugspannung in Umfangsrichtung im Dicht lippenbereich ergibt sich eine hohe Reibungskraft an den Anlageflächen. Damit wird für die Verschiebung des Dichtringes längs der Welle eine große Ver schiebekraft erforderlich.With this sealing ring, the diameter of the contact surfaces or edges is the Sealing lips slightly smaller than the shaft diameter, so that the sealing lips of the sealing ring pushed onto the shaft elastically expanded and thus are biased. Due to this tensile stress in the circumferential direction in the seal lip area there is a high frictional force on the contact surfaces. In order to is a large Ver for the displacement of the sealing ring along the shaft pushing force required.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei dem Dichtring bei gleichen Abmessungen die im Betrieb auftretende Reibung und damit die erforderliche Verschiebekraft beispielsweise eines mit dem Dichtring ausgestatteten Linear lagers zu verringern.The invention has for its object in the same at the sealing ring Dimensions the friction occurring during operation and thus the required Displacement force, for example, of a linear equipped with the sealing ring to reduce stock.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine der Dichtlippen mindestens eine von der Anlagefläche ausgehende Ausnehmung oder minde stens einen von der Anlagefläche ausgehenden Schlitz aufweist. Jede Dichtlippe kann mehrere Ausnehmungen oder Schlitze aufweisen, die in Umfangsrichtung in Abständen hintereinander angeordnet sind. Durch das Einbringen von Aus nehmungen wird in den Dichtlippen die Spannungszone unterbrochen. Es werden einzelne voneinander unabhängige Dichtlippensegmente gebildet, die sich relativ spannungsfrei auf die Mantelfläche der Welle einstellen können.This object is achieved in that one of the sealing lips at least one recess or at least one starting from the contact surface least has a slot extending from the contact surface. Every sealing lip may have multiple recesses or slots that are circumferential are arranged at intervals. By introducing Aus the tension zone is interrupted in the sealing lips. It individual, independent sealing lip segments are formed, which can adjust to the lateral surface of the shaft relatively stress-free.

Ein gleichmäßiges Verhalten aller Dichtlippensegmente kann dadurch erzielt werden, daß alle Abstände jeweils zweier in Umfangsrichtung hintereinander angeordneter Ausnehmungen eine konstante Längenabmessung aufweisen. Dabei können die Ausnehmungen der Dichtlippen als dreieckförmige Kerben ausgebildet sein.This enables a uniform behavior of all sealing lip segments be that all distances are two in a row in the circumferential direction arranged recesses have a constant length dimension. The recesses of the sealing lips can be triangular notches be trained.

Die Ausnehmungen einer Dichtlippe können zu den Ausnehmungen der ande ren Dichtlippe in Umfangsrichtung versetzt angeordnet sein. Dadurch entsteht eine Labyrinthdichtung. Versuche haben ergeben, daß in diesem Fall das erforderliche Abstreifvermögen des Dichtringes weitgehend erhalten bleibt und die Dichtwirkung nur unwesentlich beeinflußt wird. Zweckmäßigerweise sind die Ausnehmungen einer Dichtlippe zu den Ausnehmungen der anderen Dicht lippe um die halbe Längenabmessung des Umfangsabstandes zweier benach barter Ausnehmungen versetzt.The recesses of a sealing lip can be the recesses of the other Ren sealing lip may be arranged offset in the circumferential direction. This creates a labyrinth seal. Experiments have shown that in this case the required wiping ability of the sealing ring is largely maintained and the sealing effect is only slightly influenced. Are expedient the recesses of one sealing lip to the recesses of the other sealing lip by half the length dimension of the circumferential distance between two cont sharp recesses offset.

