DE3702018C1 - Shaft sealing ring - Google Patents
Shaft sealing ringInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
- F16J15/3244—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with hydrodynamic pumping action
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Wellendichtring nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a shaft seal according to the Preamble of claim 1.
Die bei bekannten Wellendichtringen vorgesehenen Drallrippen haben die Aufgabe, unter der Dichtkante der Dichtlippe vom Mediumsraum in den Luftraum hindurchgetretenes Medium wieder in den Mediumsraum zurückzufördern. Die Drallrippen jedes Drallrippenpaares verlaufen zur Drehrichtung der abzudichtenden Welle schräg entgegengesetzt zueinander und haben gleiche Länge. Dadurch können diese Wellendichtringe für beide Drehrichtungen der Welle eingesetzt werden. Es sind jedoch Einsatzfälle bekannt, bei denen die eine Drehrichtung der abzudichtenden Welle eine Hauptdrehrichtung ist, während die Welle in der anderen Drehrichtung nur kurzfristig dreht. Solche Einsatzfälle sind beispielsweise Schlepper-Vorderachsantriebe, bei denen die Welle in der Hauptdrehrichtung mit hoher Drehzahl bei Vorwärtsfahrt dreht, während bei Rückwärtsfahrt die Welle kurzfristig auch in der anderen Richtung drehen kann. Beim Drehen der Welle wird die zu regulierende Luft so abgelenkt, daß vor der Dichtkante des Wellendichtringes ein Staudruck entsteht, der zur Luftförderung unter der Dichtkante und somit als Dichthilfe beiträgt. Da jedoch beide Drallrippen jedes Drallrippenpaares gleich lang sind, beeinflußt die entgegengesetzte Drallrippe den Luftstrom zur Dichtkante, so daß der Rückfördereffekt beeinträchtigt sein kann. Zudem kann wegen der gleich langen Drallrippen jedes Drallrippenpaares nur eine beschränkte Zahl von Drallrippenpaaren längs des Umfanges der Dichtkante vorgesehen werden.The provided in known shaft seals Twist ribs have the task under the sealing edge of the Sealing lip from the medium space into the air space medium that has passed through into the medium space to return. The swirl ribs of each pair of swirl ribs run at an angle to the direction of rotation of the shaft to be sealed opposite to each other and have the same length. Thereby can these shaft seals for both directions of rotation Shaft are used. However, they are use cases known in which the one direction of rotation to be sealed Shaft is a main direction of rotation, while the shaft is in the other direction of rotation only for a short time. Such Examples of applications are Tractor front axle drives, in which the shaft in the Main direction of rotation at high speed when driving forward rotates while the shaft briefly when reversing can also rotate in the other direction. When turning the Wave, the air to be regulated is deflected so that a dynamic pressure on the sealing edge of the shaft sealing ring arises, which is used to convey air under the sealing edge and thus contributes as a sealing aid. However, since both swirl ribs each swirl rib pair are of equal length affects the opposite swirl rib the airflow to the sealing edge, so that the return effect can be impaired. In addition can because of the equally long swirl ribs Swirl rib pair only a limited number of Twist rib pairs along the circumference of the sealing edge be provided.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den gattungsgemäßen Wellendichtring so auszubilden, daß bei einer großen Zahl von Drallrippen längs des Umfanges der Dichtkante die bei einer vorgegebenen Drehrichtung der abzudichtenden Welle wirksamen Drallrippen nicht durch die zu ihr jeweils entgegengesetzten Drallrippen in ihrer Rückförderwirkung beeinträchtigt werden.The invention is based, the Generic shaft sealing ring so that at a large number of swirl ribs along the circumference of the Sealing edge at a given direction of rotation effective swirl ribs not to be sealed by the opposite twist ribs in her Return effect can be impaired.
Diese Aufgabe wird beim gattungsgemäßen Wellendichtring erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.This task is the generic shaft seal according to the invention with the characteristic features of Claim 1 solved.
