DE2444792A1 - LIP SEAL RING, IN PARTICULAR FOR VALVE STEM GUIDES - Google Patents
LIP SEAL RING, IN PARTICULAR FOR VALVE STEM GUIDESInfo
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Description
GOETZEWERKE Burscheid, d. 9. September 1974GOETZEWERKE Burscheid, d. September 9, 1974
Friedrich Goetze AG ZBT 329/We/Mo. (1511)Friedrich Goetze AG ZBT 329 / We / Mon. (1511)
Lippendichtungsring, insbesondere für VentilschaftführungenLip sealing ring, in particular for valve stem guides
Die Erfindung betrifft einen Lippendichtungsring aus gummielastischem Werkstoff, insbesondere zum Abdichten und dosierten Schmieren von Ventilschaftführungen, bestehend aus einem, auf das Ende der Ventilschaftführung aufschiebbaren Halteteil mit einem einvulkanisierten, einen radial nach außen abgebogenen Montageflansch aufweisenden, metallischen Versteifungsring und einer einstückig mit dem Halteteil verbundenen, federbelasteten Dichtlippe.The invention relates to a lip sealing ring made of rubber-elastic Material, in particular for sealing and metered lubrication of valve stem guides, consisting of one the end of the valve stem guide slide-on holding part with a vulcanized, one bent radially outward Mounting flange, metallic stiffening ring and a spring-loaded sealing lip integrally connected to the holding part.
Zur Abdichtung von Ventilschäften in Brennkraftmaschinen sind Dichtungsringe aus gummielastischem Werkstoff bekannt, die nach dem DT - Gebrauchsmuster 1. 871. o39 aus einem auf das Ende einer Ventilschaftführung aufschiebbaren Halteteil und einem auf der Ventilschaftoberfläche aufliegenden Ölabstreifring bestehen. In das Halteteil ist ein metallischer Versteifungsring mit einem radial nach außen abgebogenen Montageflansch einvulkanisiert. Bei der Ventilschaftabdichtung nachFor sealing valve stems in internal combustion engines are Sealing rings made of rubber-elastic material known, which according to the DT - utility model 1. 871. o39 from a on the End of a valve stem guide push-on holding part and an oil control ring resting on the valve stem surface. A metallic stiffening ring is in the holding part vulcanized with a mounting flange bent radially outwards. For the valve stem seal, see
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α· f «.α · f «.
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dem DT - Gebrauchsmuster 6.600. 458 ist anstelle des Ölabstreifringes eine federbelastete Dichtlippe vorgesehen und einstückig mit dem Halteteil verbunden. Zur Unterstützung der Radialkraft der Dichtlippe dient ein in eine äußere Umfangsnut der Dichtlippe eingelegter Schraubenzugfederring.the DT utility model 6,600. 458 is instead of the oil control ring a spring-loaded sealing lip is provided and integrally connected to the holding part. In support of the A helical tension spring washer inserted into an outer circumferential groove of the sealing lip serves the radial force of the sealing lip.
Durch die US - PS 3. 625. 525 ist eine andere Art einer Ventilschaf tabdichtung vorbekannt, die im wesentlichen aus einem metallischen Halteteil besteht. Zur Abdichtung der Ventilschaftführung dient eine relativ dünne Gummischeibe, die mittels federnder Zungen des Metallteiles auf die Ventilschaf tführung gedrückt -wird. Die federnden Zungen sind dabei durch axiale Einschnitte in das entsprechend verlängerte Halteteil gebildet. Eine solche Ausführung einer Ventilschaftabdichtung hat den Nachteil, daß besondere Vorkehrungen am Metallteil getroffen werden müssen, um einen ausreichend guten Haftsitz auf bzw. in dem Ventilführungsende zu gewährleisten. Außerdem ist die relativ dünne Gummischeibe im Berührungsbereich mit der Ventilschaftoberfläche infolge der Reibbeanspruchung schnell verschlissen. Another type of valve stem is disclosed in US Pat. No. 3,625,525 Tab seal previously known, which consists essentially of a metallic holding part. For sealing the valve stem guide A relatively thin rubber washer is used, which is attached to the valve stem by means of resilient tongues of the metal part tguide is pressed. The resilient tongues are lengthened accordingly through axial incisions Holding part formed. Such a design of a valve stem seal has the disadvantage that special precautions must be taken on the metal part in order to ensure a sufficiently good adhesive fit on or in the valve guide end to ensure. In addition, the relatively thin rubber washer is in contact with the valve stem surface quickly worn out as a result of frictional stress.
