DE19955859B4

DE19955859B4 - Mechanical seal

Info

Publication number: DE19955859B4
Application number: DE19955859A
Authority: DE
Inventors: Hans-Henning Ing.(grad.) Zutz
Original assignee: Federal Mogul Burscheid GmbH
Current assignee: Federal Mogul Burscheid GmbH
Priority date: 1999-11-20
Filing date: 1999-11-20
Publication date: 2004-04-08
Anticipated expiration: 2019-11-21
Also published as: DE19955859A1

Abstract

Gleitringdichtung, in Form einer Laufwerkdichtung, bestehend aus einem in einen zugehörigen Aufnahmebereich (7) einsetzbaren Gleit- und/oder Gegenring (2), der mit einer außerhalb seiner Gleitfläche (4) vorgesehenen, zur Aufnahme wenigstens eines elastischen Rollkörpers (6) bestimmten konischen Umfangsfläche (5) versehen ist, wobei der Gleit- und/oder Gegenring (2) mit einem zusätzlichen, sich im Einbauzustand zumindest im Aufnahmebereich (7) abstützenden Dichtelement (8) in Wirkverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (8) mehrlippig ausgebildet ist, und daß zwischen drei einzelnen Dichtlippen (10, 11, 12) mindestens ein verdickter Bereich (9) vorgesehen ist, der im Einbauzustand des Gleit- und/oder Gegenringes (2) dergestalt im Aufnahmebereich (7) fixiert ist, daß zumindest eine der Dichtlippen (10, 11, 12) an einer korrespondierenden Gegenfläche (14, 15, 16) des Aufnahmebereiches (7) und/oder des Gleit- bzw. Gegenringes (2) unter Spannung angedrückt ist wobei eine der Dichtlippen (10) unter Bildung eines Hohlraumes (10') an einer Stirnfläche (14) des Aufnahmebereiches (7) angedrückt ist und eine der...Mechanical seal, in the form of a running gear seal, consisting of a sliding and / or counter ring (2) which can be inserted into an associated receiving area (7) and which has a conical, provided outside its sliding surface (4), for receiving at least one elastic rolling element (6) Circumferential surface (5) is provided, the sliding and / or counter ring (2) being operatively connected to an additional sealing element (8) which is supported at least in the receiving area (7) in the installed state, characterized in that the sealing element (8) has multiple lips is formed, and that between three individual sealing lips (10, 11, 12) at least one thickened area (9) is provided, which is fixed in the receiving area (7) in the installed state of the slide and / or counter ring (2) such that at least one of the sealing lips (10, 11, 12) is pressed under tension on a corresponding counter surface (14, 15, 16) of the receiving area (7) and / or the slide or counter ring (2) one of the sealing lips (10) is pressed against an end face (14) of the receiving area (7) to form a cavity (10 ') and one of the ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Gleitringdichtung, in Form einer Laufwerkdichtung, bestehend aus einem in einen zugehörigen Aufnahmebereich einsetzbaren Gleit- und/oder Gegenring, der mit einer außerhalb seiner Gleitfläche vorgesehenen zur Aufnahme wenigstens eines elastischen Rollkörpers bestimmten konischen Umfangsfläche versehen ist, wobei der Gleit- und/oder Gegenring mit einem zusätzlichen, sich im Einbauzustand zumindest im Aufnahmebereich abstützenden, Dichtelement in Wirkverbindung steht.The invention relates to a mechanical seal, in Form of a drive seal, consisting of an in an associated receiving area usable sliding and / or Mating ring that with an outside its sliding surface intended for receiving at least one elastic roller body conical peripheral surface is provided, the slide and / or counter ring with an additional, are supported at least in the receiving area in the installed state, Sealing element is in operative connection.