Beim erfindungsgemäßen Wellendichtring sind die Drallrippenpaare asymmetrisch ausgebildet. Der erfindungsgemäße Wellendichtring wird in solchen Einbausituationen verwendet, bei denen die abzudichtende Welle eine Hauptdrehrichtung hat, z. B. die Welle eines Schlepper-Vorderachsantriebes. Solange die Welle in der Hauptdrehrichtung dreht, werden die längeren Drallrippen wirksam, die die mit der Welle zirkulierende Luft so ablenken, daß vor der Dichtkante der Staudruck entsteht, der zur Luftförderung unter die Dichtkante hindurch und somit als Dichthilfe beiträgt. Die entgegengesetzt schräg verlaufende Drallrippe jedes Drallrippenpaares kann, da sie nur geringe Länge hat, diesen Luftstrom zur Dichtkante nicht oder allenfalls nur geringfügig beeinflussen. Dadurch wird eine optimale Rückförderwirkung auf das unter der Dichtkante hindurchgetretene Medium ausgeübt, so daß die Leckage sehr gering ist. Dreht die Welle kurzfristig in der anderen Richtung, dann werden die kurzen Drallrippen wirksam, die ebenfalls einen Staudruck vor der Dichtkante erzeugen, der zur Rückförderung ausreicht. Da diese Gegendrehrichtung nur kurzfristig auftritt, reicht der durch die kurzen Drallrippen erzeugte Staudruck zu dieser Rückförderung aus. Infolge der kurzen Drallrippen können die Drallrippenpaare mit sehr geringem Abstand voneinander längs der Dichtkante angeordnet werden, so daß sich längs deren Umfang eine große Zahl von Drallrippenpaaren anbringen läßt, so daß eine optimale Rückförderwirkung erreicht wird.In the shaft sealing ring according to the invention Twisted rib pairs are asymmetrical. The shaft seal according to the invention is in such Installation situations are used in which the to be sealed Shaft has a main direction of rotation, e.g. B. the wave of a Tractor front axle drive. As long as the wave in the Main rotation direction turns, the longer swirl ribs effective that the air circulating with the shaft so deflect that the dynamic pressure arises in front of the sealing edge, the for air delivery under the sealing edge and thus contributes as a sealing aid. The opposite oblique Trending swirl rib of any pair of swirl ribs can, as they has only a short length, this air flow to the sealing edge do not influence, or at most only slightly. Thereby will have an optimal return effect on the under the Seated edge exerted medium so that the Leakage is very low. The shaft turns in the short term other direction, then the short swirl ribs effective, which also has a dynamic pressure in front of the sealing edge generate that is sufficient for return. This one Reverse direction occurs only briefly, the is enough back pressure generated by the short swirl ribs to this Return from. As a result of the short swirl ribs the swirl rib pairs with a very small distance from each other be arranged along the sealing edge, so that along the circumference of which is a large number of swirl rib pairs can be attached so that an optimal return effect is achieved.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.Further features of the invention result from the further claims, the description and the drawings.
Die Erfindung wird anhand einiger in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigtThe invention is illustrated by some in the drawings illustrated embodiments explained in more detail. It shows
Fig. 1 einen Teil eines herkömmlichen Wellendichtringes mit Drallrippen, die in beiden Drehrichtungen der abzudichtenden Welle wirksam sind und gleiche Länge haben, Fig. 1 shows a portion of a conventional shaft sealing ring with swirl ribs that are effective in both directions of rotation of the shaft to be sealed and have the same length,
Fig. 2 einen Teil einer Dichtlippe eines erfindungsgemäßen Wellendichtringes mit ungleich langen Drallrippen, Fig. 2 shows a part of a sealing lip of the shaft sealing ring according to the invention with unequal length swirl ribs,
Fig. 3 in schematischer Darstellung eine Draufsicht auf einen Teil der Dichtlippe mit den unterschiedlich langen Drallrippen, Fig. 3 shows a schematic representation of a plan view of a portion of the sealing lip with the different lengths of twist ribs,
Fig. 4 das Tragbild der verschieden langen Drallrippen gemäß Fig. 3, Fig. 4 shows the contact pattern of different lengths swirl ribs according to Fig. 3,
Fig. 5 bis 8 jeweils in Darstellungen entsprechend den Fig. 3 und 4 zwei weitere Ausführungsformen von Drallrippen eines erfindungsgemäßen Wellendichtringes. Fig. 5 to 8 respectively in views corresponding to FIGS. 3 and 4, two further embodiments of the swirl ribs of a shaft sealing ring according to the invention.