Bei von außen auf die Dichtlippe wirkenden Federelementen kommt es nach längerer Betriebszeit häufig zu Funktionsstörungen, wenn sich zwischen den Windungen eines Schrau- In the case of spring elements acting on the sealing lip from the outside, malfunctions often occur after a long period of operation if there is a
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benzugfederringes oder den federnden Zungen einer Metallhülse Schmutzpartikelchen aus dem abzudichtenden Medium ablagern und damit die Beweglichkeit der Federteile behindern. Auch kommt es vor, daß separate Schraubenzugfederringe vor der Montage, bei der Montage oder auch während des späteren Betriebes von der Dichtlippe der Ventilschaftabdichtung abspringen. Ein anderes Problem besteht darin, daß insbesondere als Ventilschaftabdichtungen eingesetzte Lippendichtungsringe eine Doppelfunktion mit entgegengesetzt gerichteten Wirkungen auszuüben haben. Einerseits ist der ölraüm vom Gasraum abzudichten, und andererseits muß eine ausreichende Schmierung des in der Ventilführung hin- und herbewegten Ventilschaftes gewährleistet sein. Zum dosierten Schmieren sind bereits verschiedene Vorschläge bekannt geworden, die gewissermaßen eine definierte Undichtigkeit des Dichtungsringes mit sich bringen.spring washer or the resilient tongues of a metal sleeve Deposit dirt particles from the medium to be sealed and thus hinder the mobility of the spring parts. It also happens that separate helical tension spring washers before assembly, during assembly or during the later Jump off the sealing lip of the valve stem seal during operation. Another problem is that lip sealing rings, in particular used as valve stem seals have to perform a double function with opposing effects. On the one hand, the oil space is to be sealed off from the gas space, and on the other hand, there must be sufficient lubrication of the valve stem which is reciprocated in the valve guide to be guaranteed. Various proposals have already become known for metered lubrication bring a defined leakage of the sealing ring with it.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Funktion des Lippendichtungsringes durch vollständiges Einlagern des Federelementes in den Gummiwerkstoff der Dichtlippe zu verbessern und gleichzeitig die Herstellung eines solchen Dichtungsringes durch Verwendung eines anderen Feder elementes zu vereinfachen, ohne dabei auf die bisherige· Montageerleichterung verzichten zu müssen.The invention is based on the object of the function of the lip seal ring by fully embedding the To improve the spring element in the rubber material of the sealing lip and at the same time the production of such To simplify the sealing ring by using a different spring element without having to rely on the previous To have to do without assembly facilitation.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß derThe object is achieved in that the
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axial bis in die Dichtlippe verlängerte Versteifungsring in an sich bekannter Weise durch axiale Einschnitte in einzelne, radial federnde Zungen aufgeteilt ist, von denen am Umfang verteilt mehrere verkürzt und radial nach außen abgebogen sind. Durch die besondere Ausbildung des Versteifungsringes kann auf die Verwendung eines zusätzlichen Schraubenzugfederringes zum Anpressen der Dichtlippe verzichtet werden, ohne dabei eine Angriffsmöglichkeit eines Montagewerkzeuges zum Aufschieben der Dichtung zu verlieren. Von weiterem Vorteil ist die dichtlippenseitige Lage der Montagezungen, so daß das Montagewerkzeug nicht erst über die ganze axiale Länge des Dichtungsringes geschoben zu werden braucht. Für die Funktion des Dichtungsringes ist darüberhinaus das vollständige Einvulkanisieren des Versteifungsringes mit den die Dichtpressung verstärkenden federnden Zungen von Bedeutung, da sich nunmehr keine Ölkohle oder andere Schmutzteilchen des abzudichtenden Mediums in den nach außen hin offenen Zwischenräumen des Dichtlippen - Federelementes mehr ablagern und damit die Federung beeinträchtigen können. Die Herstellung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen kombinierten Versteifungs- und F ede rungs ring es ist insofern besonders einfach, als das Metallteil aus einem abgelängten Rohrstück gefertigt werden kann. axially extending into the sealing lip stiffening ring is divided in a known manner by axial incisions in individual, radially resilient tongues, of which distributed on the circumference several are shortened and bent radially outward. Due to the special design of the stiffening ring, the use of an additional helical tension spring washer for pressing the sealing lip can be dispensed with without losing the ability of an assembly tool to attack the seal. Another advantage is the position of the assembly tongues on the sealing lip side, so that the assembly tool does not have to be pushed over the entire axial length of the sealing ring. For the function of the sealing ring, the complete vulcanization of the stiffening ring with the resilient tongues that reinforce the sealing pressure is important, since no carbon or other dirt particles of the medium to be sealed are now deposited in the outwardly open spaces of the sealing lip - spring element and thus the suspension can affect. The production of the combined stiffening and spring ring proposed according to the invention is particularly simple in that the metal part can be made from a piece of pipe that has been cut to length .
