DE3612295C1

DE3612295C1 - Lip sealing ring

Info

Publication number: DE3612295C1
Application number: DE3612295A
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Dipl-Ing Jamann; Hartmut Dr Treiber
Original assignee: Goetze GmbH
Current assignee: Goetze GmbH
Priority date: 1986-04-11
Filing date: 1986-04-11
Publication date: 1987-09-17

Abstract

In a lip sealing ring with, clamped into a housing, a sealing disc made of polytetrafluoroethylene or a material of related type, the elastic intermediate layer between sealing disc and housing consists of at least two annular elastomeric supports arranged with a spacing from one another. In this manner, the clamping-in forces of the sealing disc can be reduced considerably to achieve an optimum static seal in the clamping-in region, the sealing disc itself is protected from plastic flow under the action of pressure, and the components themselves can, if necessary, be made less solid and thus less extensive. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Lippendichtungsring zur Abdichtung rotierender Wellen oder auf- und abgehender Stangen mit einem bevorzugt metallischen Gehäusering und einer Dichtscheibe aus polytetrafluorethylen oder einem artverwandten Werkstoff, die an ihrem Innenumfang zur Dichtlippe abgebogen auf der Welle oder Stange abdichtend aufliegt und an ihrem Außenumfang über eine elastomere Zwischenschicht am radialen Schenkel des Gehäuseringes unter Verwendung einer Klemmverbindung eingespannt ist.The invention relates to a lip seal ring for Sealing of rotating shafts or up and down rods with a preferably metallic housing ring and one Sealing disc made of polytetrafluoroethylene or a related material, which on its inner circumference to Sealing lip bent on the shaft or rod sealing rests and on its outer circumference via an elastomer Intermediate layer on the radial leg of the housing ring below Use of a clamp connection is clamped.

Bei Lippendichtungsringen zur Abdichtung rotierender Wellen oder auf- und abgehender Stangen ist es bekannt, Polytetrafluorethylen oder ein artverwandtes Material vor allem wegen der hohen Temperaturbeständigkeit, der hohen Medienbeständigkeit und des hervorragenden Gleitverhaltens als Dichtteil zu verwenden. Das Dichtteil besteht dann aus einer Scheibe, die am Innenumfang unter Bildung einer Dichtlippe abgebogen ist und auf der Welle oder Stange aufliegt. Am Außenumfang ist die Dichtungsscheibe in ihrem Haftteil mit einem radialen Schenkel unter bevorzugter Verwendung von Klemmringen verbunden, und der auf der Welle oder Stange aufliegende Dichtlippenbereich kann eingeschnittene oder eingeprägte Rückförderungsnuten besitzen.For lip sealing rings for sealing rotating shafts or up and down rods it is known Polytetrafluoroethylene or a related material above all because of the high temperature resistance, the high Media resistance and the excellent sliding behavior as Use sealing part. The sealing part then consists of a Washer on the inner circumference forming a sealing lip is bent and rests on the shaft or rod. At the The outer circumference is the sealing disc in its adhesive part a radial leg with the preferred use of Connected clamping rings, and that on the shaft or rod overlying sealing lip area can be incised or have embossed return grooves.

Polytetrafluorethylene oder artverwandte Werkstoffe sind Thermoplaste, die sich unter Druck- und Temperaturbelastung bleibend plastisch verformen. Bei einer Klemmverbindung der polytetrafluorethylenscheibe mit dem radialen Schenkel des Gehäuseringes kann es daher im Haftteil zum Fließen des polyterafluorethylens kommen, die Klemmverbindung läßt nach, und der Ring wird in diesem Bereich undicht.Polytetrafluorethylene or related materials Thermoplastics that are under pressure and temperature permanently deform plastic. With a clamp connection polytetrafluoroethylene disc with the radial leg of the Housing ring can therefore flow in the adhesive part polyterafluoroethylene come, the clamp connection decreases, and the ring will leak in this area.

