DE3011135A1

DE3011135A1 - Elastic seal ring with twin sealing lips - has radial clamp ring to control contact pressure on seal housing

Info

Publication number: DE3011135A1
Application number: DE19803011135
Authority: DE
Inventors: Hans 5093 Burscheid Deuring; Rolf Ing.(grad.) 3180 Wolfsburg Krafzig; Joachim Ing.(grad.) 3306 Lehre Schmidt
Original assignee: Goetze GmbH
Current assignee: Goetze GmbH
Priority date: 1980-03-22
Filing date: 1980-03-22
Publication date: 1981-10-15
Also published as: DE3011135C2

Abstract

The shaft seal ring assembly (1) includes an elastic seal ring which has two axially spaced sealing lips (10,11). The seal ring is mounted at its mid-position on the radial flange (5) of a rigid reinforcing ring. The end face (17) of the secondary sealing lip (10) is pressed against the tapered collar (18,19) of the housing extension (2). The contact pressure between the housing collar and seal lip face (17) is controlled by a radial clamp ring (29) on the seal ring.

Description

Lippendichtung.Lip seal.

Die Erfindung betrifft eine Lippendichtung zum Einbau in ein eine radial nach innen gerichtete Verlängerung aufweisendes Gehäuse mit einer dem abzudichtenden Medium zugewandten Hauptdichtlippe und mindestens einer entgegengesetzt gerichteten und federbelasteten Zusatzdichtlippe.The invention relates to a lip seal for installation in a Housing having a radially inward extension with one to be sealed Main sealing lip facing the medium and at least one oppositely directed and spring-loaded additional sealing lip.

Durch das deutsche Gebrauchsmuster 7.008.844 ist eine Stangendichtung für Stoßdämpfer mit axial vorgeschalteter Manschette bekannt. Die Dichtung selber weist zwei eine Kolbenstange umschließende, federbelastete Dichtlippen auf, von denen die eine zum unter Druck stehenden Medium und die andere zur Luftseite gerichtet ist. Die Dichtung ist radial innerhalb eines Anschlagkörpers angeordnet, der mit dem zylindrischen Rohr des Dämpfers durch Verschraubung verbunden ist. Der an der Luftseite des Dämpfers sich radial auf die Kolbenstange zu erstreckende Schenkel des Anschlagkörpers weist in etwa die gleiche Kontur wie die zur Luftseite gerichtete Stirnfläche der Dichtlippe auf, ohne diese aber zu berühren.Due to the German utility model 7.008.844 is a rod seal known for shock absorbers with axially upstream sleeve. The seal itself has two spring-loaded sealing lips surrounding a piston rod, from one facing the pressurized medium and the other facing the air side is. The seal is arranged radially inside a stop body, which with is connected to the cylindrical tube of the damper by screwing. The one at the Air side of the damper, legs extending radially on the piston rod the stop body has roughly the same contour as that directed towards the air side Face of the sealing lip, but without touching it.

Mit dem Anschlagkörper verbunden und der luftseitig angeordneten Dichtlippe vorgelagert ist eine an beiden Umfangsflächen profilierte Manschette, deren Aufgabe es ist, die eigentliche Dichtung vor von außen eindringendem Schmutz, Sand und Staub weitgehend zu schützen.Connected to the stop body and the sealing lip arranged on the air side upstream is a cuff profiled on both circumferential surfaces, its task it is the actual seal against ingress of dirt, sand and dust largely to protect.

Durch das deutsche Gebrauchsmuster 1.985.796 ist in etwa der gleiche Dichtungstyp wie in dem vorab beschriebenen Gebrauchsmuster angesprochen, mit dem Unterschied, daß der eigentlichen Dichtung luftseitig eine über einen Balgen mit dem zylindrischen Rohr des Dämpfers verbundene Manschette vorgeschaltet ist. Deren Aufgabe ist es, zum einen sicherzustellen, daß bei einer nur geringfügigen Auf - und Abwärtsbewegung des Schaftes keine Bewegung der Manschette erfolgt, weil ihre Haftwirkung ausreicht, um der Bewegung entgegenzutreten, und zum anderen das Hereinziehen von Staub und Unreinigkeiten bei sehr starker Haftbewegung zu vermeiden.The German utility model 1,985,796 is roughly the same Seal type as addressed in the utility model described above, with the Difference, that the actual seal on the air side one over one Bellows is connected upstream of the cuff connected to the cylindrical tube of the damper. Their task is, on the one hand, to ensure that only minor Up and down movement of the shaft, there is no movement of the cuff because their adhesive effect is sufficient to counter the movement, and on the other hand that Avoid drawing in dust and impurities with very strong adhesive movements.

