DE3017799C2

DE3017799C2 -

Info

Publication number: DE3017799C2
Application number: DE19803017799
Authority: DE
Inventors: Lennart Vaernamo Se Joernhagen
Original assignee: FORSHEDA GUMMIFABRIK FORSHEDA SE AB
Current assignee: FORSHEDA GUMMIFABRIK FORSHEDA SE AB
Priority date: 1979-05-28
Filing date: 1980-05-09
Publication date: 1988-09-08
Also published as: DE3017799A1; CH638023A5

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Dichtungsring zum Ab dichten eines Spaltes zwischen einem drehbaren Element und vorzugsweise einer Welle, und einer in bezug auf die Dreh achse des drehbaren Elements quergerichteten, stehenden Fläche, welcher einen auf dem drehbaren Element mit Spannung befestigbaren Grundkörper aus gummielastischem Material und wenigstens eine mit dem Grundkörper verbundene und für die Anlage an der quergerichteten Fläche vorgesehene Dichtungs lippe aufweist, wobei der Grundkörper mit einem Verstär kungsring aus zumindest radial nicht verformbarem Material, vorzugsweise aus Metall, versehen ist.The invention relates to a sealing ring for Ab seal a gap between a rotatable element and preferably a shaft, and one with respect to the rotation axis of the rotatable element transverse, standing Surface which one with tension on the rotatable element attachable base body made of rubber-elastic material and at least one connected to the base body and for the Seal provided on the transverse surface has lip, the base body with a reinforcement kungsring made of at least radially non-deformable material, preferably made of metal.

Unter der Bezeichnung V-Ring ist ein Dichtungsring aus elastischem Material bekannt, der aus einem Tragring, der unter Spannung auf der Welle zu befestigen ist, und einer Lippe besteht, die gegen eine radial gerichtete, ruhende Fläche anliegt. Ein solcher Dichtungsring ist einfach und billig im Aufbau, der Herstellung und in der Montage. Er besitzt eine gute Dichtwirkung, wobei es möglich ist, den Anpreßdruck der Lippe gegen die Gegendichtfläche bei der Montage so zu bemessen, daß die Lippe sich bei hohen Dreh zahlen von der Gegendichtfläche abhebt und eine reibungsfreie Spaltdichtung bildet. Dafür ist es von hoher Bedeutung, daß der axiale Abstand des Dichtungsrings gegen über der Gegendichtfläche bleibend fixiert ist, was dann in Frage gestellt sein kann, wenn die Spannung des Grundkörpers durch Zentrifugalkraft verringert oder aufgehoben wird. Es ist deshalb bekannt (Firmenprospekt Merkel: "V-Ring Wellen- und Lagerdichtung"), den Grundkörper zur Verwendung bei höheren Geschwindigkeiten mit einer Buchse oder einem Spannband zu befestigen. Jedoch kann die Befestigung eines Spannbands je nach Einbaulage schwierig oder unmöglich sein; auch besteht die Gefahr, daß der Dichtungsring bei unsach gemäßer Anbringung des Spannbands unerwünscht verformt wird. Noch schwieriger ist eine Buchse zu montieren, weil der Grundkörper ein beträchtliches Übermaß gegenüber dem Buchseninnendurchmesser aufweisen muß, damit durch seine radiale Verformung eine hinreichende Haftspannung zwischen ihm und der Buchse zustande kommt. Auch hat der bekannte Dichtungsring mit Buchse als Verstärkungsring den Nachteil, daß Grundkörper und Verstärkungsring getrennt herzustellende Teile sind, bei denen sich in der Montage drei Toleranzen addieren, nämlich die Toleranzen des Innen- und Außendurch messers des elastischen Grundkörpers, sowie die Toleranz des Innendurchmessers des Verstärkungsrings. Entweder zwingt dies zu sehr genauer, kostspieliger Fertigung oder es können sich die Toleranzen in ungünstiger Weise addieren mit dem Ergebnis unzureichender Haftung des Rings an der Welle.A sealing ring is made from the V-ring elastic material known from a support ring, the is to be fastened under tension on the shaft, and one Lip exists, which rests against a radially directed one Surface is applied. Such a sealing ring is simple and cheap to build, manufacture and assemble. He has a good sealing effect, it is possible to Contact pressure of the lip against the counter-sealing surface at the Assembling so that the lip turns at high rotation numbers stand out from the counter sealing surface and one forms a frictionless gap seal. For that it is of high Meaning that the axial distance of the sealing ring against is permanently fixed above the counter-sealing surface, which then in Question may be asked if the tension of the body is reduced or canceled by centrifugal force. It is therefore known (company brochure Merkel: "V-ring wave and bearing seal "), the base body for use in higher speeds with a jack or a Fasten strap. However, attaching one Tensioning straps may be difficult or impossible depending on the installation position; there is also the risk that the sealing ring is improper according to the attachment of the strap is undesirably deformed. It is even more difficult to mount a socket because of the Basic body a considerable excess compared to that Must have the inner diameter of the socket, so that by its radial deformation a sufficient adhesive tension between him and the jack comes about. The well-known Sealing ring with bushing as a reinforcing ring the disadvantage, that base body and reinforcement ring to be manufactured separately Parts are where there are three tolerances in assembly add up, namely the tolerances of the inside and outside knife of the elastic base body, and the tolerance of the Inner diameter of the reinforcement ring. Either compels this to very accurate, costly manufacture or it can the tolerances unfavorably add up with the Result of inadequate adhesion of the ring to the shaft.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Dichtungsring der eingangs genannten Art zu schaffen, der sich durch größere Betriebssicherheit, leichtere Montier barkeit und geringeren Herstellungsaufwand auszeichnet.The invention is therefore based on the object To create sealing ring of the type mentioned, the themselves through greater operational safety, lighter assembly availability and lower manufacturing costs.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß der Verstär kungsring mit dem Grundkörper fest durch Vulkanisation verbunden ist.The solution according to the invention is that the amplifier ring with the base body firmly through vulcanization connected is.