Durch die DE 31 41 512 A1 ist e Gleit- und/oder Gegenring einer Gleitringdichtung bekannt geworden, mit einer zur Aufnahme wenigstens eines elastischen Rollkörpers bestimmten kegeligen Umfangsfläche, wobei sich der Rollkörper im Einbauzustand zwischen der kegeligen Umfangsfläche und einer, ebenfalls kegeligen korrespondierenden Umfangsfläche eines den Gleit- und/oder Gegenring aufnehmenden Maschinen- bzw. Gehäuseteiles erstreckt. Zwischen dem Gleit- und/oder Gegenring und dem korrespondierenden Maschinen- bzw. Gehäuseteil befindet sich mediumseitig mindestens eine weitere Sekundärdichtstelle. Beispielsweise kann in einem zylindrischen Teil des Gleit- und/oder Gegenringes eine umlaufende Nut eingebracht werden, die einen O-Ring und einen Stützring aufnimmt. Alternativ besteht die Möglichkeit, Dichtelemente durch Vulkanisation fest mit dem zugehörigen Bereich des Gleit- und/oder Gegenringes zu verbinden. Nachteilig ist hier festzustellen, daß einerseits ein erhöhter Bearbeitungsaufwand am Gleit- und/oder Gegenring gegeben ist und andererseits Fertigungstoleranzen bei der Vulkanisation des Gummikörpers am Gleit- und/oder Gegenring zu berücksichtigen sind, die unter Umständen den gewünschten Dichteffekt beeinträchtigen können.Through the DE 31 41 512 A1 e sliding and / or counter ring of a mechanical seal has become known, with a conical peripheral surface intended for receiving at least one elastic rolling element, the rolling element in the installed state between the conical peripheral surface and a likewise conical corresponding peripheral surface of the sliding and / or counter ring receiving machine or housing part extends. At least one additional secondary sealing point is located on the medium side between the slide and / or counter ring and the corresponding machine or housing part. For example, a circumferential groove can be made in a cylindrical part of the slide and / or counter ring, which receives an O-ring and a support ring. Alternatively, there is the possibility of firmly connecting sealing elements to the associated area of the slide and / or counter ring by vulcanization. The disadvantage here is that, on the one hand, there is an increased machining outlay on the slide and / or counter ring and, on the other hand, manufacturing tolerances in the vulcanization of the rubber body on the slide and / or counter ring must be taken into account, which under certain circumstances can impair the desired sealing effect.

Der DE- 38 36 717 A1 ist ein Dichtungsschutz für Gleitringdichtungen zu entnehmen, durch welchen das Eindringen von Schmutz in den Bereich der Gleitringe vermieden werden soll. Der elastische Dichtungsschutz beinhaltet eine Dichtlippe, die bei der Montage fest gegen einen Außenkörper gedrückt wird. Im Einbauzustand stützt sich der elastische Dichtschutz einerseits am Gleit- und/oder Gegenring und andererseits an einer Stirnfläche des Außenkörpers ab. Nachteilig ist hier der direkte schleifende Kontakt zum abzudichtenden Schmutz anzusehen. Ist der Dichtungsschutz hingegen statischer Art, ist nicht auszuschließen, daß infolge der axialen Relativbeweglichkeit der Gleitringdichtung Ermüdungserscheinungen im Dichtlippenbereich auftreten, die letztendlich das Eindringen von Schmutz wieder fördern können.The DE-38 36 717 A1 A seal protection for mechanical seals is to be removed, through which the penetration of dirt into the area of the mechanical rings is to be avoided. The elastic seal protection includes a sealing lip that is pressed firmly against an outer body during assembly. In the installed state, the elastic sealing protection is supported on the one hand on the slide and / or counter ring and on the other hand on an end face of the outer body. A disadvantage here is the direct contact with the dirt to be sealed. However, if the seal protection is of a static type, it cannot be ruled out that the axial relative mobility of the mechanical seal will cause fatigue in the sealing lip area, which can ultimately promote the ingress of dirt again.

Aus der DE 3725887 A1 ist eine Laufwerkdichtung mit einer Sekundärdichtung aus einer plastischen und vulkanisierbaren Polymermischung zu entnehmen. Die Sekundärdichtung übernimmt gleichzeitig die Aufgabe eines Montagewerkzeuges. Die Sekundärdichtung liegt nicht unter Spannung an der Stirnfläche des Aufnahmebereiches an.From the DE 3725887 A1 a drive seal with a secondary seal can be found in a plastic and vulcanizable polymer mixture. The secondary seal also takes on the task of an assembly tool. The secondary seal is not under tension on the end face of the receiving area.

Die DE 19511708 A1 offenbart eine Laufwerkdichtung mit einer an der Stirnfläche des Aufnahemkörpers anliegenden Dichtlippe, jedoch ist am Aussenumfang des Dichtschenkels keine Dichtlippe vorgesehen.The DE 19511708 A1 discloses a running gear seal with a sealing lip bearing against the end face of the receiving body, but no sealing lip is provided on the outer circumference of the sealing leg.