Nach beispielsweise der US-PS 42 83 064 ist es daher bekannt, zwischen radialem Schenkel des Gehäuses und dem Haftteil der eingespannten Polytetrafluorethylenscheibe eine Zwischenscheibe aus einem Elastomer anzuordnen. Durch die elastische Rückverformungskraft der beim Zusammenpressen verformten Zwischenscheibe soll so das plastische Fließen des Polytetrafluorethylens ausgeglichen und die statische Abdichtung im Haftteil verbessert werden. Bei dem aus der US-PS 42 83 064 bekannten Lippendichtungsring müssen relativ hohe Einspannkräfte angewendet werden, damit sich die elastomere Zwischenscheibe ausreichend elastisch verformt. Hohe Einspannkräfte wiederum belasten entsprechend stark das Polytetrafluorethylenmaterial im Haftteil, es beginnt bei diesen Belastungen schon plastisch zu fließen, die Einspannkräfte lassen allmählich nach, und die gesamte Dichtung kann im Haftteil statisch undicht werden. Ebenso müssen zur Erzielung der hohen Einspannkräfte entsprechend stabile Klemmverbindungen verwendet werden, die die Herstellung des Ringes entsprechend verteuern.According to US Pat. No. 4,283,064, for example, it is therefore known between the radial leg of the housing and the adhesive part of the clamped polytetrafluoroethylene washer Arrange washer made of an elastomer. Through the elastic recovery force when pressed together deformed washer is said to allow the plastic flow of the Polytetrafluoroethylene balanced and the static Sealing in the adhesive part can be improved. The one from the US-PS 42 83 064 known lip seal ring must be relative high clamping forces are applied so that the elastomeric washer sufficiently elastically deformed. High clamping forces in turn put a correspondingly heavy burden on this Polytetrafluoroethylene material in the adhesive part, it starts at to flow plastically to these stresses Clamping forces gradually decrease, and the whole The seal can become statically leaky in the adhesive part. As well must be appropriate to achieve the high clamping forces stable clamp connections are used, which the Making the ring more expensive accordingly.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Lippendichtungsring gemäß Oberbegriff des Hauptanspruches zu schaffen, bei dem mit einfachen und preiswerten Mitteln die statische Abdichtung im Haftteil verbessert wird.The present invention is therefore based on the object a lip seal ring according to the preamble of Main claim to create with simple and inexpensive means of static sealing in the adhesive part is improved.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Lippendichtungsring gelöst, dessen elastomere Zwischenschicht zwischen Gehäusering und Dichtscheibe aus mindestens zwei separaten, mit Abstand zueinander angeordneten, ringförmigen Auflagen besteht. Die ringförmigen Auflagen sind bevorzugt an der zur Dichtscheibe weisenden Innenfläche des radialen Gehäuseschenkels aufgetragen und mit diesem bevorzugt durch Kleben und/oder Anvulkanisieren verbunden.According to the invention, this object is achieved by a Lip seal ring released, its elastomeric intermediate layer between housing ring and sealing washer made of at least two separate, spaced, annular Requirements exist. The annular pads are preferred on the inner surface of the radial facing the sealing washer Housing leg applied and preferably with this Bonding and / or vulcanizing connected.

Beim Zusammenbau des Gehäuseringes mit der Dichtscheibe unter Verwendung der Klemmverbindung kann sich jetzt die bevorzugt relativ schmale ringförmige Auflage unter der Druckbelastung nicht nur in Druckrichtung wie die großflächigen bekannten Zwischenschichten verformen, sondern die Auflagen werden auch seitlich etwa senkrecht zur Druckrichtung in den benachbarten freien Raum verformt. Schon bei einer relativ kleinen Krafteinwirkung erfolgt eine starke elastische Verformung der ringförmigen Auflagen, und sie sorgen mit ihrer entsprechend hohen elastischen Rückverformungskraft für einen Ausgleich des plastischen Fließens des Dichtscheibenmaterials. Die Gefahr einer Leckage des Dichtungsringes im Haftteil wird verringert, und er ist in seinem statischen Abdichtverhalten wesentlich gegenüber herkömmlichen Dichtungsringen verbessert.When assembling the housing ring with the sealing washer underneath Using the clamp connection can now be preferred relatively narrow annular support under pressure not only in the printing direction like the large-scale known ones Deform intermediate layers, but the cushions will also laterally approximately perpendicular to the printing direction in the neighboring ones free space deformed. Even with a relatively small one A strong elastic deformation of the force occurs annular pads, and they cater to them accordingly high elastic recovery force for a compensation of the plastic flow of the sealing washer material. The danger leakage of the sealing ring in the adhesive part is reduced, and it is essential in its static sealing behavior improved compared to conventional sealing rings.

