DE2019585A1

DE2019585A1 - Sealing of a housing against a shaft or a rod

Info

Publication number: DE2019585A1
Application number: DE19702019585
Authority: DE
Inventors: Schmid Leopold F
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-04-23
Filing date: 1970-04-23
Publication date: 1971-11-11

Description

Abdichtung eines Gehäuses gegenüber einer Welle oder einer Stange. Sealing of a housing against a shaft or a rod.

Die Erfindung betrifft eine Abdichtung eines Gehäuses gegenüber einer Welle oder einer Stange, die ringförmig ausgebildet ist und aus einem elastisch verformbaren Werkstoff, beispielsweise Gummi, besteht, der zur Vergrösserung seiner Elastizität mit Hohlräumen versehen ist.The invention relates to a seal of a housing with respect to a Shaft or rod that is annular and made of an elastic deformable material, such as rubber, exists to enlarge its Elasticity is provided with cavities.

Eine Abdichtung der vorgenannten Art ist beispielsweise durch die deutsche Auslegeschrift 1 034 436 bekanntgeworden. Bei ihr handelt es sich um einen elastischen, nicht mit Mstallteilen versehenen Dichtring für ruhende Wellen oder dgl, in geteilten Gehäuseteilen, insbesondere zur Abdichtung eines geteilten Nockenwellengehäuses und eines geteilten, mit dem Nockenwellengehäuse nicht verschraubten Räderkastens gegenüber einem Rollenlageraussenring eines Lagers für die Nockenwelle, bei dem im Querschnitt in radialer Richtung mit stetigem Übergang auf dem einen Durchmesser weniger material angehäuft ist als auf dem anderen Durchmesser, dadurch gekennzeichnet, dass eine ungleichmässige materialverteilung im Querschnitt durch Anordnung von in Umfangsrichtung liegenden Bohrungen vorgenommen ist.A seal of the aforementioned type is, for example, by German Auslegeschrift 1 034 436 became known. She is one elastic sealing ring not provided with mechanical parts for stationary shafts or The like, in divided housing parts, in particular for sealing a divided camshaft housing and a split gear case not bolted to the camshaft housing compared to a roller bearing outer ring of a bearing for the camshaft, in which in cross-section in the radial direction with a continuous transition on one diameter less material is accumulated than on the other diameter, characterized by that an uneven material distribution in the cross-section due to the arrangement of holes lying in the circumferential direction is made.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Stand der Technik, der die Abdichtung ruhender Wellen unter Aufbietung hoher Dichtdrücke ermöglicht, so zu verbessern und weiterzuentwickeln, dass auch schnellaufende Wellen mit geringen Dichtdrücken sicher abgedichtet werden können. Zu dieser Aufgabe gehört auch die Entwicklung einer neuen Ausführungsform von Abdichtungen der eingangs geschilderten Art, die geeignet ist, Kolbenstangen von hydropneuma tischen Tel eskopschwingungsdämpfern und und hydropneumatischen Federn für Kraftfahrzeuge gegen den Austritt der dünnflüssigen und hochgespannten Dämpfungeflüs sigkeit, die Temperaturen bis zu über 1000 C erreichen kann, sicher abzudichten.The invention is based on the object of this prior art, which enables the sealing of resting shafts by applying high sealing pressures, to improve and develop so that even high-speed waves with low Sealing pressures can be safely sealed. This also includes the Development of a new embodiment of seals of the type described above Type that is suitable for the piston rods of hydropneumatic telescopic vibration dampers and and hydropneumatic springs for motor vehicles against the exit the thin and highly tensioned damping fluid, the temperatures up to can reach over 1000 C to seal securely.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Hohlräume, mit denen die ringförmig ausgebildete und aus einem elastisch verformbaren Werkstoff, beispielsweise Gummi, bestehende Abdichtung versehen ist, von Bohrungen gebildet sind, die koaxial zu der gegenüber dem Gehäuse abzudichtenden Welle oder Stange verlaufen. Hierbei können alle Bohrungen nach der gleichen Seite hin offen sein, und es können mehrere Gruppen verschieden tiefer Bohrungen vorgesehen sein, wobei die Tiefe der Bohrungen in Richtung auf die Dichtlippe hin abnehmen kann, und wobei zwei Dichtlippen vorgesehen sein können, von denen nur eine im Wirkungsbereich der Bohrungen liegt. Die koaxial zu der abzudichtenden Welle oder Stange verlaufenden Bohrungen können aber auch so angeordnet sein9 dass ein Teil von ihnen nach der einen und ein Teil nach der anderen Seite hin offen ist. Hierbei können wieder mehrere Gruppen verschieden tiefer Bohrungen vorgesehen sein, und die Tiefe der Bohrungen kann in Richtung auf die Dichtlippe hin abnehmen. Es ist aber auch möglich, die Bohrungen auf beiden Seiten etws gleich tief zu machen und sie in der Nähe der Querschnittsmitte enden zu lassen, wie es auch möglich ist, den Abschluss der Bohrungen so zu gestalten, dass er von einer gewölbten Kappe gebildet wird.This object is achieved according to the invention in that the cavities, with which the ring-shaped and made of an elastically deformable material, for example rubber, existing seal is provided, formed by holes are coaxial with the shaft or rod to be sealed with respect to the housing get lost. All holes can be open on the same side, and several groups of bores of different depths can be provided, with the depth of the holes can decrease in the direction of the sealing lip, and wherein two sealing lips can be provided, of which only one is in the area of action of the Holes lies. The coaxial with the shaft or rod to be sealed Bores can also be arranged in such a way9 that some of them follow the one and one part is open to the other side. Here again several Groups of different deep holes can be provided, and the depth of the holes can decrease in the direction of the sealing lip. But it is also possible that the Make holes about the same depth on both sides and close them to the center of the cross-section to end, as it is also possible to design the completion of the holes so that it is formed by a domed cap.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass es mit Hilfe der koaxial zu der gegenüber dem Gehäuse abzudichtenden Welle oder Stange verlaufenden Bohrungen möglich ist, die ringförmig ausgebildete Abdichtung zu einer idealen Druckfeder mit einem pressen Arbeitsvolumen zu machen.The advantages achieved with the invention are in particular: that it is coaxial with the shaft to be sealed with respect to the housing or rod extending bores is possible, the ring-shaped seal to make an ideal compression spring with a tight working volume.

