DE2501865A1

DE2501865A1 - Vehicle wheel part metal seal - has elastomeric ring with annular recess for metallic ring at end face

Info

Publication number: DE2501865A1
Application number: DE19752501865
Authority: DE
Inventors: Alieto Dugoni
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-01-18
Filing date: 1975-01-17
Publication date: 1975-07-24
Also published as: DE2501865B2; IT1004749B

Abstract

The recess is undercut to retain the metallic ring. The elastomeric ring has a hollow interior containing an annularly arranged spring which provides the elastomeric ring with axial strength. Under axial load the spring resiliently deforms and provides the seal pressure. Pref. the cross-section of the elastomeric ring has two arcuate portions embracing the spring and connected at the outer periphery of the seal by a relatively weak portion deformable under axial load. The surfaces of the metallic ring in contact with the recess are of rough finish to provide keying opposing rotation of the metallic ring in the recess.

Description

Dichtung mit metallischer stirnseitiger Dichtfläche Die Erfindung betrifft Dichtungen mit metallischer stirnseitiger Dichtfläche insbesondere für Rollen von Raupenschleppern, Ackerschleppern, für treibende Räder, Lenkräder, Zapfwellen uw dgl,. Seal with a metallic front sealing surface The invention relates to seals with a metallic face sealing surface, especially for Rollers of caterpillar tractors, farm tractors, for driving wheels, steering wheels, PTO shafts etc.

Das wichtigste Erfordernis von Dichtungen mit metallischer stirnseitiger Dichtfläche besteht in dem Umstand, daß diese mit unterschiedlichen axialen Belastungen je nach den Besonderheiten des Einbaus arbeiten können, und daß diese Belastungen unabhängig von den Betriebstemperaturen zeitlich konstant gehalten werden können, Die Dichtungen einfachster Art weisen zwei einander gegendberliegende Metallringe von profiliertem Querschnitt und geglätteten' Kupplungsflächen auf, welche Metallringe in profilierte Sitze unter Zwischenschaltung von Ringen aus elastomerem Material eingebaut werden, die durch Ausflachung in der Weise verformt werden können, daß den Ringen die erforderliche axiale Belastung mitgeteilt wird. Bei dieser Art von Dichtung können jedoch die Vorspannungen von den vorgesehenen aus mehreren Gründen verschieden sein, wie Abweichungen in der Ausführung der Sitze und der Ringe, Härte des elastomeren Materials, die nicht der geforderten entspricht. u, dgl., Ausserdem bleiben diese Belastungen zeitlich nicht konstant, da ihre Werte bei Veränderungen der Betriebstemperatur sich führbar verändern können.The main requirement of seals with metallic end face Sealing surface consists in the fact that these with different axial loads can work depending on the specifics of the installation and that these loads can be kept constant over time regardless of the operating temperatures, The simplest type of seals have two opposing metal rings of profiled cross-section and smooth 'coupling surfaces on which metal rings in profiled seats with the interposition of rings made of elastomeric material, which deforms by flattening in the way that the required axial load is communicated to the rings. With this type of seal, however, the preloads can differ from those provided be different for several reasons, such as variations in the design of the seats and the rings, hardness of the elastomeric material which does not correspond to the required. and the like. In addition, these loads do not remain constant over time, since their values can change in a manageable manner in the event of changes in the operating temperature.

Schließlich ist es die mangelnde Konstanz der mechanischen Eigenschaften der elastomeren Materialien, die durch zahlreiche Faktoren beeinflußt werden können, und der besondere Verlauf des Formänderungsdiagramms dieser Materialien setzen die Zuverlässigkeit der Dichtungen herab, bei denen die Gesamtheit der axialen Belastung von der Verformung von Elementen aus Gummi od.dgl.After all, it is the lack of constancy of the mechanical properties the elastomeric materials, which can be influenced by numerous factors, and the particular shape of the deformation diagram of these materials set the Reliability of seals diminishes in which the entirety of the axial load of the deformation of elements made of rubber or the like.

abhängt.depends.

Um die Sicherheit zu haben, daß wirklich die gewünschten Belastungen erhalten werden und die Vorspannungen konstant gehalten werden, müssen kompliziertere und damit teuerere Dichtungen-verwendet werden.To be sure that the loads you want really are must be obtained and the biases kept constant, more complicated and thus more expensive seals can be used.