Die Wirkung der Labyrinthdichtung kann dadurch noch verbessert werden, daß zwischen den beiden voneinander abgewandten Dichtlippen eine an dem Ringkörper angeformte Spaltlippe angeordnet ist. The effect of the labyrinth seal can be improved that between the two sealing lips facing away from each other on the Ring body molded gap lip is arranged.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die erforderlichen Verschiebekräfte wesentlich verringert sind. Es ergibt sich eine stabile Dichtlippenausführung, die gegenüber den Dichtlippen vorbekannter Dichtringe geringere Verschleißerscheinungen zeigt und einfach montierbar ist.The advantages that can be achieved with the invention are, in particular, that the required displacement forces are significantly reduced. There is one stable sealing lip design, which is more known than the sealing lips Sealing rings shows less wear and tear and is easy to install.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigenEmbodiments of the invention are shown in the drawing and are described in more detail below. Show it

Fig. 1 einen auf eine Welle aufgeschobenen Dichtring, teilweise aufgebrochen; Fig. 1 a is pushed onto a rotary shaft seal, partially broken away;

Fig. 2 einen Abschnitt des Dichtringes gemäß Figur 1; FIG. 2 shows a section of the sealing ring according to FIG. 1;

Fig. 3 eine stirnseitige Ansicht des Dichtringes gemäß Figur 1; Fig. 3 is an end view of the sealing ring of Figure 1;

Fig. 4 einen Teillängsschnitt durch den Dichtring gemäß Figur 1; Fig. 4 shows a partial longitudinal section through the sealing ring of Figure 1;

Fig. 5 einen Teillängsschnitt durch einen abgewandelten Dichtring. Fig. 5 shows a partial longitudinal section through a modified sealing ring.

Der in den Fig. 1 bis 4 gezeigte Dichtring besteht aus einem zentralen Ringkörper 1, an welchem am inneren Durchmesser zwei Dichtlippen 2 und 3 angeformt sind. Der Ringkörper 1 und die Dichtlippen 2 und 3 sind ein ein stückiges Kunststoffbauteil. Die Dichtlippen 2 und 3 sind jeweils kegelförmig ausgebildet und gegensinnig an dem Ringkörper 1 angeordnet. Sie bilden jeweils im Axialschnitt einen Winkel mit der Längsachse des Dichtringes, vorzugsweise einen spitzen Winkel. Am inneren Durchmesser weisen die Dichtlippen 2 und 3 Anlageflächen 4 auf, mit welchen sie an der Mantelfläche einer Welle 5 anliegen, auf die der Dichtungsring gemeinsam mit der Lager büchse axial aufgeschoben ist.The sealing ring shown in FIGS. 1 to 4 consists of a central ring body 1 , on which two sealing lips 2 and 3 are formed on the inner diameter. The ring body 1 and the sealing lips 2 and 3 are a one-piece plastic component. The sealing lips 2 and 3 are each conical and arranged in opposite directions on the ring body 1 . They each form an angle in axial section with the longitudinal axis of the sealing ring, preferably an acute angle. On the inner diameter, the sealing lips 2 and 3 have contact surfaces 4 , with which they rest on the lateral surface of a shaft 5 , on which the sealing ring is axially pushed together with the bearing bush.

Erfindungsgemäß sind in die Dichtlippe 2 Ausnehmungen 6 und in die Dicht lippe 3 Ausnehmungen 7 eingearbeitet. Diese befinden sich jeweils an einer Dichtlippe in Umfangsrichtung in gleichen Abständen A hintereinander. Sie haben die Form von dreieckförmigen Kerben.According to the invention in the sealing lip 2 recesses 6 and 3 in the sealing lip 3 recesses 7 are incorporated. These are each located on a sealing lip in the circumferential direction at equal intervals A one behind the other. They have the shape of triangular notches.