Dieses grosse Arbeitsvolumen ist infolge der Lage der Bohrungen voll in radialer Richtung wirksam und erlaubt eine grosse Vorspannung bei einem geringen Dichtdruck, sodass sich als Folge der unvermeidlichen Abnützung der Dichtlippen keine nennenswerte werte Abnahme des Dichtdruckes ergibt. Ein weiterer Vorteil von Abdichtungen gemäss der Erfindung ist, dass sie einfach und billig hergestellt werden können, weil für die Fertigung der sehr vielen koaxial zur Welle oder Stange verlaufenden Bohrungen keine gesonderte Arbeitszeit aufgewendet werden muss.This large volume of work is full due to the location of the bores effective in the radial direction and allows a high preload with a low one Sealing pressure, so that as a result of the inevitable wear and tear of the sealing lips no noteworthy value decrease of the sealing pressure results. Another The advantage of seals according to the invention is that they are simple and inexpensive to manufacture can be, because for the production of the very many coaxial to the shaft or rod running bores no separate working time has to be expended.

Diese Bohrungen entstehen während des sowieso notwendigen Vulkanisierprozesses durch die in der Vulkanisierform vorgesehenen Kerne in Form einer Vielzahl von dünnen Drähten. Beim Abdichten gegen heisses Sineraloel haben Abdichtungen gemss der Erfindung noch den grossen -Vorteil, dass die natürliche uellung, die Gummi in einem solchen Falle erleidet, durch die vielen koaxial zur Welle oder Stange verlaufenden Bohrungen verstärkt wird. Dieser Quelleffekt kann durch einfache maßnahmen, wie Lage der Öffnung der Bohrungen sowie Durchmesser, Anzahl und Tiefe der Bohrungen so gesteuert werden, dass trotz der unvermeidlichen Abnützung der Dichtlippen der Dichtdruck im Laufe der Betriebsstunden ansteigt. Durch diese Überkompensation ist es möglich, Abdichtungen mit einer besonders langen Lebensdauer zu schaffen.These holes are created during the vulcanization process, which is necessary anyway due to the cores provided in the vulcanizing mold in the form of a large number of thin Wires. When sealing against hot Sineraloel have seals according to the invention still the big advantage that the natural filling, the rubber in such a Trap suffers due to the many holes running coaxially with the shaft or rod is reinforced. This swelling effect can be achieved by simple measures, such as the position of the opening the holes as well as the diameter, number and depth of the holes are controlled in such a way that that despite the inevitable wear of the sealing lips, the sealing pressure in the course the operating hours increases. This overcompensation makes it possible to create seals to create with a particularly long service life.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiels der Erfindung dargestellt, die im folgenden näher beschrieben werden.In the drawing, exemplary embodiments of the invention are shown, which are described in more detail below.