Aufgabe der Erfindung ist die Vermeidung der vorerwähnten Nachteile durch die Schaffung einer Dichtung mit stirnseitiger metallischer Dichtfläche, die von einfachster, robuster und wirtschaftlicher Ausführung ist, die sowohl die völlige Anpassung der axialen Arbeitsbelastungen an die theoretischen Werte, die den Einbaubedingungen entsprechen, als auch die Unveränderlichkeit der beim Einbau mitgeteilten axialen Belastungen auch bei beträchtlichten Veränderungen der Temperatur gewährleistet, erhöhte funktionelle Leistungen auch unter erschwerten Bedingungen, wie die Anwesenheit von Schlamm, Staub, Wasser udgl, erbringen kann und mit welcher Dichtung durch das Auswechseln eines einzigen Bauelements untereinander sehr verschiedene maxiale Belastungen erzielt werden können, wobei jedoch die übrigen dimensionalen und baulichen Parameter unverändert bleiben.The object of the invention is to avoid the disadvantages mentioned above by creating a seal with a metal sealing surface on the end face, which of the simplest, robust and economical design, which is both complete Adaptation of the axial workloads to the theoretical values that correspond to the installation conditions as well as the immutability of the installation communicated axial loads guaranteed even with considerable changes in temperature, increased functional performance even under difficult conditions, such as presence of mud, dust, water, etc., and with what seal through the Replacing a single component with each other very different maximum loads can be achieved, however, the remaining dimensional and structural parameters remain unchanged.

Das Hauptmerkmal der erfindungsgemäßen Dichtung besteht darin, daß diese durch einen ringförmigen Körper aus elastomerem Material gebildet wird, der auf einer Seite einen ringförmigen stirnseitig offenen Sitz aufweist, der einen Metallring von sich verjüngendem Querschnitt aufnehmen kann, dessen Aussenseite geglättet ist, welcher Ringkörper einen ringförmigen inneren Hohlraum aufweist, in welchem eine ringförmig gebogene Schraubenfeder angeordnet ist, deren Windungen durch Verengung verformt werden können, da sie mit Bezug auf die Hauptachse der Feder geneigt sind, weshalb die gewünschte axiale Belastung dadurch erhalten werden kann, daß die Dichtung in dem gewünschten Maß axial verengt wird.The main feature of the seal according to the invention is that this is formed by an annular body made of elastomeric material, the has on one side an annular seat open at the end, which has a Can accommodate metal ring of tapered cross-section, the outside is smoothed, which ring body has an annular inner cavity, in which an annularly curved helical spring is arranged, its coils can be deformed by constriction as they are with respect to the main axis of the Spring are inclined, which is why the desired axial load can be obtained thereby can that the seal is axially narrowed to the desired extent.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden näheren Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden beispielsweisen Zeichnungen und zwar zeigen: Fig. 1 eine Ansicht im axialen Schnitt, welche zwei erfindungsgemäße Dichtungen in gekoppelter Stellung und im Ruhezustand zeigt; Fig. 2 eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht, welche die beiden Dichtungen in einem Betriebszustand, d.h. tnter axialer Belastung darstellt; Fig. 3 eine Teilansicht des Körpers der Dichtung allein im axialen Schnitt und Fig. 4 eine Teilansicht von der Seite der in der Dichtung enthaltenen Feder.Further features and advantages of the invention emerge from the following detailed description in conjunction with the accompanying exemplary drawings namely show: FIG. 1 a view in axial section, which shows two according to the invention Shows seals in coupled position and at rest; Fig. 2 one of the Fig. 1 similar view showing the two Seals in an operating condition, i.e., represents under axial load; 3 is a partial view of the body of FIG Seal only in axial section and FIG. 4 is a partial view from the side of the spring contained in the seal.

Die Dichtung mit metallischer stirnseitiger Dichtfläche gemäß der Erfindung besitzt einen ringförmigen Körper 2 aus elastomerem Material, der durch einen äusseren Teil 3 und einen inneren Teil 4 gebildet wird, welche zwischen sich einen ringförmigen Hohlraum 6 einschliessen, der eine ringförmig gebogene Schraubenfeder 9 aufnehmen kann, Die beiden Teile 3, 4 des Körpers 2 aus elastomerem Material sind an einem inneren Schlitz 5 offen und an dem entgegengesetzten Ende durch einen Wandabschnitt 7 von verringerter Dicke verbunden, der wie ein verformbarer Balg wirken kann, Der innere Teil 4 ist an seiner Kopplungsfläche mit einem Sitz 8 in Form einer Ringnut von sich nach aussen verjüngendem Querschnitt ausgebildet, der einen Metallring 10 von trapezförmigem Querschnitt aufnehmen kann, dessen Kopplungsfläche sich an der kürzeren Seite des Trapezes befindet. Auf diese Weise bleibt der Metallring an dem Körper aus elastomerem Material auch beim Fehlen axialer Belastungen verankert, Diejenigen Flächen des Metallrings 10, die sich mit der Nut in Kontakt befinden, sind vorzugsweise mit Oberflächenunregelmässigkeiten, beispielsweise mit einer Rändelung, versehen, um die Reibungsbedingungen zwischen den beiden Teilen zu verstärken und dadurch unerwünschte Gleit- bzw Rutschbewegungen oder Verlagerungen z u vermeiden.The seal with a metallic sealing surface on the face according to the Invention has an annular body 2 made of elastomeric material through an outer part 3 and an inner part 4 is formed, which between them include an annular cavity 6, which is an annularly curved helical spring 9, the two parts 3, 4 of the body 2 are made of elastomeric material open at an inner slot 5 and at the opposite end through a wall section 7 of reduced thickness, which can act like a deformable bellows, The inner part 4 is at its coupling surface with a seat 8 in the form of an annular groove formed by outwardly tapering cross-section, which has a metal ring 10 can accommodate trapezoidal cross-section, the coupling surface to the shorter side of the trapezoid. That way the metal ring remains anchored to the body made of elastomeric material even in the absence of axial loads, Those surfaces of the metal ring 10 that are in contact with the groove are preferably with surface irregularities, for example with knurling, provided to increase the friction conditions between the two parts and thereby avoid undesired sliding or sliding movements or shifts.