Der Wellendichtring hat eine Dichtlippe 1 mit einer Dichtkante 2, die in Einbaulage auf der abzudichtenden Welle aufliegt. Da die Dichtkante 2 unter Radialdruck auf der abzudichtenden Welle aufliegt, liegt die Dichtkante 2 flächig auf der Welle auf und bildet dadurch eine Laufspur 3 mit einer Breite b. Zur Erzeugung des Anpreßdruckes ist eine Ringfeder 4 vorgesehen, die die Dichtlippe 1 umgibt und in einer Vertiefung 5 der Dichtlippe lagegesichert ist. Die Dichtkante 2 trennt einen Mediumsraum 6, in der Regel einen Ölraum, vom Luftraum 7. Die Dichtlippe 1 geht in eine Membran 8 über, die an einen Bodenmantel 9 des Wellendichtringes anschließt. Der Bodenmantel 9 bedeckt den Boden eines Versteifungsringes 10, von dem in Fig. 1 nur das radial innere Ende zu sehen ist.The shaft sealing ring has a sealing lip 1 with a sealing edge 2 which lies in the installed position on the shaft to be sealed. Since the sealing edge 2 rests under radial pressure on the shaft to be sealed, the sealing edge 2 lies flat on the shaft and thereby forms a track 3 with a width b . To generate the contact pressure, an annular spring 4 is provided which surrounds the sealing lip 1 and is secured in position in a recess 5 of the sealing lip. The sealing edge 2 separates a medium space 6 , usually an oil space, from the air space 7 . The sealing lip 1 merges into a membrane 8 , which connects to a bottom jacket 9 of the shaft sealing ring. The bottom jacket 9 covers the bottom of a stiffening ring 10 , of which only the radially inner end can be seen in FIG. 1.
In der luftseitigen Kontaktfläche 11 der Dichtlippe 1 sind Drallrippen 12 vorgesehen, die sich bis zur Dichtkante 2 erstrecken. Die Drallrippen 12 sind paarweise vorgesehen und stoßen im Bereich der Dichtkante 2 aufeinander. Sie sorgen dafür, daß aus dem Mediumsraum 6 unter die Dichtkante 2 hindurch gelangendes Medium beim Rotieren der abzudichtenden Welle wieder in den Mediumsraum 6 zurückgefördert wird. Wenn die Welle in Richtung des Pfeiles 13 dreht, dann wird das durch die Dichtkante 2 gelangene Medium in Richtung der mit ausgezogenen Linien angegebenen Pfeile von den Drallrippen 2 zurückgefördert. Beim Drehen in Richtung 13 werden die von der Dichtkante 2 aus in Drehrichtung schräg nach hinten verlaufenden Drallrippen 12 wirksam. Dreht die Welle in der anderen Richtung 14, dann werden dementsprechend die von der Dichtkante 2 aus in Drehrichtung 14 schräg nach hinten verlaufenden Drallrippen 12 wirksam und fördern das Medium in Richtung der durch strichpunktierte Linien angegebenen Pfeile zurück in den Mediumsraum 6. Wie Fig. 1 zeigt, sind die für die beiden Drehrichtungen 13 und 14 der abzudichtenden Welle vorgesehenen Drallrippen 12 gleich lang.In the air-side contact surface 11 of the sealing lip 1 , swirl ribs 12 are provided which extend to the sealing edge 2 . The swirl ribs 12 are provided in pairs and meet in the area of the sealing edge 2 . They ensure that medium passing through the sealing edge 2 from the medium space 6 is conveyed back into the medium space 6 when the shaft to be sealed is rotated. When the shaft rotates in the direction of arrow 13, then the gelangene by the sealing edge 2 medium is conveyed back in the direction indicated by the solid line arrows of the swirl ribs. 2 When rotating in the direction 13 , the swirl ribs 12, which run obliquely backwards in the direction of rotation, take effect from the sealing edge 2 . If the shaft rotates in the other direction 14 , then the swirl ribs 12, which extend obliquely backwards in the direction of rotation 14 from the sealing edge 2 , become effective and convey the medium back into the medium space 6 in the direction of the arrows indicated by dash-dotted lines. As Fig. 1 shows that provided for the two directions of rotation 13 and 14 of the shaft to be sealed swirl ribs 12 are of equal length.