Aus den Fig. 1 und 3 kann man erkennen, daß die Dichtlippe 2 mit ihren Ausnehmungen 6 gegenüber der Dichtlippe 3 mit den Ausnehmungen 7 in Umfangsrichtung versetzt angeordnet ist. Auf diese Weise ergibt sich eine Labyrinthdichtung. Schmierstoff kann von der Innenseite der Lagerbüchse kaum noch zur Außenseite gelangen, weil auf dem Weg dorthin durch die Ausneh mungen 6 der Dichtlippe 2 in den von den Dichtlippen 2 und 3 und der Welle 5 umschlossenen Ringraum und von dort durch die Ausnehmungen 7 der Dichtlippe 3 hinaus eine mehrfache Richtungsänderung der Strömung des Schmierstoffes und damit eine hohe Flüssigkeitsreibung verbunden ist. Über die Länge des Labyrinths und durch die Form der Ausnehmungen kann erreicht werden, daß der äußeren Dichtlippe genau die minimale Schmierstoffmenge zugeführt wird, die zur Ausbildung eines für hohe Geschwindigkeiten benötig ten Schmierfilms führt.From FIGS. 1 and 3 can be seen, is arranged that the sealing lip 2 admixed with their recesses 6 against the sealing lip 3 with the recesses 7 in the circumferential direction. This creates a labyrinth seal. Lubricant can hardly get from the inside of the bearing bush to the outside because on the way there through the recesses 6 of the sealing lip 2 into the annular space enclosed by the sealing lips 2 and 3 and the shaft 5 and from there through the recesses 7 of the sealing lip 3 In addition, a multiple change in direction of the flow of the lubricant and thus a high fluid friction is associated. Over the length of the labyrinth and through the shape of the recesses can be achieved that exactly the minimum amount of lubricant is fed to the outer sealing lip, which leads to the formation of a lubricating film required for high speeds.

Die Labyrinthwirkung des Dichtringes mit den versetzten Ausnehmungen 6 und 7 an den Dichtlippen 2 und 3 wird noch dadurch erhöht, daß an dem Dichtring gemäß Fig. 5 der Zeichnung eine in der Ebene des Ringkörpers 1 befindliche zusätzliche Spaltlippe 8 an dem Ringkörper 1 angeformt ist. Diese erzwingt weitere Umlenkungen des Schmierstoffs innerhalb des Ringraums des Dicht ringes.The labyrinth effect of the sealing ring with the offset recesses 6 and 7 on the sealing lips 2 and 3 is further increased in that an additional gap lip 8 located in the plane of the ring body 1 is formed on the ring body 1 on the sealing ring according to FIG. 5 of the drawing. This forces further deflections of the lubricant within the annular space of the sealing ring.

BezugszeichenlisteReference list

1 Ringkörper
2 Dichtlippe
3 Dichtlippe
4 Anlagefläche
5 Welle
6 Ausnehmung
7 Ausnehmung
8 Spaltlippe
A Abstand 1 ring body
2 sealing lip
3 sealing lip
4 contact surface
5 wave
6 recess
7 recess
8 split lip
A distance

Claims

1. Shaft with a sealing ring, which consists of a central ring body and two in axial section in each case to the ring axis at an angle in opposite directions NEN conical sealing lips with contact surfaces or edges for sliding contact on the shaft, characterized in that one of the sealing lips ( 2 , 3 ) has at least one recess ( 6 ) starting from the contact surface ( 4 ).

2. Shaft with a sealing ring, which consists of a central ring body and two in axial section in each case to the ring axis at an angle in opposite directions NEN conical sealing lips with contact surfaces or edges for sliding contact on the shaft, characterized in that one of the sealing lips ( 2 , 3 ) has at least one slot extending from the contact surface ( 4 ).

3. Shaft according to claim 1 or 2, characterized in that each sealing lip ( 2 , 3 ) has a plurality of recesses ( 6 , 7 ) or slots which are arranged one behind the other in the circumferential direction at intervals (A).

4. Shaft according to claim 3, characterized in that all distances (A) each have two circumferentially arranged recesses ( 6 , 7 ) have a constant length dimension.

5. Shaft according to claim 3, characterized in that the recesses ( 6 , 7 ) of the sealing lips ( 2 , 3 ) are triangular.

6. Shaft according to claim 3, characterized in that the recesses ( 6 ) of a sealing lip ( 2 ) to the recesses ( 7 ) of the other sealing lip ( 3 ) are arranged offset in the circumferential direction.

7. Shaft according to claim 6, characterized in that the recesses ( 6 ) of a sealing lip ( 2 ) to the recesses ( 7 ) of the other sealing lip ( 3 ) by half the length dimension of the circumferential distance (A) of two adjacent recesses ( 6 and 7 respectively ) are offset.

8. Shaft according to claim 3, characterized in that between the two sealing lips ( 2 , 3 ) facing away from one another on the annular body ( 1 ) molded gap lip ( 8 ) is arranged.