Bekannten Laufwerkdichtungskonstruktionen ist gemeinsam, daß zusammenbackender Schmutz in den Raum zwischen Gleitringsteg und Elastomerteil gelangt und, wenn der Raum ausgefüllt ist, die Dichtung in ihrer Nachstell- und Bewegungsfreiheit blockiert wird. Dies kann bei bestimmtem Verschleiß der Gleitringe wegen der fehlenden Möglichkeit des Nachrückens zum Ausfall der Dichtung wegen Verlust der Axialkraft führen.Known drive seal designs has in common that caking dirt enters the space between the mechanical seal and the elastomer part and, when the space is filled the seal is blocked in its readjustment and freedom of movement. With certain wear of the slide rings, this can be because of lack of possibility of moving up lead to failure of the seal due to loss of axial force.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Eindringen von Schmutz in diesem Bereich wirkungsvoll zu verhindern, ohne daß im Bereich des Gleit- und/oder Gegenringes aufwendige Bearbeitungen notwendig sind.The invention has for its object that Effectively prevent dirt from entering this area, without Area of the slide and / or counter ring complex machining are necessary.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruch 1 gelöst.This object is achieved by the Features of claim 1 solved.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Advantageous further developments of the Subject of the invention can be found in the subclaims.

Abweichend zum Stand der Technik, insbesondere der DE 38 36 717 A1 , ist das zusätzliche Dichtungselement dergestalt im Aufnahmebereich fixiert, insbesondere eingeknüpft, daß eine wirksame Vorspannung zumindest von Teilen der Dichtbereiche gegenüber den korrespondierenden Bauteilen gebildet wird, durch welche das Eindringen von Schmutz über einen langen Zeitraum verhindert werden kann. Der verdickte Bereich selber bildet eine weitere Dichtstelle, die zum Einsatz gelangt, wenn die vorgelagerte Dichtlippe tatsächlich in ihrer Wirkung beeinträchtigt werden sollte.Deviating from the prior art, in particular the DE 38 36 717 A1 , the additional sealing element is fixed in the receiving area in such a way, in particular that an effective preload is formed at least by parts of the sealing areas with respect to the corresponding components, by means of which the penetration of dirt can be prevented over a long period of time. The thickened area itself forms a further sealing point, which is used when the effect of the upstream sealing lip should actually be impaired.

Die einzelnen Dichtlippen des zusätzlichen Dichtelementes stützen sich somit in unterschiedlichen Bereichen einerseits des Gleit- und/oder Gegenringes und andererseits an entsprechenden Gegenflächen des Aufnahmebereiches ab. Da es sich hier um eine statische Dichtung handelt, ist ein berührender Verschleiß zwischen den Dichtlippen und den korrespondierenden Stützbereichen am Gleit- und/oder Gegenring bzw. der Gegenfläche des Aufnahmebereiches nicht gegeben.The individual sealing lips of the additional sealing element support on the one hand in different areas of and / or counter ring and on the other hand on corresponding counter surfaces of the Recording area. Since this is a static seal acts is a touching Wear between the sealing lips and the corresponding support areas on the sliding and / or Mating ring or the counter surface of the recording area is not given.

Einem weiteren Gedanken der Erfindung gemäß ist der verdickte Bereich des zusätzlichen Dichtelementes in seinem entspannten Zustand etwa auf halber Höhe zwischen den radial äußeren Dichtlippen vorgesehen. Das zusätzliche Dichtelement weist somit eine geschwungene Kontur auf die dem gewünschten Effekt, nämlich der Verhinderung des Eindringens von Schmutz in den Bereich zwischen Gleit- und/oder Gegenring sowie elastischem Rollkörper optimal Rechnung trägt.According to a further concept of the invention, the thickened area of the additional sealing element is provided in its relaxed state approximately halfway between the radially outer sealing lips. The additional sealing element has thus a curved contour that optimally takes into account the desired effect, namely the prevention of dirt from penetrating into the area between the sliding and / or counter ring and the elastic rolling element.