Die Fig. 2 bis 4 zeigen nun einen Wellendichtring, bei dem diese Drallrippen 12.1 und 12.2 unterschiedliche Länge haben. Dieser Wellendichtring wird für solche Wellen verwendet, die eine Hauptdrehrichtung haben, z. B. Wellen bei einem Schlepper-Vorderachsantrieb. Diese Welle dreht bei Vorwärtsfahrt des Schleppers in einer Hauptdrehrichtung, während eine Rückwärtsfahrt des Schleppers in der Regel nur kurzfristig auftritt. Die für die Hauptdrehrichtung 15 (Fig. 3) wirksame Dichtrippe 12.1 verläuft von der Dichtkante 2 aus entgegen Drehrichtung schräg nach hinten unter einem spitzen Winkel α, der im Ausführungsbeispiel etwa 20° beträgt. Die andere Drallrippe 12.2 erstreckt sich von der Dichtkante 2 aus in Drehrichtung 15 unter einem spitzen Winkel a′ nach vorn, der bei diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls etwa 20° beträgt. Diese Drallrippe 12.2 ist aber wesentlich kürzer als die Drallrippe 12.1, deren Länge etwa das Dreifache der Länge der Drallrippe 12.2 beträgt. Da die abzudichtende Welle hauptsächlich in Drehrichtung 15 dreht, gewährleisten die langen Drallrippen 12.1 eine optimale Rückförderung des unter die Dichtkante 2 von der Mediumsseite 6 aus in den Luftraum 7 hindurchgetretenen Mediums. Figs. 2 to 4 now show a shaft sealing ring, in which said swirl ribs 12.1 and 12.2 of different length. This shaft seal is used for those shafts that have a main direction of rotation, e.g. B. shafts in a tractor front axle drive. This shaft rotates in one main direction of rotation when the tractor travels forward, while the tractor's backward movement usually only occurs for a short time. The sealing rib 12.1 effective for the main direction of rotation 15 ( FIG. 3) runs obliquely backwards from the sealing edge 2 against the direction of rotation at an acute angle α , which in the exemplary embodiment is approximately 20 °. The other swirl rib 12.2 extends from the sealing edge 2 in the direction of rotation 15 at an acute angle a ' to the front, which is also about 20 ° in this embodiment. However, this swirl rib 12.2 is significantly shorter than the swirl rib 12.1 , the length of which is approximately three times the length of the swirl rib 12.2 . Since the shaft to be sealed mainly rotates in the direction of rotation 15 , the long swirl ribs 12.1 ensure optimal return of the medium which has passed under the sealing edge 2 from the medium side 6 into the air space 7 .
Beim Drehen der Welle in Richtung 15 entsteht längs der langen Drallrippen 12.1 eine gegen die Dichtkante 2 gerichtete Luftströmung (Pfeil 16), die um so stärker wird, je höher die Drehzahl der Welle ist. Die parallel zur Luftströmung 16 verlaufenden Drallrippen 12.1 sind im Querschnitt dreieckförmig ausgebildet und sind nahezu über ihre gesamte Länge gleich breit. Lediglich ihre freien Enden laufen sowohl in Längsrichtung als auch in Höhenrichtung in einer Spitze aus (vgl. Fig. 2 und 3). Die Drallrippen 12.1 haben infolge ihrer dreieckförmigen Querschnittsausbildung über ihre Länge verlaufende und längs einer Kante 17 zusammenlaufende Schrägflächen 18 und 19.When the shaft is rotated in the direction 15 , an air flow directed against the sealing edge 2 (arrow 16 ) arises along the long swirl ribs 12.1 , which becomes stronger the higher the speed of the shaft. The swirl ribs 12.1 running parallel to the air flow 16 are triangular in cross-section and are of almost the same width over their entire length. Only their free ends run out in a tip both in the longitudinal direction and in the vertical direction (cf. FIGS. 2 and 3). Due to their triangular cross-sectional configuration, the swirl ribs 12.1 have inclined surfaces 18 and 19 that run along their length and converge along an edge 17 .
Die wesentlich kürzere Drallrippe 12.2 hat, abgesehen von ihrer kürzeren Länge, die gleiche Ausbildung wie die Drallrippe 12.1. Die Schrägfläche 18 der Drallrippe 12.1 geht unmittelbar in eine Schrägfläche 20 der kurzen Drallrippe 12.2 über, während die andere Schrägfläche 19 durch eine in Draufsicht rechteckige Zwischenfläche 21 von einer Schrägfläche 22 der kurzen Drallrippe 12.2 getrennt ist.The significantly shorter swirl rib 12.2 , apart from its shorter length, has the same design as the swirl rib 12.1 . The inclined surface 18 of the swirl rib 12.1 merges directly into an inclined surface 20 of the short swirl rib 12.2 , while the other inclined surface 19 is separated from an inclined surface 22 of the short swirl rib 12.2 by an intermediate surface 21 which is rectangular in plan view.