Bei beiden Dichtungstypen ist der eigentlichen Dichtung noch ein zusätzlicher Dichtkörper vorgeschaltet, um das Eindringen von Schmutz zu erschweren. Bei Fortfall dieses Körpers könnte der Schmutz ungehindert durch den zwischen der luftseitigen Dichtlippe und dem Radialschenkel des Anschlagkörpers gebildeten, im wesentlichen radial verlaufenden Spalt dringen und sich in dem Freiraum zwischen der Dichtlippe und dem Axialschenkel des Anschlagkörpers, insbesondere aber in den Windungen des Federringes, festsetzen. Der Federring hat die Aufgabe, die Radiålkrqft der Dichtlippe auch bei kontinuierlich fortschreitender Abnutzung aufrechtzuerhalten. Durch den eindringenden Schmutz wird dies aber weitestgehend verhindert, da sich die Schmutzpartikel zwischen die Federwindungen setzen und somit die Feder blockiert, d. h. am Zusammenziehen zur Verschleißkompensation der Dichtlippe behindert wird.With both types of seals, the actual seal is an additional one Sealing body connected upstream to make it difficult for dirt to penetrate. In case of failure This body could get the dirt unhindered by between the air-side Sealing lip and the radial leg of the stop body formed, essentially radially extending gap penetrate and in the space between the sealing lip and the axial leg of the stop body, but especially in the turns of the Lock washer. The task of the spring ring is to maintain the radial force of the sealing lip to be maintained even with increasing wear and tear. Through the penetrating dirt this is largely prevented, since the dirt particles place between the coils of the spring and thus block the spring, d. H. contracting to compensate for wear of the sealing lip is hindered.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung von zusätzlichen, der eigentlichen Dichtung vorgeschalteten Dichtkörpern mit einfachen Mitteln eine Stangendichtung gemäß dem gattungsbildenden Teil des Hauptpatentanspruches zu konzipieren, die genauso effektvoll wie die beschriebenen Dichtungen arbeitet und dar- überhinaus wesentlichen preiswerter in der Herstellung und Montage ist.The invention is therefore based on the object, avoiding additional sealing bodies upstream of the actual seal with simple Means a rod seal according to the generic part of the main claim to design that works just as effectively as the seals described and there- moreover, much cheaper to manufacture and assembly is.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der stirnseitige Bereich der Zusatzdichtlippe im Einbauzustand mit der korrespondierenden Gegenfläche der Verlängerung des Gehäuses in Berührung steht. Auf diese Weise wird ohne Aufwand eine zusätzliche Dichtstelle gebildet, die das Eindringen von Schmutz und Staub wirkungsvoll verhindert, zusätzliche Dichtkörper und Verbindungsteile entfallen, und der axial benötigte Bauraum reduziert sich erheblich. Die Erfindung spricht einen relativ großen Anwendungsbereich an, zum einen können rotierende Wellen und zum anderen axial hin - und hergleitende Stangen sinnvoll abgedichtet werden.This object is achieved according to the invention in that the end face Area of the additional sealing lip in the installed state with the corresponding mating surface the extension of the housing is in contact. This way it becomes effortless an additional sealing point is formed which prevents dirt and dust from entering effectively prevented, additional sealing bodies and connecting parts are not required, and the installation space required axially is reduced considerably. The invention speaks a relatively large area of application, on the one hand rotating shafts and on the other hand axially sliding back and forth rods are sensibly sealed.