Der Erfindungsgegenstand ist anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung dargestellt und wird wie folgt beschrieben. Es zeigen:The subject of the invention is based on of an embodiment shown in the drawing and is described as follows. It demonstrate:

1 Einbauzustand einer Gleitringdichtung mit zusätzlichem Dichtelement, 1 Installation state of a mechanical seal with additional sealing element,

2 Prinzipskizze des Einbauvorganges der Gleitringdichtung gemäß 1. 2 Principle sketch of the installation process of the mechanical seal according to 1 ,

1 zeigt eine Gleitringdichtung 1, bestehend aus einem Gleitring 2, der einen Dichtschenkel 3 mit einer Gleitfläche 4 sowie eine konische Umfangsfläche 5 zur Aufnahme eines elastischen Rollkörpers 6 aufweist. Der Gleitring 2 samt Rollkörper 6 ist in einen Aufnahmebereich 7 eingesetzt. Mit dem Gleitring 2 wird ein separat gefertigtes Kunststoff oder Hartelastomerteil 8 aus geeignetem Material in Wirkverbindung gebracht, dergestalt, daß selbiges unverlierbar mit dem Aufnahmebereich 7 verbunden werden kann. Das zusätzliche Dichtelement 8 beinhaltet einen verdickten Bereich 9, von welchem verschiedene Dichtlippen 10, 11, 12 ausgehen, die sich an unterschiedlichen Gegenflächen des Gleitringes 2 bzw. des Aufnahmebereiches 7 abstützen. Der verdickte Bereich 9 des zusätzlichen Dichtelementes 8 ist im eingebauten Zustand hinter einen Wulst 13 des Aufnahmebereiches 7 unverlierbar eingeknüpft, wodurch die Dichtlippe 10 unter Bildung eines Hohlraumes 10' mit Vorspannung an die Stirnfläche 14 des Aufnahmebereiches 7 angedrückt wird. In gleicher Weise wird infolge der Verwindung des zusätzlichen Dichtelementes 8 eine Radialkraftkomponente ausgeübt, die die Dichtlippe 11 unter Vorspannung auf die Außenumfangsfläche 15 des Gleitringes 2 drückt. Gleiches gilt für die etwa der ringrückenseitigen Kontur 16 des Gleitringes 2 angepaßte Dichtlippe 12. 1 shows a mechanical seal 1 consisting of a slide ring 2 who has a sealing leg 3 with a sliding surface 4 as well as a conical peripheral surface 5 to accommodate an elastic roller 6 having. The slide ring 2 including rolling element 6 is in a recording area 7 used. With the slide ring 2 becomes a separately manufactured plastic or hard elastomer part 8th made of suitable material in operative connection, such that the same captive with the receiving area 7 can be connected. The additional sealing element 8th includes a thickened area 9 , of which different sealing lips 10 . 11 . 12 going out on different counter surfaces of the slide ring 2 or the recording area 7 support. The thickened area 9 of the additional sealing element 8th is in the installed state behind a bead 13 of the recording area 7 tied captively, creating the sealing lip 10 forming a cavity 10 ' with preload on the face 14 of the recording area 7 is pressed. In the same way, due to the twisting of the additional sealing element 8th a radial force component is exerted on the sealing lip 11 under tension on the outer peripheral surface 15 of the slide ring 2 suppressed. The same applies to the contour of the ring back 16 of the slide ring 2 adapted sealing lip 12 ,