Infolge der Luftströmungen 16 bildet sich beim Drehen der Welle in Richtung 15 vor der Dichtkante 2 im Luftraum 7 ein Staudruck, der in Fig. 3 durch senkrecht zur Dichtkante 2 gerichtete Pfeile 23 angedeutet ist. Dieser Staudruck 23 in Verbindung mit der schräg gegen die Dichtkante 2 gerichteten Luftströmung 16 sorgt dafür, daß unter der Dichtkante hindurchgetretenes Medium beim Drehen der Welle in Richtung 15 in den Mediumsraum 6 zurückgefördert wird. Da die Drallrippen 12.1 verhältnismäßig lang sind, wird ein ausreichend großer Staudruck 23 erzielt, wodurch die Leckage des Wellendichtringes sehr gering gehalten wird.As a result of the air currents 16 , when the shaft rotates in the direction 15 in front of the sealing edge 2 in the air space 7, a dynamic pressure is formed, which is indicated in FIG. 3 by arrows 23 directed perpendicular to the sealing edge 2 . This dynamic pressure 23 in connection with the air flow 16 directed obliquely against the sealing edge 2 ensures that medium which has passed under the sealing edge is conveyed back into the medium space 6 when the shaft is rotated in the direction 15 . Since the swirl ribs 12.1 are relatively long, a sufficiently high dynamic pressure 23 is achieved, as a result of which the leakage of the shaft sealing ring is kept very low.
Die kurzen Drallrippen 12.2 behindern den Aufbau der Luft strömungen 16 und des Staudruckes 23 nicht, da sie infolge ihrer kurzen Länge die Luftströmung zur Dichtkante 2 nicht bzw. nur geringfügig in entgegengesetzter Richtung beein flussen können. Die kurzen Drallrippen 12.2 können, wie Fig. 3 zeigt, den benachbarten langen Drallrippen 12.1 mit verhältnismäßig geringem Abstand gegenüberliegen, ohne daß eine nachteilige Beeinflussung der Luftströmungen 16 längs dieser benachbarten Drallrippen 12.1 zu befürchten ist. Dadurch wird mit diesem Wellendichtring in der Hauptdrehrichtung 15 der Welle eine optimale Rückförderung erreicht.The short swirl ribs 12.2 do not hinder the build-up of the air currents 16 and the dynamic pressure 23 , since, owing to their short length, they cannot or only slightly influence the air flow to the sealing edge 2 in the opposite direction. The short swirl fins 12.2 , as shown in FIG. 3, can be located opposite the adjacent long swirl fins 12.1 at a relatively short distance without fear of adversely affecting the air flows 16 along these adjacent swirl fins 12.1 . As a result, an optimal return flow is achieved with this shaft sealing ring in the main direction of rotation 15 of the shaft.
Die kurzen Drallrippen 12.2 werden dann wirksam, wenn die Welle entgegen Richtung 15 dreht. Da diese entgegengesetzte Drehrichtung nur kurzfristig wirksam wird, reichen die kurzen Drallrippen 12.2 aus, um unter der Dichtkante 2 hindurchgetretenes Medium wieder in den Mediumsraum 6 zurückzufördern. Bei der entgegengesetzten Drehrichtung bildet sich in gleicher Weise an den kurzen Drallrippen 12.2 eine parallel zu ihnen verlaufende und gegen die Dichtkante 2 gerichtete Luftströmung aus, die zu einem gegen die Dichtkante 2 gerichteten Staudruck führt.The short twist ribs 12.2 are effective when the shaft rotates in a counterclockwise direction 15 °. Since this opposite direction of rotation is only effective for a short time, the short swirl ribs 12.2 are sufficient to convey medium that has passed under the sealing edge 2 back into the medium space 6 . In the opposite direction of rotation, in the same way, an air flow running parallel to them and directed against the sealing edge 2 is formed on the short swirl ribs 12.2 , which leads to a dynamic pressure directed against the sealing edge 2 .
Die unterschiedlich langen Drallrippen 12.1 und 12.2 sind so ausgebildet, daß sich auf der Welle noch das volle Tragbild der Drallrippen 12.1 und 12.2 sowie der Dichtkante 2 ergibt (Fig. 4).The swirl ribs 12.1 and 12.2 of different lengths are designed in such a way that the full contact pattern of the swirl ribs 12.1 and 12.2 and the sealing edge 2 still results on the shaft ( FIG. 4).
Die langen Drallrippen 12.1 haben die bei den herkömmlichen Wellendichtringen übliche Länge, während die kurzen Drallrippen 12.2 demgegenüber sehr stark verkürzt sind.The long swirl ribs 12.1 have the length customary in the case of conventional shaft sealing rings, while the short swirl ribs 12.2, on the other hand, are very much shortened.