Zusätzlich werden jetzt sowohl die Dichtscheibe als auch der Gehäusering und die Klemmverbindung wesentlich geringeren Einspannkräften beim Zusammenbau ausgesetzt. Die geringere Belastung des Dichtscheibenmaterials führt zu einem geringeren plastischen Fließen des Materials und verbessert somit die statische Abdichtung der Dichtung im Haftteil. Sowohl der Gehäusering als auch die Klemmverbindung können jetzt aus einem gegenüber herkömmlichen Dichtungsringen weniger stabilen Material gefertigt werden. Sowohl Gehäusering als auch die Klemmverbindung werden dadurch vorteilhaft weniger massig, und sie sind preiswerter zu fertigen.In addition, both the sealing washer and the Housing ring and the clamp connection significantly lower Clamping forces exposed during assembly. The lesser Strain on the sealing washer material leads to less plastic flow of the material and thus improves the static sealing of the seal in the adhesive part. Both the Housing ring as well as the clamp connection can now be made a less stable than conventional sealing rings Material are made. Both the housing ring and the Clamping connection are advantageously less bulky, and they are cheaper to manufacture.

In bevorzugten Ausführungen besitzen die ringförmigen elastomeren Auflagen einen rechteckigen, dreieckigen oder halbkreisförmigen Querschnitt, und sie bedecken etwa nur 10 bis 30 Prozent der gesamten Verbindungsfläche zwischen Dichtscheibe und Gehäusering. Die Höhe der Auflagen richtet sich nach dem Anwendungsfall und liegt bevorzugt etwa zwischen 0,2 und 2 mm. Der Abstand der Auflagen untereinander sollte zur Erzielung einer optimalen Verformbarkeit wesentlich größer als ihre Höhe sein.In preferred embodiments, the annular a rectangular, triangular or elastomeric pad semicircular cross section, and they only cover about 10 up to 30 percent of the total interface between Sealing washer and housing ring. The amount of the editions depends depends on the application and is preferably between 0.2 and 2 mm. The distance between the pads should be much larger to achieve optimal deformability than their height.

In bevorzugten Ausführungen werden die elastomeren Massen im Siebdruckverfahren auf ihre Sitzflächen aufgetragen und dort vulkanisiert. Im Sinne der Erfindung können die Hinge auch schon vulkanisiert, gegebenenfalls über eine Trägerplatte oder über Verbindungsstege miteinander verbunden, auf ihre Sitzfläche geklebt werden.In preferred embodiments, the elastomeric masses are Screen printing process applied to their seats and there vulcanized. For the purposes of the invention, the hinge can also already vulcanized, if necessary via a carrier plate or connected to each other via connecting bridges on their Seat can be glued.

Während bevorzugt die radiale Schenkelfläche die Verbindungsfläche zur Dichtscheibe bildet, kann gegebenenfalls auch die axiale Innenfläche des Gehäuserings die Verbindungsfläche zur Dichtscheibe bilden. Die elastomeren ringförmigen Auflagen sind dann auf die entsprechenden radialen und/oder axialen Flächen des Gehäuseringes aufgetragen.While the radial leg surface prefers the Forms connecting surface to the sealing washer, if necessary also the axial inner surface of the housing ring Form the connection surface to the sealing washer. The elastomer annular pads are then on the corresponding radial and / or axial surfaces of the housing ring applied.

