DE3017799A1

DE3017799A1 - SHAFT SEAL

Info

Publication number: DE3017799A1
Application number: DE19803017799
Authority: DE
Inventors: Lennart Joernhagen
Original assignee: Forsheda Gummifabrik AB
Current assignee: Forsheda Gummifabrik AB
Priority date: 1979-05-28
Filing date: 1980-05-09
Publication date: 1980-12-11
Also published as: CH638023A5; DE3017799C2

Abstract

The sealing ring (16) is for sealing off a shaft in a shaft mounting (18), in which there is a face (12) transverse to the axis of rotation of the shaft (2), against which a sealing lip (22) is intended to rest. The sealing ring (16) has a rubber main body (18) which can be mounted under stress on the shaft (2) and to which the sealing lip (22) is integrally joined. The main body (18) is provided with a peripheral reinforcing ring (20) which ensures that the main body (18) remains in essentially constant engagement on the shaft, even at high speeds of rotation, while the sealing lip (22) can lift off from the transverse face (12) at high rotational speeds of the shaft. <IMAGE>

Description

Bezeichnung: WellendichtungsringDesignation: shaft sealing ring

Beschreibung: Die Erfindung betrifft einen Dichtungsring gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.Description: The invention relates to a sealing ring according to the Preamble of claim 1.

Wellendichtungen sind in den unterschiedlichsten Bauformen bekannt, so beispielsweise Wellendichtungen in Form von Spalt- und Labyrinthdichtungen oder in Form von Reibungsdichtungen aus elastischem Material.Shaft seals are known in a wide variety of designs, for example shaft seals in the form of gap and labyrinth seals or in the form of friction seals made of elastic material.

Eine besondere Schwierigkeit besteht darin, Wellendichtungen zu schaffen, die einerseits von einfacher, unkomplizierter und unempfindlicher Konstruktion sind, andererseits jedoch eine gute Dichtungswirkung sowohl bei hohen wie niedrigen Drehzahlen der Welle ergeben. Diese Anforderungen lassen sich von einer Spalt- oder Labyrinthdichtung nicht erfüllen, da eine solche Dichtung bei niedrigen Drehzahlen eine äußerst beschränkte Dichtwirkung aufweist. Vorbekannt ist ferner ein Reibungsdichtungsring aus elastischem Material mit einem Tragring, der unter Spannung auf der Welle befestigt ist und der eine Lippe aufweist, die gegen eine radial gerichtete, ruhende Fläche anliegt. Der Tragring läuft bei der Drehung der Welle mit, während die Lippe reibend über die radial gerichtete, feststehende Anlagefläche gleitet. Ein Dichtungsring dieser Art weist viele Vorteile auf. Er ist einfach in der Konstruktion und billig in der Herstellung und läßt sich auch einfach montieren. Er besitzt eine gute Dichtwirkung sowohl bei stillstehender, bei mit niedrigen Drehzahlen als auch bei mit hohen Drehzahlen drehender Welle. Dabei ist es möglich, den Anpreßdruck der Lippe gegen die radial gerichtete Fläche bei der Montage so abzupassen, daß die Lippe-nur bei stillstehender Welle und bei niedrigen Drehzahlen gegen die radial gerichtete Fläche anliegt, während sie sich bei hohen Drehzahlen der Welle von der radial gerichtete Fläche abhebt und eine reibungsfreie Spaltdichtung bildet. Es ist somit von größter Bedeutung, daß der Dichtungsring der vorstehend erläuterten Art im axialen Abstand zur Gegenfläche auf der Welle fixiert ist, um eine einwandfreie Wirkung der Dichtung sicherzustellen. In dieser Hinsicht ist es ein Nachteil dieses bekannten Dichtungsringes, daß er Sitz die Neigung hat, seinen auf der Welle durch die Einwirkung der Zentrifugalkraft zu verändern, was eine ordnungsgemäße Wirkung des Dichtungsringes beeinträchtigt.A particular difficulty is creating shaft seals, which on the one hand are of a simple, uncomplicated and insensitive construction, on the other hand, however, a good sealing effect both at high and low speeds surrender to the wave. These requirements can be met by a gap or labyrinth seal not meet, since such a seal is extremely limited at low speeds Has sealing effect. Also known is a Friction sealing ring Made of elastic material with a support ring that is attached to the shaft under tension and which has a lip which rests against a radially directed, stationary surface is present. The support ring follows the rotation of the shaft, while the lip rubbing slides over the radially directed, fixed contact surface. A sealing ring this type has many advantages. It is simple in construction and cheap in production and is also easy to assemble. It has a good sealing effect both at standstill, at low speeds and at high speeds rotating shaft. It is possible to reduce the pressure of the lip against the radial aligned surface to be adjusted during assembly so that the lip-only when stationary Shaft and rests against the radially directed surface at low speeds, while it stands out from the radially directed surface at high shaft speeds and forms a frictionless gap seal. It is therefore of the utmost importance that the sealing ring of the type explained above at an axial distance from the mating surface is fixed on the shaft to ensure that the seal works properly. In this regard, it is a disadvantage of this known sealing ring that he The seat has the tendency to be on the shaft due to the action of centrifugal force to change, which affects the proper functioning of the sealing ring.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Dichtungsring der zuletzt genannten Art zu schaffen, der auch bei hohen Drehzahlen einen sicheren Sitz auf der Welle behält.It is therefore an object of the invention to provide a sealing ring of the last to create a secure fit even at high speeds the wave retains.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Mitteln des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved according to the invention with the means of claim 1 solved.