Infolge der kurzen Drallrippen 12.2 können benachbarte Drallrippenpaare in engerem Abstand zueinander vorgesehen sein als die Drallrippenpaare mit gleich langen Drallrippen (Fig. 1). Dadurch kann die Leckagesicherheit mit diesem Wellendichtring wesentlich erhöht werden. Abgesehen von der asymmetrischen Ausbildung der Drallrippenpaare ist der Wellendichtring ansonsten gleich ausgebildet wie der bekannte Wellendichtring, der in Fig. 1 beispielhaft dargestellt ist. As a result of the short swirl ribs 12.2 , adjacent swirl rib pairs can be provided at a closer distance from one another than the swirl rib pairs with swirl ribs of the same length ( FIG. 1). Leakage safety can be significantly increased with this shaft seal. Apart from the asymmetrical configuration of the swirl rib pairs, the shaft sealing ring is otherwise of the same design as the known shaft sealing ring, which is shown as an example in FIG. 1.
Die Fig. 5 und 6 zeigen eine weitere Ausbildung eines Radialwellendichtringes mit unterschiedlich langen Drallrippen 12.3 und 12.4. Die paarweise angeordneten Drallrippen 12.3, 12.4 gehen nicht ineinander über, sondern ihre an der Dichtkante 2 liegenden Enden liegen mit Abstand voneinander. Außerdem verbreitern sich die Drallrippen 12.3 und 12.4 von der Dichtkante 2 aus in Richtung auf ihre freien Enden stetig. Die Drallrippen haben dreieckförmigen Querschnitt, wobei die Schrägflächen 18.3 und 19.3 im Gegensatz zur vorigen Ausführungsform in ihrer Breite von der Dichtkante 2 aus zunehmen. Gleiches gilt auch für die Schrägflächen 20.4 und 22.4 der kurzen Drallrippen 12.4. Sie sind, abgesehen von ihrer kürzeren Länge, gleich ausgebildet wie die längeren Drallrippen 12.3. Wie bei der vorigen Ausführungsform haben die Drallrippen nahezu über ihre gesamte Länge konstante Höhe. Für die Hauptdrehrichtung 15 der abzudichtenden Welle sind wiederum die langen Drallrippen 12.3 wirksam, längs der die gegen die Dichtkante 2 gerichtete Luftströmung 16 bei rotierender Welle stattfindet. Wie schon bei der vorigen Ausführungsform tritt diese Luftströmung 16 im Bereich der der Dichtkante 2 zugewandten Schrägfläche 19.3 der Drallrippen 12.3 auf. Die Luftströmung 16 führt zum Staudruck 23, der dafür sorgt, daß unter die Dichtkante 2 hindurchgetretenes Medium vom Luftraum 7 wieder in den Mediumsraum 6 zurückgefördert wird. Längs der kurzen Drallrippen 12.4 findet auf der von der Dichtkante 2 abgewandten Seite ebenfalls eine Luftströmung 24 statt, die gegen die lange Drallrippe 12.3 des benachbarten Drallrippenpaares gerichtet ist. Infolge der geringen Länge der Drallrippen 12.4 ist jedoch diese Luftströmung 24 so gering, daß sie die Luftströmung 16 und damit den Aufbau des Staudruckes 23 dieser benachbarten langen Drallrippe 12.3 nicht beeinträchtigt. In gleicher Weise tritt auch bei der Ausführungsform nach den Fig. 2 bis 4 beim Drehen der Welle in Hauptdrehrichtung 15 längs der kurzen Drallrippen 12.2 eine solche Luftströmung auf, die aber infolge der geringen Länge der Drallrippen nur so klein ist, daß sie den Aufbau des Staudruckes 23 des benachbarten Dichtrippenpaares 12.1, 12.2 nicht behindert. FIGS. 5 and 6 show a further embodiment of a radial shaft sealing ring with different lengths of twist ribs 12.3 and 12.4. The twisted ribs 12.3 , 12.4 arranged in pairs do not merge into one another, but their ends lying on the sealing edge 2 lie at a distance from one another. In addition, the swirl ribs 12.3 and 12.4 widen continuously from the sealing edge 2 towards their free ends. The swirl ribs have a triangular cross section, the inclined surfaces 18.3 and 19.3, in contrast to the previous embodiment, increasing in width from the sealing edge 2 . The same applies to the inclined surfaces 20.4 and 22.4 of the short swirl ribs 12.4 . Apart from their shorter length, they are of the same design as the longer swirl ribs 12.3 . As in the previous embodiment, the swirl ribs have a constant height over almost their entire length. The long swirl ribs 12.3 are again effective for the main direction of rotation 15 of the shaft to be sealed, along which the air flow 16 directed against the sealing edge 2 takes place when the shaft is rotating. As in the previous embodiment, this air flow 16 occurs in the area of the inclined surface 19.3 of the swirl ribs 12.3 facing the sealing edge 2 . The air flow 16 leads to the dynamic pressure 23 , which ensures that medium which has passed under the sealing edge 2 is conveyed back from the air space 7 into the medium space 6 . Along the short swirl ribs 12.4 there is also an air flow 24 on the side facing away from the sealing edge 2 , which is directed against the long swirl rib 12.3 of the adjacent pair of swirl ribs. Due to the short length of the swirl ribs 12.4 , however, this air flow 24 is so small that it does not impair the air flow 16 and thus the build-up of the dynamic pressure 23 of this adjacent long swirl rib 12.3 . In the same way also occurs in the embodiment according to FIGS. 2 to 4 when rotating the shaft in the main direction of rotation 15 along the short swirl ribs 12.2 such an air flow, but due to the short length of the swirl ribs it is only so small that the structure of the Back pressure 23 of the adjacent pair of sealing ribs 12.1, 12.2 is not impeded.