Um auch über die gesamte Lebensdauer der Dichtung eine wirkungsvolle Abdichtung an der angesprochenen Stelle zu erhalten, ist es sinnvoll, wenn der stirnseitige Bereich der Dichtlippe mit definierter Spannung an der korrespondierenden Gegenfläche der Verlängerung des Gehäuses anliegt. Die Verlängerung kann sowohl durch einen mit dem Gehäuse verbindbaren separaten Körper gebildet als auch direkt am Gehäuse angeformt sein. Im letzteren Fall kann die Verlängerung des Gehäuses nach erfolgtem Einbau der Dichtung umgebördelt werden. Die Spannung kann zum einem durch die Elastizität der Dichtlippe selber aufgebracht werden, oder aber, da diese wahrscheinlich nicht Uber die gesamte Lebensdauer der Dichtung konstant bleibt, kann die Spannung durch den Federring aufgebracht werden.In order to be effective over the entire service life of the seal To obtain a seal at the point mentioned, it makes sense if the frontal Area of the sealing lip with a defined tension on the corresponding mating surface the extension of the housing. The extension can be done by a formed with the housing connectable separate body and directly on the housing be molded. In the latter case, the extension of the housing can be done after Installation of the seal must be flanged. The tension can on the one hand by the elasticity be applied to the sealing lip itself, or, since this is probably not Over the entire service life of the seal remains constant, the voltage can through the spring washer can be applied.

Somit hat der Federring zwei Aufgaben zu übernehmen, zum einen übernimmt er die Verschleißkompensation der Dicht- lippe, und zum anderen übt er die nötige Axialkraft auf den stirnseitigen Bereich der Dichtlippe aus, um diese mit definierter Spannung an die Gegenfläche der Verlängerung anzudrücken. Bisher war dies nicht möglich, da der Federring in einer diesen zu einem großen Teil umgebenden Nut angeordnet war und somit nur i radialer Richtung wirken konnte.Thus, the spring ring has to take on two tasks, on the one hand takes over the wear compensation of the sealing lip, and on the other it exerts the necessary axial force on the face area of the sealing lip to press them against the opposite surface of the extension with a defined tension. So far this was not possible because the spring washer in one of these became a large one Part of the surrounding groove was arranged and thus could only act in the radial direction.

Es wird vorgeschldgen, den Federring, der sich etwa radial oberhalb der Dichtkante der Dichtlippe befindet5 auf einer unter einem Winkel ansteigenden Fläche anzuordnen, wobei die axiale Abstützung an der der Stirnseite axial gegen-Uberliegenden Fläche der Dichtlippe erfolgt. Durch die Anordnung des Federringes auf einer schiefen Ebene wird die ausgeübte Kraft des Federringes im wesentlichen in zwei Komponenten unterteilt3 nämlich eine, die weiterhin in radialer Richtung, und eine, die in axialer Richtung wirkt. Je nach Auslegung des Winkels, also der schiefen Ebene, auf welcher der Federring angeordnet ist, kann gezielt eine Steuerung der Kraftkomponenten vorgenommen werden.It is suggested to use the spring washer, which is located approximately radially above the sealing edge of the sealing lip is on a rising angle To be arranged surface, with the axial support on the axially opposite the end face Surface of the sealing lip takes place. By arranging the spring washer on a leaning The force exerted by the spring washer is essentially divided into two components divided3 namely one that continues in the radial direction and one that continues in the axial direction Direction works. Depending on the design of the angle, i.e. the inclined plane on which the spring ring is arranged, the force components can be controlled in a targeted manner will.

Je nach Anwendungsfall kann die zwischen dem stirnseitigen Bereich der Dichtung und der Gegenfläche der Verlängerung stattfindende Berührung linien - oder flächenförmig sein.Depending on the application, the between the frontal area the seal and the mating surface of the extension taking place lines of contact - or be flat.