Fig.l zeigt einen Teillängsschnitt durch eine Ausführungsform, bei der ein Teil der Bohrungen nach der einen und ein Teil nach der anderen Seite hin offen ist, mit Gruppen verschieden tiefer Bohrungen, deren Tiefe in Richtung auf die Dichtlippe hin abnimmt.Fig.l shows a partial longitudinal section through an embodiment in some of the holes on one side and some on the other side is open, with groups of different deep holes, the depth in the direction of the sealing lip decreases.

Fig.2 zeigt einen Teillängsschnitt durch eine Ausführungsform, bei der alle Bohrungen nach der gleichen Seite hin offen sind, mit Gruppen verschieden tiefer Bohrungen, deren Tiefe in Richtung auf die Dichtlippe hin abnimmt.Fig.2 shows a partial longitudinal section through an embodiment in which all holes are open on the same side, with different groups deeper holes, the depth of which decreases in the direction of the sealing lip.

Fig.3 zeigt einen Teillängsschnitt durch eine Ausführungsform, bei der ein Teil der Bohrungen nach der einen und ein Teil nach der anderen Seite hin offen ist, wobei alle Bohrungen etwa gleich tief sind und in der Nähe der Querschnittamitte enden.3 shows a partial longitudinal section through an embodiment in some of the holes on one side and some on the other side is open, with all holes being approximately the same depth and near the center of the cross-section end up.

Fiq.4 F,9 4 zeigt genen Teilquerschnitt durch eine Ausführungsform gemäss Fig.3.Fiq. 4 F, 9 4 shows the same partial cross-section through a Embodiment according to Fig.3.

Fig.5 zeigt einen Teillängsschnitt durch eine Ausführungsform, bei der der Abschluss der Bohrungen zur Erzielung einer optimalen Elastizität von einer gewölbten Kappe gebildet wird.Fig.5 shows a partial longitudinal section through an embodiment in the completion of the holes to achieve optimal elasticity of one domed cap is formed.

Fig.6 zeigt einen Teillängsschnitt durch eine hydropneumatische Feder für ein Kraftfahrzeug, deren sehr dünnflüssige Dämpfungsflüssigkeit Drücke über 100 atü und Temperaturen von mehr als 1000 C erreichen kann. Für diesen schwierigen Abdichtungsfall ist eine Ausführungsform mit zwei Dichtlippen vorgesehen, von denen nur eine im Wirkungsbereich der koaxial zur Kolbenstange angeordneten Bohrungen liegt.6 shows a partial longitudinal section through a hydropneumatic spring for a motor vehicle whose very thin damping fluid pressures above 100 atmospheres and temperatures of more than 1000 C. For this difficult one Sealing case, an embodiment with two sealing lips is provided, of which only one in the area of action of the bores arranged coaxially to the piston rod lies.

Im einzelnen sind 2, 17 und 25 die Gehäuse, die gegenüber den sich drehenden Wellen 1 und 23 und der hin- und hergehenden Kolbenstange 24 abgedichtet werden sollen. Die ringfdrmig ausgebildeten Abdichtungen 3, 6, 9, 19 und 26 bestehen aus einem elastisch verformbaren Werkstoff, beispielsweise Gummi, der mit metallenen Ringen 4, 7, 11 und 22 fest verbunden ist, die entweder einvulkanisiert, anvulkanisiert oder angeklebt sind.Specifically, 2, 17 and 25 are the housings that are opposite to each other rotating shafts 1 and 23 and the reciprocating piston rod 24 sealed should be. The annular seals 3, 6, 9, 19 and 26 exist made of an elastically deformable material, for example rubber, with metallic Rings 4, 7, 11 and 22 are firmly connected, either vulcanized or vulcanized or are glued on.