Als Klemmverbindung kann ferner ein üblicher Klemmring eingesetzt werden, der bevorzugt mit einem radialen Schenkel die Dichtscheibe gegen den radialen Schenkel des Gehäuseringes preßt, und der am Ende seines axialen Schenkels in den axialen Schenkel des Gehäuseringes eingeklemmt ist.A conventional clamping ring can also be used as the clamping connection can be used, preferably with a radial leg the sealing washer against the radial leg of the housing ring presses, and that at the end of its axial leg in the axial Leg of the housing ring is clamped.

Anstelle eines Klemmringes kann aber auch ein Federring verwendet werden, und es wurde gefunden, daß in einigen Anwendungsfällen sogar auf einen Klemmring oder Federring ganz verzichtet werden kann, so daß die entsprechend verformte Dichtscheibe in den Gehäusering eingespannt ist. Weitere bevorzugte Ausführungen der Erfindung ergeben sich aus den Abbildungen.Instead of a clamping ring, a spring ring can also be used used, and it has been found that in some Applications even on a clamping ring or spring washer entirely can be dispensed with, so that the correspondingly deformed Sealing disc is clamped in the housing ring. Further preferred embodiments of the invention result from the Illustrations.

Durch die Erfindung ist somit ein Lippendichtungsring mit gegenüber herkömmlichen Dichtungen wesentlich verbessertem stabilen Abdichtverhalten geschaffen worden. Der erfindungsgemäße Dichtungsring ist einfach und kostengünstig herstellbar, und, falls erforderlich, können die einzelnen Bauteile weniger massig als die Bauteile herkömmlicher Dichtungen hergestellt werden.The invention thus provides a lip seal ring much better than conventional seals stable sealing behavior has been created. The Sealing ring according to the invention is simple and inexpensive producible, and, if necessary, the individual Components are less bulky than conventional components Seals are made.

Die Erfindung wird durch die Fig. 1 bis 9 näher erläutert, die Querschnittsbilder der erfindungsgemäßen Lippendichtungsringe zeigen. The invention is explained in more detail by FIGS . 1 to 9, which show cross-sectional images of the lip sealing rings according to the invention.

In Fig. 1 besteht der Lippendichtungsring (1) aus einem metallischen Gehäusering (2), einem Klemmring (3) und der Dichtscheibe (4) aus Polytetrafluorethylen. Die Dichtscheibe (4) liegt am Innenumfang zur Dichtlippe (5) abgebogen auf der Welle abdichtend auf. Am Außenumfang ist die Dichtscheibe (4) in ihrem Haftteil (6) zwischen die radialen Schenkel (7, 8) des Klemmringes (3) und des Gehäuseringes (2) eingespannt, wobei zwischen Haftteil (6) der Dichtscheibe (4) und Radialschenkel (8) des Gehäuseringes (2) zwei elastomere Auflageringe (9) von etwa dreieckigem Querschnitt angeordnet und mit dem Radialschenkel (8) verbunden sind. Das axiale Ende (10) des Klemmringes (3) bildet eine Sicke, die in eine entsprechende Aufnahme (11) des Gehäuseringes (2) verklemmt ist.In Fig. 1, the lip seal ring ( 1 ) consists of a metallic housing ring ( 2 ), a clamping ring ( 3 ) and the sealing washer ( 4 ) made of polytetrafluoroethylene. The sealing washer ( 4 ) lies bent on the inner circumference to the sealing lip ( 5 ) on the shaft. At the outer periphery the sealing washer (4) is clamped in its pressure-sensitive part (6) between the radial legs (7, 8) of the clamping ring (3) and the housing ring (2), wherein between the adhesive part (6) of the sealing disc (4) and radial arm ( 8 ) of the housing ring ( 2 ) two elastomeric support rings ( 9 ) of approximately triangular cross section are arranged and connected to the radial leg ( 8 ). The axial end ( 10 ) of the clamping ring ( 3 ) forms a bead which is clamped in a corresponding receptacle ( 11 ) of the housing ring ( 2 ).