Um dies zu erzielen, sind auf wenigstens einer der einander gegenüberliegenden Flächen, in Umfangsrichtung gesehen, Erhebungen aufgebracht, vorzugsweise sollten mindestens zwei etwa radial hintereinanderliegende umlaufende Erhebungen vorhanden sein, um das Eindringen von Schmutz oder Staub bei Ausfall oder Undichtigkeit der ersten Erhebuny zu verhindern. Sollten auf beiden Flächen umlau- fende Erhebungen vorhanden sein, sollten diese alternierend angeordnet sein, so daß jeweils eine trhebung der einen zwischen zwei Erhebungen der anderen abzudichtenden Fläche zu liegen kommt.In order to achieve this, at least one of the opposite Surfaces, seen in the circumferential direction, raised areas should preferably be applied at least two circumferential elevations lying approximately radially one behind the other are present be to prevent the ingress of dirt or dust in the event of failure or leakage of the to prevent first elevation. Should there be fende Elevations are present, these should be arranged alternately so that each an elevation of the one between two elevations of the other surface to be sealed comes to rest.

Als Querschnittsformen werden bevorzugt etwa halbkreis -oder kegelförmige Profile herangezogen, wobei aber andere Formen ohne Einbußen der Effektivität ebenfalls verwendet werden können.The preferred cross-sectional shapes are semicircular or conical Profiles are used, but other forms are also used without sacrificing effectiveness can be used.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: Figur 1 Einbauzustand der Dichtung in einem Lenkungsdämpfer Figuren 2 und 3 Dichtung als Einzelteil mit unterschiedlichen Ausbildungen des stirnseitigen Dichtlippenbereiches Figur 4 Wellendichtring für rotierende Wellen In Figur 1 ist ein Lenkungsdämpfer 1 dargestellt, der im wesentlichen aus folgenden Teilen besteht: einem zylindrischen Rohr 2 als Führungskörper, einer hin - und hergleitenden Kolbenstange 3, einer die Kolbenstange 3 umschließenden Stangenführung 4, einem Dichtungsring 5 und einem Anschlagkörper 6. Die Stangenführung 4 weist an ihrer äußeren Umfangsfläche 7 eine umlaufende Nut 8 auf, in die nach erfolgtem Einbau ein radial nach innen gerichteter Vorsprung 9 des Rohres 2 eingreift und die Stangenführung 4 somit gegen axiales Verrutschen fixiert.The invention is illustrated in the drawing and will be described below described in more detail. The figures show: FIG. 1, the installed state of the seal in a steering damper Figures 2 and 3 seal as an individual part with different designs of the end face Sealing lip area Figure 4 Shaft sealing ring for rotating shafts In Figure 1 is a steering damper 1 is shown, which consists essentially of the following parts: a cylindrical tube 2 as a guide body, a piston rod sliding back and forth 3, a rod guide 4 surrounding the piston rod 3, a sealing ring 5 and a stop body 6. The rod guide 4 has on its outer peripheral surface 7 has a circumferential groove 8 into which, after installation, a radially inward directed projection 9 of the tube 2 engages and the rod guide 4 thus against axial slipping fixed.

Axial vor der Stangenführung 4 ist ein Dichtungsring 5 angeordnet, der zwei federbelastete Dichtlippen 10,11 aufweist, von denen eine zum abzudichtenden Medium M und die andere zur Luftseite L hin gerichtet ist. Ein ringförmiger Anschlagkörper 6, in dessen äußere Umfangsfläche ebenfalls eine umlaufende Nut 13 eingebracht ist, ist dem Dichtungsring 5 axial vorgeschaltet. Um ein axiales Verrutschen derselben oder des Dichtungsringes 5 zu verhindern, greift nach erfolgtem Einbau in die Nut 13 ein sich radial nach innen erstreckender Vorsprung 14 des Rohres 2 ein. Um das Eindringen von Schmutz und Staub in den Raum 15, der sich zwischen der Dichtlippe 10 und dem Axialschenkel 16 des Anschlagkörpers 6 erstreckt, zu verhindern, steht der stirnseitige Bereich 17 der Dichtlippe 10 mit der unter einem Winkel verlaufenden Gegenfläche 18 an der radialen Verlängerung 19 des Anschlagkörpers 6 in Berührung.A sealing ring 5 is arranged axially in front of the rod guide 4, of the two spring-loaded sealing lips 10, 11 has, one of which is directed towards the medium M to be sealed and the other towards the air side L. A annular stop body 6, in its outer circumferential surface also a circumferential Groove 13 is introduced, the sealing ring 5 is axially upstream. To an axial To prevent slipping of the same or of the sealing ring 5, reaches for what has been done Installation in the groove 13 is a radially inwardly extending projection 14 of the tube 2 a. To prevent dirt and dust from entering the space 15 between the sealing lip 10 and the axial leg 16 of the stop body 6 extends to prevent is the frontal area 17 of the sealing lip 10 with the extending at an angle Counter surface 18 on the radial extension 19 of the stop body 6 in contact.