Die Schraubenfeder 9 ist, wie in Fige 4 dargestellt, so -ausgebildet, daß ihre Windungen alle mit Bezug auf die Hauptachse der Feder geneigt sind, wodurch die Verformung der Feder durch Verengung und damit die Ovålisierung ihrer Windungen erleichtert wird.The coil spring 9 is, as shown in Fig. 4, so -educated, that their coils are all inclined with respect to the main axis of the spring, whereby the deformation of the spring by narrowing and thus the ovalization of its coils is facilitated.

Im Ruhezustand, d.h. beim Fehlen einer axialen Belastung haben daher die Windungen der Feder eine im wesentlichen kreisförmige Gestalt, wie in Fig. 1 dargestellt, während bei Belastung, wie in Fig. 2 dargestellt, die Windungen eine ovale Form annehmen und die axiale Belastung erzeugen, welche den metallischen Dichtring 10 zur Kopplungsfläche drückt.At rest, i.e. in the absence of an axial load, therefore the coils of the spring are substantially circular in shape, as in FIG. 1 shown, while under load, as shown in Fig. 2, the turns a take on oval shape and generate the axial load that the metallic sealing ring 10 pushes to the coupling surface.

Wenn die Dichtung axial belastat wird, wird ausserdem eine radiale Komponente auf den Metallring an der verformbaren Zone 7 des Körpers 2 aus elastomerem Material erzeugt.If the seal is loaded axially, it also becomes a radial one Component on the metal ring on the deformable zone 7 of the body 2 made of elastomeric Material generated.

Die Verwendung einer Feder mit geneigten Windungen gewährleistet eine völlige Anpassung der axialen Belastung, die beim Einbau erzielt werden soll, an die durch Berechnung ermittelten Werte und die Konstanz dieser Belastung auch bei starken Veränderungen der Betriebstemperatur.The use of a spring with inclined coils ensures a full adaptation of the axial load that is to be achieved during installation the values determined by calculation and the constancy of this load strong changes in operating temperature.

Die Belastung selbst kann dadurch verändert werden, daß Federn von verschiedenen Merkmalen verwendet werden, die je nach dem Durchmesser des Drahtes oder der Zahl der Windungen veränderlich sind, wobei jedoch die übrigen dimensionalen und baulichen Parameter unverändert bleiben können, Die Dichtung ist von höchster Zuverlässigkeit, da die axiale Belastung durch die Verformung einer Metallfeder und nicht eines Gummi- oder ähnlichen Elements erhalten wird.The load itself can be changed by removing springs from Different characteristics are used, depending on the diameter of the wire or the number of turns are variable, but the remaining dimensional and structural parameters can remain unchanged, The seal is of the highest quality Reliability, because the axial load caused by the deformation of a metal spring and not a rubber or the like member.

Vorzugsweise werden Dichtungen der beschriebenen Art paarweise verwendet, wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, in welchen mit 1, 1' zwei Dichtungen bezeichnet sind, die an ihren Reibringen 10 undlO' gekoppelt sind; Der Körper 2 weist auf der der Kupplungsseite entgegengesetzten Seite einen ringförmigen Vorsprung 11 auf, der die Abdichtungsbedingungen verstärkt.Seals of the type described are preferably used in pairs, as shown in Figs. 1 and 2, in which 1, 1 'denotes two seals are coupled to their friction rings 10 and 10 '; The body 2 points to the the side opposite the clutch side has an annular projection 11, which reinforces the sealing conditions.

Innerhalb des Rahmens der Erfindung sind natürlich verschiedene Abänderungsformen möglich, Ansprüche:Various forms of modification are of course within the scope of the invention possible, claims:

Claims

Claims: 1. Seal with a metallic sealing surface on the end face, characterized by an annular body (made of an elastomeric material, which has an annular seat (8) on one side, which is open at the end is and serves to receive a metal ring (10) of tapered cross-section, wherein the outer surface of the seal is smoothed and this one annular inner Has cavity (6) in which an annularly curved helical spring (s) is arranged whose turns are deformable by narrowing, since they are with respect to the main axis the spring are inclined, so that the desired axial load by axial narrowing the seal is obtained in the desired dimension.

2. Seal according to claim 1, characterized in that the body (2) is formed from elastomeric material by two ring-shaped parts (3. 4), which are connected to one another by a deformable thin wall (7) which is bellows-like acts and extends along an outer peripheral edge of the seal.

3, seal according to claim 1, characterized in that the Surfaces of the metal ring (10) that are connected to the seat (8) in the body (2) made of elastomer Material are in contact, are roughened.