In Fig. 2 entspricht der Lippendichtungsring (1′) in seinen Abmessungen in etwa dem Lippendichtungsring der Fig. 1, allerdings sind hier die beiden auf der radialen Schenkelfläche (8) aufliegenden elastomeren Auflageringe (9′) untereinander durch eine Folie (12) miteinander verbunden, auf die die Auflagen (9′) als separate Ringe (9′) nach der Vulkanisation geklebt werden. In dieser Form sind die Ringe (9′) auf die radiale Schenkelfläche (8) des Gehäuseringes (2) geklebt. Auf die äußere Mantelfläche (2) sind ferner zwei elastische Ringe (13) aufgetragen. Sie bewirken die statische Abdichtung des Dichtungsringes (1′) im Maschinengehäuse.In Fig. 2 the lip seal ring ( 1 ') corresponds in its dimensions approximately to the lip seal ring of Fig. 1, but here are the two on the radial leg surface ( 8 ) resting on the elastomeric support rings ( 9 ') with each other by a film ( 12 ) connected to which the pads ( 9 ') are glued as separate rings ( 9 ') after vulcanization. In this form, the rings ( 9 ') are glued to the radial leg surface ( 8 ) of the housing ring ( 2 ). Two elastic rings ( 13 ) are also applied to the outer lateral surface ( 2 ). They effect the static sealing of the sealing ring ( 1 ') in the machine housing.

In Fig. 3 entspricht der Lippendichtungsring (1′′) in etwa den Abmessungen der Ringe der Fig. 1 und 2. Dem Klemmring (3) dient an seinem axialen Ende eine Sicke (14) im Gehäusering (2) als Anschlagfläche zum Einspannen.In Fig. 3, the lip seal ring ( 1 '') corresponds approximately to the dimensions of the rings of FIGS. 1 and 2. The clamping ring ( 3 ) serves at its axial end a bead ( 14 ) in the housing ring ( 2 ) as a stop surface for clamping.

In Fig. 4 ist anstelle eines Klemmringes ein Federring (15) verwendet. Er ist mit Übermaß zum aufnehmenden Gehäusering (2) gefertigt, so daß er beim Aufschieben an seinem Ende (16) elastisch verformt wird und mit seinem radialen Schenkel (7) die Dichtungsscheibe (4) gegen den Gehäuseschenkel (8) preßt.In Fig. 4, a spring ring ( 15 ) is used instead of a clamping ring. It is manufactured with an oversize to the receiving housing ring ( 2 ) so that it is elastically deformed when pushed on at its end ( 16 ) and presses the sealing washer ( 4 ) against the housing leg ( 8 ) with its radial leg ( 7 ).

In Fig. 5 konnte auf einen Klemmring verzichtet werden, da die Dichtscheibe (4′) axial am Außenumfang verlängert wurde. Der axiale Schenkel ist mit Übermaß zum Gehäusering (2′′) gefertigt, so daß er beim Einpressen verformt wird und mit seinem radialen Schenkel (17) mit Eigenspannung an den radialen Schenkel (8) des Gehäuseringes (2′′) preßt.In Fig. 5 a clamping ring could be dispensed with, since the sealing washer ( 4 ') was extended axially on the outer circumference. The axial leg is made with an oversize to the housing ring ( 2 ''), so that it is deformed when pressed in and presses with its radial leg ( 17 ) with internal stress on the radial leg ( 8 ) of the housing ring ( 2 '').

In der Ausführungsform der Fig. 6 sind auch zwischen dem axialen Schenkel (17′) der Dichtungsscheibe (4′) und dem Gehäuse (2′′) zwei ringförmige Auflagen (18) als elastomere Zwischenschichten angeordnet.In the embodiment of FIG. 6, two annular supports ( 18 ) are also arranged as elastomeric intermediate layers between the axial leg ( 17 ') of the sealing washer ( 4 ') and the housing ( 2 '').