2 zeigt als Prinzipskizze den Einbauvorgang der Gleitringdichtung 1 in den Aufnahmebereich 7, bispielsweise eines Gehäuses. Mittels eines geeigneten und nur angedeuteten Werkzeuges 17 wird der Gleitring 2 samt elastischem Rollkörper 6 axial über den Wulst 13 gedrückt. Erkennbar ist, daß das zusätzliche Dichtelement 8 noch außerhalb des Aufnahmebereiches 7 vorgesehen ist. Nach Entfernung des Werkzeuges 17 wird die Dichtung 1 nun auf das ihr eigene Einbaumaß gespannt, wobei bei einem vorgegebenen Abstandsmaß von der Stirnfläche 14 des Aufnahmebereiches 7 der verdickte Bereich 9 des Dichtelementes 8 in den Bereich des Wulstes 13 geführt und dort zur Anlage gebracht wird. Bei weiterem Spannen der Dichtung 1 bis nahe Block schnappt der verdickte Bereich 9 in die Hinterschneidung 18 des Wulstes 13, wobei die Dichtlippen 10, 11, 12 mit Vorspannung an den korrespondierenden Gegenflächen 14, 15, 16 einerseits des Gleitringes 2 und andererseits an der Stirnfläche 14 des Aufnahmebereiches 7 zur Anlage kommen Die Gleitringdichtung 1 ist nunmehr gegen Schmutzeintritt in den Raum 19 zwischen Gleitring 2, Rollkörper 6 und Aufnahmebereich 7 geschützt. Nun kann die Gleitringdichtung 1 auf ihr eigentliches Einbaumaß entspannt werden, wodurch wieder ein definierter Abstand zwischen den Dichtteilen entsteht, ohne daß das Dichtelement 8 aus der Hinterschneidung 18 herausfallen kann. Infolge des Entspannens der Gleitringdichtung 1 findet vielmehr eine definierte Vorspannung der einzelnen Dichtlippen 10, 11, 12 statt, die sich im Betriebszustand der Gleitringdichtung 1 auch beibehalten läßt. 2 shows a schematic diagram of the process of installing the mechanical seal 1 in the recording area 7 , for example a housing. Using a suitable and only indicated tool 17 becomes the slip ring 2 including elastic roll body 6 axially over the bead 13 pressed. It can be seen that the additional sealing element 8th still outside the recording area 7 is provided. After removing the tool 17 becomes the seal 1 now stretched to your own installation dimension, with a given distance from the end face 14 of the recording area 7 the thickened area 9 of the sealing element 8th in the area of the bead 13 managed and brought to the plant there. If the seal is tightened further 1 the thickened area snaps to near the block 9 in the undercut 18 of the bead 13 , with the sealing lips 10 . 11 . 12 with preload on the corresponding counter surfaces 14 . 15 . 16 on the one hand the slide ring 2 and on the other hand on the face 14 of the recording area 7 come to rest The mechanical seal 1 is now against dirt entering the room 19 between slide ring 2 , Rolling element 6 and recording area 7 protected. Now the mechanical seal 1 can be relaxed to their actual installation dimensions, which again creates a defined distance between the sealing parts without the sealing element 8th from the undercut 18 can fall out. As a result of the mechanical seal relaxing 1 rather, there is a defined prestressing of the individual sealing lips 10 . 11 . 12 instead, which is in the operating state of the mechanical seal 1 can also be maintained.

Claims

Mechanical seal, in the form of a running gear seal, consisting of an associated receiving area ( 7 ) usable slide and / or counter ring ( 2 ) with an outside of its sliding surface ( 4 ) provided for receiving at least one elastic rolling body ( 6 ) certain conical circumferential surface ( 5 ) is provided, the slide and / or counter ring ( 2 ) with an additional, at least in the mounting area when installed ( 7 ) supporting sealing element ( 8th ) is in operative connection, characterized in that the sealing element ( 8th ) is multi-lip, and that between three individual sealing lips ( 10 . 11 . 12 ) at least one thickened area ( 9 ) is provided, which is in the installed state of the slide and / or counter ring ( 2 ) in the recording area ( 7 ) it is fixed that at least one of the sealing lips ( 10 . 11 . 12 ) on a corresponding counter surface ( 14 . 15 . 16 ) of the recording area ( 7 ) and / or the slide or counter ring ( 2 ) is pressed under tension, one of the sealing lips ( 10 ) forming a cavity ( 10 ' ) on one end face ( 14 ) of the recording area ( 7 ) is pressed and one of the sealing lips ( 11 ) at least partially on the outer circumference ( 15 ) of the sealing leg ( 3 ) is supported.

Mechanical seal according to claim 1, characterized in that the thickened area ( 9 ) of the sealing element ( 8th ) in an undercut ( 18 ) of the recording area ( 7 ) can be attached.

Mechanical seal according to one of claims 1 to 2, characterized in that one of the sealing lips ( 12 ) the contour on the back of the ring ( 16 ) of the slide and / or counter ring ( 2 ) is trained accordingly.

Mechanical seal according to one of claims 1 to 3, characterized in that the thickened area ( 9 ) of the sealing element ( 8th ) in its relaxed state about halfway between the ra dial outer seals ( 10 . 12 ) is provided.