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kann die radiale Federkraft der Dichtlippe auch nach der Fertigstellung des Dichtungsringes noch verändert werden. Damit ist eine individuell auf den Einsatzfall abstimmbare,gezielte Undichtigkeit zum Erreichen der nötigen Schmier wirkung möglich. the radial spring force of the sealing lip can also be changed after the sealing ring has been completed. In order to a targeted leak that can be individually tailored to the application in order to achieve the necessary lubricating effect is possible.
In der weiteren Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes wird vorgeschlagen, daß jede zweite Zunge nach außen abgebogen ist, wodurch sich bei einer entsprechend hohen Anzahl von axialen Einschnitten eine relativ gleichmäßige Pressungsverteilung in der Dichtlippe ergibt. Dazu ist es auch denkbar, die Breite der nach außen abgebogenen Montagezungen geringer als die Breite der verbleibenden federnden Zungen auszubilden, um die Umfangsstellen mit geringerer Radialdruckwirkung innerhalb der Dichtlippe möglichst klein zu halten. Die Umfangsstellen der Dichtlippe mit geringerem Radialdruck können dabei für eine definierte Undichtigkeit und damit für eine dosierte Schmierung des Ventilschaftes in der Führung sorgen.In the further embodiment of the subject matter of the invention, it is proposed that every second tongue is bent outwards, with a correspondingly high number of axial incisions, this results in a relatively even distribution of pressure in the sealing lip results. For this purpose, it is also conceivable for the width of the outwardly bent assembly tongues to be smaller than the width of the remaining resilient tongues to form around the circumferential points to be kept as small as possible with a lower radial pressure effect within the sealing lip. The scope of the Sealing lips with lower radial pressure can be used for a defined leak and thus for metered lubrication of the valve stem in the guide.
Ein weiterer Vorschlag besteht darin, die die Zungen bildenden axialen Einschnitte in dem Versteifungsring abwechselnd unterschiedlich schräg zur Dichtungsachse verlaufen zu lassen, so daß die Zungen etwa trapezförmige Umfangs oberflächen aufweisen. Dabei dienen vorzugsweise die zum dichtlippenseitigen Ende des Versteifungsringes hin breiter werdenden Zungen zum Anpressen der Dichtlippe, während die da-Another proposal consists in alternating the axial cuts in the stiffening ring which form the tongues to run differently obliquely to the seal axis, so that the tongues surfaces approximately trapezoidal circumference exhibit. In this case, those which become wider towards the end of the stiffening ring on the sealing lip side are preferably used Tongues for pressing the sealing lip while the
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zwischen verbleibenden, zu verkürzenden und nach außen abzubiegenden Zungen im Biegebereich ihre größte Breite aufweisen. Dazu ist es möglich, die federnden Zungen soweit schräg nach innen abzubiegen, bis daß die axialen Enden der Zungen sich nahezu berühren. Dadurch wird einerseits eine möglichst gleichmäßige Pressungsverteilung in der Dichtlippe erreicht und andererseits der Unterschied der Außendurchmesser zwischen Ventilschaftführung und Ventilschaft besser ausgeglichen.between remaining, to be shortened and to be turned outwards Tongues in the bending area have their greatest width. For this purpose it is possible to move the resilient tongues at an angle as far as possible turn inside until the axial ends of the tongues almost touch. This is on the one hand a possible uniform pressure distribution achieved in the sealing lip and on the other hand the difference in the outer diameter between Valve stem guide and valve stem better balanced.
Darüberhinaus ist es von Vorteil, wenn die axialen Enden der federnden Zungen ebenfalls radial nach außen umgebogen sind, um der Schneidwirkung der relativ scharfen Schnittkanten der Zungenenden im Gummiwerkstoff entgegenzuwirken.In addition, it is advantageous if the axial ends of the resilient tongues are also bent radially outwards, to counteract the cutting effect of the relatively sharp cutting edges of the tongue ends in the rubber material.