Durch den Verstärkungsring wird verhindert, daß sich der Grundkörper bei hohen Drehzahlen unter dem Einfluß der Fliehkraft aufweitet. Die dem Dichtungsring bei der Montage gegebene Vorspannung, mit der dieser an seinem Sitz auf das drehbare Element, beispielsweise eine Welle angepreßt wird, bleibt hierdurch über den ganzen Drehzahlbereich also auch bei den höchsten zulässigen Drehzahlen praktisch unverändert erhalten, so daß ein einwandfreier Sitz eines so ausgebildeten Dichtungsringes garantiert ist.The reinforcement ring prevents the body from moving expands at high speeds under the influence of centrifugal force. The sealing ring given preload during assembly, with which this at its seat on the rotatable Element, for example, a shaft is pressed, thereby remains over the whole Speed range practically unchanged even at the highest permissible speeds obtained, so that a perfect fit of a sealing ring designed in this way is guaranteed is.

Der Grundkörper kann in einen entsprechenden Verstärkungsring eingepreßt sein. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Verstärkungsring durch Vulkanisation, Klebung oder dergleichen mit dem Grundkörper verbunden. Besonders zweckmäßig ist es ferner, wenn der Verstärkungsring wenigstens teilweise die äußere Umfangsfläche des Dichtungsringes bildet, da hierdurch ein zusätzlicher mechanischer Schutz des Grundkörpers gegen Beschädigungen gegeben ist, sei es bei der Montage, sei es im späteren Betrieb durch die die Lebensdauer vermindert würde.The base body can be pressed into a corresponding reinforcing ring be. In a preferred embodiment, the reinforcement ring is vulcanized, Bonding or the like connected to the base body. Is particularly useful it further if the reinforcing ring at least partially the outer circumferential surface of the sealing ring, as this provides additional mechanical protection for the Base body is given against damage, be it at assembly, be it in later operation by which the service life would be reduced.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer schematischen Zeichnung näher beschrieben.An embodiment of the invention is based on a schematic Drawing described in more detail.