Die Drallrippen 12.3 und 12.4 sind wiederum so ausgebildet, daß ihr Tragbild und die Dichtkante 2 auf der Welle voll ausgebildet ist (Fig. 6).The swirl ribs 12.3 and 12.4 are in turn designed so that their contact pattern and the sealing edge 2 on the shaft is fully formed ( Fig. 6).
Die bei der Ausführungsform nach den Fig. 5 und 6 verwendete Formgebung der Drallrippen kann auch bei der Ausführungsform nach den Fig. 2 bis 4 vorgesehen sein.The shape of the swirl ribs used in the embodiment according to FIGS . 5 and 6 can also be provided in the embodiment according to FIGS . 2 to 4.
Die Fig. 7 und 8 zeigen einen Radialwellendichtring, bei dem die Drallrippen 12.5 und 12.6 gleich ausgebildet sind wie bei der Ausführungsform nach den Fig. 2 bis 4, die jedoch entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 5 und 6 Abstand voneinander haben. Die Drallrippen 12.5 und 12.6 haben somit dreieckförmigen Querschnitt mit über ihre nahezu gesamte Länge konstanter Breite. Die Schrägflächen 18.5 und 19.5 der langen Drallrippen 12.5 bilden die mittig liegende Kante 17.5 wie beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 2 bis 4. Die Kante 17.5 endet in der Dichtkante 2. FIGS. 7 and 8 show a radial shaft sealing ring, in which the swirl ribs 12.5 and 12.6 of the same design as in the embodiment according to FIGS. 2 to 4, which have each other, however, according to the embodiment of FIGS. 5 and 6 spacing. The swirl ribs 12.5 and 12.6 thus have a triangular cross section with a constant width over almost their entire length. The inclined surfaces 18.5 and 19.5 of the long swirl ribs 12.5 form the central edge 17.5 as in the exemplary embodiment according to FIGS. 2 to 4. The edge 17.5 ends in the sealing edge 2 .
Auch die von den Schrägflächen 20.6 und 22.6 der kurzen Drallrippen 12.6 gebildete Kante 25 endet etwa in der Dichtkante 2. Im übrigen sind die Drallrippen 12.5 und 12.6 gleich ausgebildet wie beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 2 bis 4.The edge 25 formed by the inclined surfaces 20.6 and 22.6 of the short swirl ribs 12.6 also ends approximately in the sealing edge 2 . Otherwise, the swirl ribs 12.5 and 12.6 are of the same design as in the exemplary embodiment according to FIGS. 2 to 4.