Da bei diesem Ring lediglich die Toleranz des Innendurch messers eine Rolle spielt, können die Toleranzbereiche breiter gehalten werden und braucht nur eine Oberfläche bearbeitet zu werden. Dadurch läßt sich auch der Herstel lungsaufwand in Grenzen halten. Da der Dichtungsring samt dem Verstärungsring eine Einheit bildet, läßt er sich leicht montieren.Because with this ring only the tolerance of the inside knives plays a role, the tolerance ranges be kept wider and only needs one surface to be processed. This also allows the manufacturer Keep the expenditure on expenditure within limits. Because the sealing ring velvet the reinforcement ring forms a unit, it is easy assemble.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der schematischen Zeichnung näher beschrieben.An embodiment of the invention is based on the 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 Lagerge häuses 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 einge spanntes Kugellager 14 in dem Lagergehäuse gelagert. Zur Abdichtung des Spaltes zwischen dem inneren Rand des Flansches 12 und der Welle 2 ist ein Dichtungsring 16 vorgesehen.The figure shows a shaft 2 with a shoulder 4 , which forms a shoulder 6 . The shaft 2 is passed through a bearing housing, for example. In a part 8 of the Lagerge housing an annular part 10 is arranged, which is provided with a radially inwardly directed flange 12 . The shaft 2 is mounted in the bearing housing via a ball bearing 14 clamped between the shoulder 6 on the shaft 2 and the annular part 10 of the housing. A sealing ring 16 is provided to seal the gap between the inner edge of the flange 12 and the shaft 2 .

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 Verstärkungsrings undehnbar ist und so jede Dehnung des Grundkörpers in radialer Rich tung unterbindet. Der Verstärkungsring besteht vorzugsweise aus Metall. Mit dem Grundkörper 18 ist einstückig die Dichtungslippe 22 verbunden, die vorzugsweise an der Stirn seite 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. Der Grundkörper 18 und die Lippe 22 beste hen aus einem hochelastischem Material, vorzugsweise Gummi, und der Verstärkungsring 20 besteht wie erwähnt aus einem Metallring, der durch Vulkanisation mit dem Grundkörper 18 verbunden ist.The sealing ring shown consists of a base body 18 and an associated, attached to the outer edge of the base body 18 reinforcement ring 20 made of a material which is inextensible at least in the circumferential direction of the reinforcement ring and thus prevents any expansion of the base body in the radial direction Rich. The reinforcement ring is preferably made of metal. With the base body 18 , the sealing lip 22 is integrally connected, which is preferably arranged on the front side of the base body. The sealing lip 22 is attached to the inner diameter in this embodiment, so that an outwardly open, annular groove 24 of V-shaped cross section is formed. The lip 22 has a much smaller mass than the base body of the sealing ring. The base body 18 and the lip 22 are made of a highly elastic material, preferably rubber, and the reinforcing ring 20 consists, as mentioned, of a metal ring which is connected to the base body 18 by vulcanization.