Die Figur zeigt eine Welle 2 mit einem Ansatz 4, der eine Schulter 6 bildet. Die Welle 2 ist beispielsweise durch ein Lagergehäuse hindurchgeführt. In einem Teil 8 des Lagergehäuses ist ein ringförmiger Teil 10 angeordnet, der mit einem radial einwärts gerichteten Flansch 12 versehen ist. Die Welle 2 ist über ein zwischen der Schulter 6 an der Welle 2 und dem ringförmigen Teil 10 des Gehäuses eingespanntes Kugellager 14 in dem Lagergehäuse gelagert. Zur Abdichtung des Spaltes zwischen dem inneren Rand des Flasches 12 und der Welle 2 ist ein Dichtungsring 16 vorgesehen.The figure shows a shaft 2 with a shoulder 4 that has a shoulder 6 forms. The shaft 2 is passed through a bearing housing, for example. In a part 8 of the bearing housing, an annular part 10 is arranged, which with a radially inwardly directed flange 12 is provided. Wave 2 is over one between the shoulder 6 on the shaft 2 and the annular part 10 of the housing clamped ball bearing 14 stored in the bearing housing. To seal the gap between the inner edge of the bottle 12 and the shaft 2 is a sealing ring 16 provided.

Der gezeigte Dichtungsring besteht aus einem Grundkörper 18 und einem damit verbundenen am Außenrand des Grundkörpers 18 befestigten Verstärkungsring 20 aus einem Material, das zumindest in Umfangsrichtung des Verstärkungsringes undehnbar ist und so jede Dehnung des Grundkörpers in radialer Richtung unterbindet. Der Verstärkungsring besteht vorzugsweise aus Metall. Mit dem Grundkörper 18 ist einstückig die Dichtungslippe 22 verbunden, die vorzugsweise an der Stirnseite des Grundkörpers angeordnet ist. Die Dichtungslippe 22 ist bei diesem Ausführungsbeispiel am inneren Durchmesser angesetzt, so daß eine nach außen offene ringförmige Nut 24 von V-förmigem Querschnitt entsteht. Die Lippe 22 hat hierbei eine viel geringere Masse als der Grundkörper des Dichtungsringes.The sealing ring shown consists of a base body 18 and a associated reinforcement ring attached to the outer edge of the base body 18 20 made of a material which is inextensible at least in the circumferential direction of the reinforcing ring and so prevents any expansion of the base body in the radial direction. The reinforcement ring is preferably made of metal. The sealing lip is integral with the base body 18 22 connected, which is preferably on the front side of the Base body is arranged. The sealing lip 22 is on the inside in this embodiment Diameter set so that an outwardly open annular groove 24 of V-shaped Cross-section is created. The lip 22 here has a much smaller mass than that Basic body of the sealing ring.

Der Grundkörper 18 und die Lippe 22 bestehen aus einem hochelastischem Material, vorzugsweise Gummi, und der Verstärkungsring 20 besteht wie erwähnt aus einem Metallring, der vorzugsweise durch Vulkanisation mit dem Grundkörper 18 verbunden ist.The base body 18 and the lip 22 consist of a highly elastic one Material, preferably rubber, and the reinforcing ring 20 consists of, as mentioned a metal ring, which is preferably connected to the base body 18 by vulcanization is.

Die Bohrung des Dichtungsringes 16 hat vor der Montage einen Durchmesser, der geringer ist als der Außendurchmesser der Welle. Somit wird der Dichtungsring 16 auf die Welle unter Aufweitung des Ringes aufgebracht, so daß der Dichtungsring 16 unter Vorspannung auf der Welle sitzt und in der vorgesehenen Endlage ohne zusätzliche Sicherungsmittel gehalten ist.The bore of the sealing ring 16 has a diameter before assembly which is smaller than the outer diameter of the shaft. Thus, the sealing ring 16 applied to the shaft with expansion of the ring, so that the sealing ring 16 sits under preload on the shaft and in the intended end position without additional Securing means is held.