Die koaxial zu den Wellen 1 und 23 verlaufenden Bohrungen 5, 8, 12 und 20 machen den gesamten Querschnitt zu einer groB-volumigen Druckfeder mit den bereits geschilderten Uorteilen-, durch die die Dichtlippen 13, 14, 15, 16 und 18 an die Dichtflächen gedrückt werden. Die koaxial zu der Kolbenstange 24 angeordneten Bohrungen 29 machen nur einen Teil des Querschnittes zu einer solchen groEvolumigen Druckfeder, und zwar den Teil, der die innere Dichtlippe 28 beaufschlagt. Hierdurch ist es möglich, den Dichtdruck der inneren Dichtlippe 28 immer dem Flüssigkeitsdruck anzupassen, der sich Ja während der Fahrt ständig verändert. Im Vergleich zu den heute üblichen Hochdruckdichtungen für hydropneumatische Teleskopschwingungsdämpfer und hydropneumatische Federn für Kraftfahrzeuge haben haben Abdichtungen gemäss der Erfindung den Vorteil, dass die Anpassung des Dichtdruckee an den Flüssigkeitsdruck durch die Anordnung, die Anzahl und die Tiefe der Bohrungen 29 in wirklich optimaler Weise möglich ist. Der Dichtdruck der Dichtlippe 27, die ausserhalb des Wirkungsbereiches der Bohrungen 29 liegt, wird durch die Änderungen im Flüssigkeitsdruck nur minimal verändert. Durch das Zusammenwirken dieser beiden verschieden vorgespannten Dichtlippen 27 und 28, von denen die innere mit einem variablen und die äussere mit einem nahezu konstanten Dichtdruck arbeitet, kann selbst in eine. so schwierigen Abdichtungsfell, wie er bei hydropneumatischen Federn gegeben ist, eine lange Lebensdauer erzielt werden. 10 versinnbildlicht den notwendigen Abstand der Enden der Bohrungen 12, und 21 zeigt einen möglichen Abschluß der Bohrungen 20, der zur Erzielung einer optimalen Elastizität in radialer Richtung in Form einer gewölbten Kappe susgebildet ist.The bores 5, 8, 12 running coaxially to the shafts 1 and 23 and 20 make the entire cross-section a large-volume compression spring with the Uortteile already outlined, through which the sealing lips 13, 14, 15, 16 and 18 pressed against the sealing surfaces. The arranged coaxially to the piston rod 24 Bores 29 make only part of the cross-section such a large volume Compression spring, namely the part that acts on the inner sealing lip 28. Through this it is possible to always adjust the sealing pressure of the inner sealing lip 28 to the fluid pressure adapt, which changes constantly while driving. Compared to the high pressure seals commonly used today for hydropneumatic telescopic vibration dampers and hydropneumatic springs for automobiles have seals according to the invention the advantage that the adaptation of the sealing pressure to the liquid pressure by the arrangement, the number and the depth of the holes 29 in really optimal Way is possible. The sealing pressure of the sealing lip 27, which is outside the effective range of the bores 29 is only minimal due to the changes in the fluid pressure changes. Through the interaction of these two differently pretensioned sealing lips 27 and 28, of which the inner with a variable and the outer with a nearly constant sealing pressure works, can even in a. so difficult waterproofing skin, As is the case with hydropneumatic springs, a long service life is achieved will. 10 symbolizes the necessary distance between the ends of the holes 12, and 21 shows a possible closure of the bores 20, which is to achieve a optimal elasticity in the radial direction in the form of a domed cap is.

Patentanarüche tPatent claims t

Claims

Sealing of a housing against a shaft or a rod which is annular and made of an elastically deformable one Material, for example rubber, exists, which is used to increase its elasticity is provided with cavities, characterized in that these cavities of bores (5, 8, 12, 20, 29) are formed, which are coaxial with the opposite of the housing (2,17,25) to be sealed shaft (1, 23) or rod (24) run.

2. Seal according to claim 1, characterized in that all Bores (Fig.2, Fig.6) are open on the same side.

3. Seal according to claim 2, characterized in that several Groups of different deep holes (Fig.2) are provided.

4. Seal according to claim 3, characterized in that the depth of the bores (Fig. 2) decreases in the direction of the sealing lip (14).

5. Seal according to claim 2, characterized in that two Sealing lips (27, 28) are provided, of which only one (28) is in the area of action the bores (29) is located.

6. Seal according to claim 1, characterized in that a part the holes (Fig.1, Fig.3, Fig.5) after one and one part after the other Side is open.

7. Seal according to claim 6, characterized in that several Groups of different deep holes (Fig.1) are provided.

8. Sealing points 8. Seal according to claim 7, characterized characterized in that the depth of the holes (Fig.1) in the direction of the sealing lip (13) decreases.

9. Seal according to claim 6, characterized in that all holes (12) are approximately the same depth and end near the center of the cross-section.

10. Seal according to one or more of the preceding claims, characterized in that the end of the bores (20) by an arched Cap (21) is formed.

Blank page