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 vorge sehenen Endlage ohne zusätzliche Sicherungsmittel gehalten ist. Die Dichtungslippe 22 liegt an der äußeren Fläche des Flansches 12 mit einem vorgegebenen Anpreßdruck an. Es kann dabei vorteilhaft sein, den Anpreßdruck so zu bemessen, daß die Dichtungslippe 22 bei stillstehender Welle und bei niedrigen Drehzahlen 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. Hierdurch wird der Verschleiß der Dichtungslippe 22 bei höheren Drehzahlen vermindert.The bore of the sealing ring 16 has a diameter which is less than the outer diameter of the shaft before assembly. Thus, the sealing ring 16 is applied to the shaft with expansion of the ring, so that the sealing ring 16 sits under prestress on the shaft and is held in the end position provided without additional securing means. The seal lip 22 is located on the outer surface of the flange 12 with a predetermined contact pressure. It may be advantageous to measure the contact pressure so that the sealing lip 22 rests on the flange 12 when the shaft is stationary and at low speeds of the shaft, but at higher speeds of the shaft it lifts off from the surface by the action of the centrifugal force and thus forms a gap seal. This reduces the wear of the sealing lip 22 at higher speeds.

Dabei verhindert der Verstärkungsring 20, daß sich bei höheren Drehzahlen der Welle 2 die Vorspannung verringert, mit der der Dichtungsring auf der Welle gehalten ist. 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 zylin drischen, 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 Durchmesser abweichungen der Welle aufnehmen zu können, als auch die Fixierungskraft des Ringes auf der Welle vorgeben zu können. The reinforcing ring 20 prevents the preload with which the sealing ring is held on the shaft from decreasing at higher speeds of the shaft 2 . The reinforcing ring 20 has the effect that the elastic material of the base body 18 does not expand even at high effective centrifugal forces, so that the sealing ring sits on the shaft in the predetermined position without any special aids and with practically unchanged contact pressure. By selecting the thickness of the part of the base body 18 located between the reinforcing ring 20 and the cylindrical inner surface of the sealing ring, it is possible to dimension the compression required for the clamping of the sealing ring on the shaft, in order to accommodate both diameter deviations of the shaft can, as well as the fixing force of the ring on the shaft.

Die Erfindung ist nicht auf die vorbeschriebene Ausfüh rungsform beschränkt. So kann beispielsweise der Verstär kungsring 20 auch in Form einer Hülse ausgebildet sein, die die zylindrische Außenfläche des Grundkörpers 18 vollständig abdeckt. Die Anordnung und Gestaltung der Dichtlippe kann den jeweiligen vielfältigen Anforderungen des Maschinenbaues etc. angepaßt sein.The invention is not limited 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 . The arrangement and design of the sealing lip can be adapted to the various requirements of mechanical engineering etc.

Wenn der Verstärkungsring wenigstens teilweise die äußere Umfangsfläche des Dichtungsringes bildet, wird hierdurch ein zusätzlicher mechanischer Schutz des Grundkörpers gegen Beschädigungen gegeben, sei es bei der Montage, sei es im späteren Betrieb.If the reinforcement ring at least partially the outer The circumferential surface of the sealing ring forms a additional mechanical protection of the base body against Damage occurred, be it during assembly or in the later operation.

Claims

Sealing ring for sealing a gap between a rotatable element, preferably a shaft, and a surface with respect to the axis of rotation of the rotatable element, which is a surface which can be fastened to the rotatable element with tension, and which is connected to the base body and provided for the system on the querge directed surface sealing lip, the base body being provided with a reinforcement ring made of at least radially non-deformable material, preferably metal, characterized in that the reinforcement ring ( 20 ) with the base body ( 18 ) is fixed is connected by vulcanization.