Schließlich ist es denkbar, die federnden Zungen in axialer Richtung konkav oder konvex zu wölben und damit einen bestimmten Einfluß auf die Dicht- und Schmier wirkung der Dichtungslippe auszuüben.Finally, it is conceivable to curve the resilient tongues concavely or convexly in the axial direction and thus a certain one To exert an influence on the sealing and lubricating effect of the sealing lip.
Ausführungsbeispiele sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigenExemplary embodiments are shown in the drawing and are described in more detail below. Show it
Fig. 1 einen Querschnitt durch eineFig. 1 is a cross section through a
Ventilschaftführung mit einem aufmontierten erfindungsge-Valve stem guide with a mounted inventive
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mäßen Lippendichtungsringmoderate lip seal ring
Fig. 2 und 3 je einen Querschnitt verschiedener Ringprofile von erfindungsgemäßen Lippendichtungen2 and 3 each show a cross section of different ring profiles according to the invention Lip seals
Fig. 4 bis 6 stirnseitige Teil - DraufsichtenFig. 4 to 6 end-face parts - top views
auf die Versteifungsringe der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Dichtungsringausführungenon the stiffening rings of the sealing ring designs shown in FIGS. 1 to 3
In Fig. 1 ist die Ventilschaftführung mit 1 und der Ventilschaft mit 2 bezeichnet. Das Ende der Ventilschaftführung 1 weist einen Absatz 3 auf, auf welchen mit Hilfe eines durch strichpunktierte Linien angedeuteten Montagewerkzeuges 4 ein Lippendichtungsring 5 aufgeschoben ist. Letzter besteht aus einem Gummikörper 6 mit einem einvulkanisierten rohrförmigen Versteifungsring 7. Während die untere Hälfte des Gummikörpers 6 als Halteteil 8 bezeichnet ist, bildet die obere Hälfte des Gummikörpers 6 die Dichtlippe 9. Zur radialen Anpressung der Dichtlippe 9 auf die Ventilschaftoberfläche , Io ist die dichtlippenseitige Hälfte des Versteifungsringes 7 durch mehrere, am Umfang verteilte axiale Einschnitte 11, vgl. hierzu auch Fig. 3, zu einzelnen federnden Zungen 12 aufgetrennt, wobei zwischen je zwei federnden Zungen 12 eineIn FIG. 1, the valve stem guide is denoted by 1 and the valve stem by 2. The end of the valve stem guide 1 has a paragraph 3, on which with the help of an assembly tool 4 indicated by dash-dotted lines, a lip seal ring 5 is postponed. The latter consists of a rubber body 6 with a vulcanized tubular Stiffening ring 7. While the lower half of the rubber body 6 is designated as the holding part 8, the upper half of the rubber body 6 forms the sealing lip 9. For radial The sealing lip 9 is pressed onto the valve stem surface, Io is the half of the stiffening ring 7 on the sealing lip side through several axial incisions 11 distributed around the circumference, cf. also FIG. 3, to individual resilient tongues 12 separated, with between two resilient tongues 12 one
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Zunge 13 axial verkürzt und radial nach außen als Ansatz für das Montagewerkzeug 4 abgebogen ist.Tongue 13 shortened axially and radially outwards as an approach for the Assembly tool 4 is bent.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 2 und 5 sind die federnden Zungen 14 nach innen soweit abgewinkelt, daß die stirnseitigen Enden 15 der Zungen 14 sich nahezu berühren.In the embodiment according to FIGS. 2 and 5, the resilient ones Tongues 14 angled inward so far that the front ends 15 of the tongues 14 almost touch.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 und 6 verlaufen die axialen Einschnitte 16 derart schräg zur Dichtungsachse 17, daß die Umfangsoberflächen 18, 19 der federnden Zungen 2o trapezförmig mit zur Stirnseite 21 hin zunehmender Breite ausgebildet sind. Die federnden Zungen 2o weisen einen konkav gewölbten axialen Querschnitt auf und sind im Bereich ihrer stirnseitigen Enden 22 radial nach außen umgebogen.In the embodiment according to FIGS. 3 and 6, the axial incisions 16 run in such a manner obliquely to the seal axis 17 that the peripheral surfaces 18, 19 of the resilient tongues 2o are trapezoidal with increasing width towards the end face 21. The resilient tongues 2o have a concave arched axial cross-section and are bent radially outward in the region of their front ends 22.
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