In den Figuren 2 und 3 ist der Dichtungsring 5 als Einzelteil dargestellt. Er besteht im wesentlichen aus den beiden Dichtlippen 10 und 11, die am Radialschenkel 20 eines winkelförmigen Versteifungsringes 21 anvulkanisiert sind.In Figures 2 and 3, the sealing ring 5 is shown as a single part. It consists essentially of the two sealing lips 10 and 11 on the radial leg 20 of an angular stiffening ring 21 are vulcanized.

Der Axialschenkel 22 und ein Teil des Radialschenkels 20 des Versteifungsringes 21 sind ebenfalls von einer elastischen Schicht 23, die vorzugsweise aus dem gleichen Material wie die Dichtlippen 10 und 11 besteht, umgeben, wobei die äußere Umfangsfläche der Schicht 23 ein etwa wellenförmiges Profil 24 aufweist. Dieses Profil 24 dient zur besseren Haftung der Dichtung 5 an der inneren Umfangsfläche ( gestrichelt dargestellt ) des Rohres 2.The axial leg 22 and part of the radial leg 20 of the stiffening ring 21 are also made of an elastic layer 23, which is preferably made of the same Material such as the sealing lips 10 and 11 is surrounded, the outer peripheral surface the layer 23 has an approximately wave-shaped profile 24. This profile 24 is used for better adhesion of the seal 5 to the inner circumferential surface (shown in dashed lines ) of the pipe 2.

Die Dichtlippe 11 weist etwa radial oberhalb der Dichtkante 25 eine umlaufende Nut 26 auf, die einen Federring 27 aufnimmt. Dieser Federring 27 dient zur Verschleißkompensation der Dichtlippe 11. In die Dichtlippe 10 ist ebenfalls eine umlaufende Nut 28 eingebracht, die aber an ihrer dem Radialschenkel 19 des Versteifungsringes 21 zugewandten Seite unter einem Winkel auf den Versteifungsring 21 zu ansteigt. Der Federring 29 liegt nun nicht, wie bei der Dichtlippe li, in der Nut 28, sondern zum Teil auf der schiefen Fläche 30 auf. Axial stützt sich der Federring 29 an der dem stirnseitigen Bereich 17 gegenüberliegenden Fläche 31 der Dichtlippe 10 ab. Auf diese Weise wird die Kraft der Feder 29 im wesentlichen in zwei Komponenten aufgeteilt ( FR,FA ). Die Kraftkomponente FR dient zur Verschleißkompensation der Dichtkante 32 der Dichtlippe 10, während die Kraftkomponente FA dazu dient, daß der stirnseitige Bereich 17 der Dichtlippe 10 an der korrespondierenden, unter einem Winkel verlaufenden Fläche ( gestrichelt gezeichnet ) mit definierter Spannung anliegt und so das Eindringen von Schmutz und Staub verhindert wird. Um dies noch mehr zu optimieren, sind unterschiedliche Profilierungen auf dem ebenfalls unter einem Winkel verlaufenden stirnseitigen Bereich 17 der Dichtlippe 10 aufgebracht.The sealing lip 11 has a roughly radially above the sealing edge 25 circumferential groove 26 which receives a spring ring 27. This spring ring 27 is used to compensate for wear of the sealing lip 11. In the sealing lip 10 is Likewise introduced a circumferential groove 28, but the radial leg 19 of the Stiffening ring 21 facing side at an angle on the stiffening ring 21 to increases. The spring ring 29 is now not, as with the sealing lip li, in of the groove 28, but in part on the inclined surface 30. The axially supports itself Spring ring 29 on the face 31 of the opposite face area 17 Sealing lip 10. In this way, the force of the spring 29 is essentially in split into two components (FR, FA). The force component FR serves to compensate for wear the sealing edge 32 of the sealing lip 10, while the force component FA serves to that the frontal area 17 of the sealing lip 10 on the corresponding, below an angular surface (shown in dashed lines) with a defined tension and thus the ingress of dirt and dust is prevented. To this still to optimize more, there are different profiles on the also below an angular frontal area 17 of the sealing lip 10 is applied.