Die abzudichtende Welle hat die Hauptdrehrichtung 15, für die die langen Drallrippen 12.5 wirksam werden. Während der Drehung der Welle baut sich die Luftströmung 16 auf, die zum Staudruck 23 führt. Das unter der Dichtkante 2 aus dem Mediumsraum 6 in den Luftraum 7 hindurchgetretene Medium wird durch diesen Staudruck 23 in Verbindung mit der Luftströmung 16 wieder in den Mediumsraum 6 zurückgedrückt. Die bei dieser Hauptdrehrichtung 15 an den kurzen Drallrippen 12.6 auf der von der Dichtkante 2 abgewandten Seite auftretende Luftströmung 24 ist infolge der geringen Länge dieser Drallrippen 12.6 nur wenig ausgeprägt und behindert die Luftströmung 16 der langen Drallrippen 12.5 des jeweils benachbarten Drallrippenpaares 12.5, 12.6 nicht, so daß sich dort ungehindert der Staudruck 23 aufbauen kann.The shaft to be sealed has the main direction of rotation 15 , for which the long swirl ribs 12.5 take effect. During the rotation of the shaft, the air flow 16 builds up, which leads to the dynamic pressure 23 . The medium which has passed from the medium space 6 into the air space 7 under the sealing edge 2 is pressed back into the medium space 6 by this dynamic pressure 23 in connection with the air flow 16 . The air flow 24 occurring in this main direction of rotation 15 on the short swirl ribs 12.6 on the side facing away from the sealing edge 2 is only slightly pronounced due to the short length of these swirl ribs 12.6 and does not impede the air flow 16 of the long swirl ribs 12.5 of the adjacent pair of swirl ribs 12.5, 12.6 . so that the dynamic pressure 23 can build up there unhindered.
Dreht die Welle entgegen Hauptdrehrichtung 15, dann werden die kurzen Drallrippen 12.6 in der beschriebenen Weise wirksam, indem sich an der der Dichtkante 2 zugewandten Schrägfläche 22.6 eine gegen die Dichtkante 2 gerichtete Luftströmung entwickelt, die ebenfalls zu einem gegen die Dichtkante gerichteten Staudruck führt und so das Medium in den Mediumsraum 6 zurückfördert.The shaft rotates against the main direction of rotation 15, then the short swirl ribs 12.6 are effective in the manner described by at the sealing edge 2 facing inclined surface developed 22.6 directed against the sealing edge 2 air flow, which also leads to an antibody directed against the sealing edge stagnation pressure and so feeds the medium back into the medium space 6 .
Auch diese Drallrippen 12.5 und 12.6 sind so ausgebildet, daß sich auf der Welle das volle Tragbild ergibt (Fig. 8). Dadurch ist in beiden Drehrichtungen auf jeden Fall eine ausreichende Rückförderung des unter der Dichtkante 2 hindurchgetretenen Mediums gewährleistet. Die Dichtkante 2 liegt wiederum über die Breite b auf der Welle auf. Bei einer kurzfristigen entgegengerichteten Drehung der Welle kann somit das voll ausgebildete Tragbild der kurzen Drallrippen 12.6 das austretende Medium wirkungsvoll zurückdrängen.These swirl ribs 12.5 and 12.6 are also designed so that the full contact pattern results on the shaft ( FIG. 8). As a result, sufficient return of the medium that has passed under the sealing edge 2 is guaranteed in both directions of rotation. The sealing edge 2 again lies on the shaft over the width b . In the event of a brief, counter-rotating rotation of the shaft, the fully developed contact pattern of the short swirl ribs 12.6 can effectively suppress the escaping medium.
Auch bei dieser Ausführungsform können infolge der kurzen Drallrippen 12.6 längs des Umfanges der Dichtkante 2 eine große Zahl von Drallrippenpaaren untergebracht werden, so daß eine optimale Rückförderwirkung erreicht wird. Die Drallrippenpaare können so eng aufeinanderfolgen, daß die Abdrücke der freien Enden der kurzen Drallrippen nahezu auf gleicher Höhe mit den Abdrücken der freien Enden der langen Drallrippen der jeweils benachbarten Drallrippen paare liegen.Also in this embodiment, a large number of pairs of swirl ribs can be accommodated along the circumference of the sealing edge 2 due to the short swirl ribs 12.6 , so that an optimal return flow effect is achieved. The swirl rib pairs can follow each other so closely that the imprints of the free ends of the short swirl ribs are almost at the same level as the imprints of the free ends of the long swirl ribs of the adjacent swirl ribs.
Claims (6)
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| DE3702018A DE3702018C1 (en) | 1987-01-24 | 1987-01-24 | Shaft sealing ring |
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Family Applications (1)
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4443422A1 (en) * | 1994-12-06 | 1996-06-20 | Bruss Dichtungstechnik | Shaft sealing ring with elastic sealing lip |
| US7156399B2 (en) | 2002-07-02 | 2007-01-02 | Koyo Seiko Co., Ltd. | Sealing device and sliding member |
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1987
- 1987-01-24 DE DE3702018A patent/DE3702018C1/en not_active Expired
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