In den Fig. 7, 8 und 9 besitzen die Lippendichtungsringe der eigentlichen Dichtlippe (5, 5′) vorgeschaltete Schutzlippen (19, 19′) aus Polytetrafluorethylen, während die anderen Bauteile etwa den Ausführungen der Lippendichtungsringe nach den vorangegangenen Figuren entsprechen.In Figs. 7, 8 and 9, the lip seal rings of the actual sealing lip own (5, 5 ') upstream protective lips (19, 19') made of polytetrafluoroethylene, while the other components approximately correspond with the embodiments of the lip seal rings according to the preceding figures.

In Fig. 7 ist die Schutzlippe (19) aus einer separaten Dichtungsscheibe gebildet und zusammen mit der eigentlichen Dichtungsscheibe (4) im Klemmring (3) und Gehäusering (2) verspannt. In Fig. 8 ist zwischen Dichtungsscheibe (4) und Schutzlippe (19) im Haftteil eine elastomere Zwischenschicht (20) angeordnet. In Fig. 9 ist die Dichtungsscheibe (4′′) am Innenumfang unter Bildung einer Dichtlippe (5′) und einer vorgeschalteten Schutzlippe (19′) gespalten.In Fig. 7, the protective lip ( 19 ) is formed from a separate sealing washer and clamped together with the actual sealing washer ( 4 ) in the clamping ring ( 3 ) and housing ring ( 2 ). In Fig. 8, an elastomeric intermediate layer ( 20 ) is arranged between the sealing washer ( 4 ) and protective lip ( 19 ) in the adhesive part. In Fig. 9, the sealing washer ( 4 '') is split on the inner circumference to form a sealing lip ( 5 ') and an upstream protective lip ( 19 ').

Claims

1.Lip sealing ring for sealing rotating shafts or rising and going rods with a preferably metallic housing ring and a sealing washer made of polytetrafluoroethylene or a related material, which is bent on its inner circumference to the sealing lip on the shaft or rod and on its outer circumference via an elastomeric intermediate layer on Housing ring is clamped using a clamp connection, characterized in that the elastomeric intermediate layer between the housing ring ( 2 ) and sealing washer ( 4 ) consists of at least two separate, spaced-apart, annular supports ( 9 ).

2. lip sealing ring according to claim 1, characterized in that the supports ( 9 ) on a radial leg ( 6 ) of the housing ring ( 2 ) applied and connected to it by gluing and / or vulcanizing.

3. lip sealing ring according to at least one of claims 1 and 2, characterized in that the supports ( 9 ) have a rectangular, triangular or semicircular cross section.

4. lip sealing ring according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the supports ( 9 ) cover between 10 and 30 percent by area of the total connecting surface between the sealing washer ( 4 ) and the housing ring ( 2 ).

5. lip sealing ring according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that the height of the supports ( 9 ) is between 0.2 and 2 mm.

6. lip sealing ring according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that the distance between the supports ( 9 ) among themselves is greater than their height.

7. lip sealing ring according to at least one of claims 1 to 6, characterized in that the connecting surface between the sealing washer ( 4 ) and the housing ring ( 2 ) is formed by an axial leg of the housing ring ( 2 ), and that the supports ( 18 ) on the inner surface of the housing leg ( 2 ) are applied.

8. lip sealing ring according to at least one of claims 1 to 7, characterized in that the clamping connection consists of a known clamping ring ( 7 , 13 ) which with its axial end ( 10 ) in a recess ( 11 ) of the housing ring ( 2 ) is clamped.

9. lip seal ring according to at least one of claims 1 to 7, characterized in that the clamping connection consists of a spring ring ( 15 ) which is elastically deformed at its axial end ( 16 ) when inserted into the housing ring ( 2 ) and with its radial leg ( 7 ) presses the sealing washer ( 4 ) axially against the radial leg ( 8 ) of the housing ring ( 2 ).

10. lip sealing ring according to at least one of claims 1 to 7, characterized in that the clamping connection consists of an axial leg ( 17 ) of the sealing washer ( 4 ) which is deformed when inserted into the housing ring ( 2 ).

11. Lip sealing ring according to at least one of claims 1 to 10, characterized in that the sealing washer ( 4 ) is clamped together with a protective lip ( 19 ) between the clamping connection and the radial leg ( 8 ) of the housing ring ( 2 ).