Figur 2 zeigt zwei etwa kegelförmige Erhebungen 34,35, während in Figur 3 eine etwa halbkreisförmige Erhebung 36 angedeutet ist.FIG. 2 shows two approximately conical elevations 34, 35, while in FIG Figure 3 an approximately semicircular elevation 36 is indicated.

In Figur 4 ist ein Wellendichtring 37 für eine rotierende Welle 38 dargestellt. Der Wellendichtring 37 ist in einem eine im wesentlichen zylindrische Bohrung 39 aufweisenden Gehäuse 40 angeordnet. Die Zusatzdichtlippe 41 weist in ihrem stirnseitigen Bereich 42 eine umlaufende Erhebung 43 auf. Axial vor dem Wellendichtring 37 ist ein Körper 44 angeordnet, der eine axiale Verlängerung des Gehäuses 40 bildet und mit diesem verschraubt 45 ist. Der Körper 44 weist einen radial nach innen gerichteten Schenkel 46 auf, der die Welle 38 jedoch nicht berührt. Auch er ist in seinem der Dichtlippe 41 zugewandten stirnseitigen Bereich 47 mit einer umlaufenden Erhebung 48 versehen, die im Einbauzustand, bezogen auf die Welle 38, radial vor der Erhebung 43 der Dichtlippe 41 zu liegen kommt.In FIG. 4 there is a shaft sealing ring 37 for a rotating shaft 38 shown. The shaft seal 37 is a substantially cylindrical one Housing 40 having bore 39 is arranged. The additional sealing lip 41 has in its frontal area 42 has a circumferential elevation 43. Axially in front of the shaft seal 37 is a body 44 arranged, which is an axial extension of the Housing 40 forms and 45 is screwed to this. The body 44 has a radially inwardly directed leg 46 which, however, does not touch the shaft 38. It is also included in its end-face area 47 facing the sealing lip 41 a circumferential elevation 48 provided, which in the installed state, based on the shaft 38, comes to lie radially in front of the elevation 43 of the sealing lip 41.

Somit werden der Raum 49 und der Federring 50 wirkungsvoll vor dem Eindringen von Staub und Schmutz bewahrt.Thus, the space 49 and the spring ring 50 are effective before Prevents dust and dirt from entering.

Claims

Claims: Lip seal for installation in a radial inward extension having housing, with one to be sealed Main sealing lip facing the medium and at least one oppositely directed and spring-loaded additional sealing lip, characterized in that the frontal Area (17) of the additional sealing lip (10) in the installed state with the corresponding Opposite surface (18) of the extension (19) of the housing (2) is in contact.

2. Lip seal according to Claim 1, characterized in that the frontal area (17) of the sealing lip (10) with a defined tension on the corresponding mating surface (18) of the extension (19) rests.

3. Lip seal according to Claims 1 and 2, characterized in that that the spring ring (29) is used to apply this tension.

4th Lip seal according to Claims 1 to 3, characterized in that that the spring ring (29) approximately radially above the sealing edge (32) of the sealing lip (10) is arranged on a surface (30) which rises at an angle and in the axial direction on the axially opposite to the end-face area (17) Surface (31) of the sealing lip (10) is supported.

5. Lip seal according to Claims 1 to 4, characterized in that that on at least one of the opposing surfaces to be sealed (17,18) of the sealing lip (10) and the extension (19) seen in the circumferential direction circumferential elevations (32,33,34,35,36,39) are applied.

6th Lip seal according to Claims 1 to 5, characterized in that that the elevations have an approximately semicircular or conical cross-section.