Die Dichtungslippe 22 liegt an der äußeren Fläche des Flansches 12 mit einem vorgegebenen Anpreßdruckan. Es kann dabei vorteilhaft sein, den Anpreßdruck so zu bemessen, daß die Dichtungslippe 22 bei stillstehender Welle und bei niedrigen Drezahlen der Welle am Flansch 12 anliegt, aber bei höheren Drehzahlen der Welle durch Einwirkung der Zentrifugalkraft von der Fläche abhebt und somit eine Spaltdichtung bildet.The sealing lip 22 rests on the outer surface of the flange 12 with a predetermined contact pressure. It can be advantageous to reduce the contact pressure to be dimensioned so that the sealing lip 22 when the shaft is stationary and at low Speeds of the shaft on the flange 12, but at higher speeds of the shaft lifted off the surface by the action of centrifugal force and thus a gap seal forms.

Hierdurch wird der Verschleiß der Dichtungslippe 22 bei höheren Drehzahlen vermindert.This reduces the wear on the sealing lip 22 at higher speeds reduced.

Um zu verhindern, daß sich bei höheren Drehzahlen der Welle 2 die Vorspannung verringert, mit der der Dichtungsring auf der Welle gehalten wird, ist der Grundkörper 18 mit einem Verstärkungsring 20 versehen. Der Verstärkungsring 20 bewirkt, daß das elastische Material des Grundkörpers 18 sich auch bei hohen wirksamen Fliehkräften nicht aufweitet, so daß der Dichtungsring ohne besondere Hilfsmittel mit praktisch unveränderter Anpreßkraft auf der Welle in der vorherbestimmten Lage sitzt. Durch Wahl der Dicke-des zwischen dem Verstärkungsring 20 und der zylindrischen, inneren Fläche des Dichtungsringes befindlichen Teils des Grundkörpers 18 ist es möglich, die für die Aufspannung des Dichtungsringes auf die Welle erforderliche Kompression wunschgemäß zu bemessen, um sowohl Durchmesserabweichungen der Welle aufnehmen zu können, als auch die Fixierungskraft des Ringes auf der Welle vorgeben zu können.In order to prevent that at higher speeds of the shaft 2 the The preload with which the sealing ring is held on the shaft is reduced the base body 18 is provided with a reinforcing ring 20. The reinforcement ring 20 causes the elastic material of the base body 18 to be even at high effective centrifugal forces does not expand, so that the sealing ring without special Aids with practically unchanged contact pressure on the shaft in the predetermined one Location sits. By choosing the thickness of the between the reinforcement ring 20 and the cylindrical, inner surface of the sealing ring located part of the base body 18 is it possible, the one required for clamping the sealing ring onto the shaft Compression to be dimensioned as desired to avoid both diameter deviations of the shaft to be able to record, as well as the fixing force of the ring on the shaft to be able to.

Die Erfindung ist nicht auf die vorbeschriebene Ausführungsform beschränkt. So kann beispielsweise der Verstärkungsring 20 auch in Form einer Hülse ausgebildet sein, die die zylindrische Außenfläche des Grundkörpers 18 vollständig abdeckt.The invention is not restricted to the embodiment described above. For example, the reinforcement ring 20 can also be designed in the form of a sleeve which completely covers the cylindrical outer surface of the base body 18.

Die Anordnung und Gestaltung der Dichtlippe kann den jeweiligen vielfältigen Anforderungen des Maschinenbaues etc. angepaßt sein.The arrangement and design of the sealing lip can vary widely Requirements of mechanical engineering etc. must be adapted.

Claims

Designation: Shaft sealing ring Claims: Sealing ring for sealing a gap between a rotatable element, preferably a shaft, and a with respect to the axis of rotation of the rotatable element transversely directed, standing surface, wherein the sealing ring is attachable to the rotatable member with tension Base body made of rubber-elastic material and at least one with the base body connected sealing lip intended for installation on the transversely directed surface has, characterized in that the base body (18) with a from at least not radially deformable Material, preferably made of Metal, existing reinforcement ring is provided.

2. Sealing ring according to claim 1, characterized in that g e k e n n z e i c h n e t that the reinforcing ring (20) by vulcanization with the material of the base body (18) is firmly connected.

3. Sealing ring according to claim 1 or 2, characterized in that g e k e n n z e i c h n e t that the reinforcing ring (20) at least partially the outer peripheral surface of the base body) forms.