DE3744442A1

DE3744442A1 - Lip-gasket ring

Info

Publication number: DE3744442A1
Application number: DE19873744442
Authority: DE
Inventors: Hans-Juergen Dipl Ing Beister
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1987-12-29
Filing date: 1987-12-29
Publication date: 1989-07-13

Abstract

Lip-gasket ring for a shaft 16 having a diaphragm 8 which extends angularly in the gasket housing 2 and which has a wave-shaped profile in cross-section, the diaphragm 8 being supported on the shaft 16 via a ball-bearing 10, the inner ring 12 of which serves as a raceway ring (Figure 1). <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Lippendichtungsring für rotierende Maschinenteile, mit einem im Querschnitt im wesentlichen winkelförmigen Dichtungsgehäuse und einer anschließenden Membran als Träger zumindest einer elasti schen Dichtlippe, die an dem rotierenden Maschinenteil bzw. an einem darauf konzentrisch angeordneten Laufring dichtend anliegt.The invention relates to a lip seal ring for rotating machine parts with a cross section in essential angular seal housing and one subsequent membrane as a carrier at least one elastic the sealing lip on the rotating machine part or on a concentrically arranged race fits tightly.

Es ist aus der DE-PS 31 03 319 ein Lippendichtungsring dieser Art bekanntgeworden, bei dem das im Schnitt winkel förmige Dichtungsgehäuse einen mit einer Elastomerschicht ummantelten festen Körper aufweist. Am Dichtungsgehäuse ist über eine Membran eine Dichtlippe aufgehängt, die außen mit einem Federring belegt ist. Die Dichtlippe um schließt einen Laufring, der mit einer wellenförmig profi lierten Elastomerschicht auf dem abzudichtenden rotieren den Maschinenteil sitzt. Der Laufring ist nach außen abge winkelt und bildet zusammen mit einer am Dichtungsgehäuse angeformten Dichtlippe eine zweiten Abdichtung. Diese bekannte Lippendichtung hat insbesondere den Nachteil, daß bei hoher Auslenkung der Welle die Dichtlippe infolge Verformung undicht wird. Dabei wirkt sich beim Verformen der Dichtlippe die durch den Federring erzeugte Federvor spannung an den Anlagestellen der Dichtlippe an der Welle durch verstärkten Verschleiß aus.It is from DE-PS 31 03 319 a lip seal ring this type became known in which the angle on average shaped seal housing one with an elastomer layer encased solid body. On the seal housing a sealing lip is suspended over a membrane is coated on the outside with a spring washer. The sealing lip around closes a race with a wavy profi the rotated elastomer layer on the one to be sealed the machine part sits. The race is turned outwards angles and forms together with one on the seal housing molded sealing lip a second seal. These Known lip seal has the particular disadvantage that at high deflection of the shaft due to the sealing lip Deformation will leak. This affects the deformation the sealing lip the spring generated by the spring washer tension at the contact points of the sealing lip on the shaft due to increased wear.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Lippen dichtungsring der eingangs umrissenen Art dahingehend zu verbessern, daß die Dichtlippe möglichst verformungsfrei auf der Welle od. dgl. geführt wird. Dabei soll das zur Führung der Dichtlippe dienende Element reibungsarm und damit auch verschleißarm arbeiten.The invention has for its object a lips sealing ring of the type outlined above improve that the sealing lip as deformation-free as possible is guided on the shaft or the like. This is supposed to Guiding the sealing lip element and low friction so that you can work with low wear.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwi schen einer endseitigen Verstärkung der Membran einerseits und dem Laufring andererseits ein Kugellager angeordnet ist und daß axial beiderseits des Kugellagers von der Verstärkung der Membran ausgehende Dichtlippen den Ring spalt des Kugellagers überdecken.The object is achieved in that between end reinforcement of the membrane on the one hand and the race on the other hand, a ball bearing is and that axially on both sides of the ball bearing from the Reinforcing the membrane outgoing sealing lips the ring cover the gap of the ball bearing.

Durch die Anordnung eines Kugellagers als Verbindungsele ment zwischen dem Laufring und der Membran der Dichtung wird bei einem spiel- und reibungsarmen Betrieb ein ver formungsfreier und damit auch verschleißarmer Lauf der Dichtlippe erreicht.By arranging a ball bearing as a connecting element ment between the race and the membrane of the seal is a ver with a low-play and low-friction operation shapeless and therefore also low-wear running of the Sealing lip reached.

In Weiterbildung der Erfindung ist die endseitige Verstär kung der Membran zur Aufnahme des Kugellagers im Schnitt gabelförmig gestaltet, wobei die beiderseits des Kugella gers befindlichen Schenkel der Verstärkung mittels elasti scher Dichtlippen am Innenring des Kugellagers dichtend anliegen.In a development of the invention, the end reinforcement kung the membrane to accommodate the ball bearing in section fork-shaped, with the on both sides of the Kugella gers located leg of the reinforcement by means of elasti sealing lips on the inner ring of the ball bearing issue.

Dabei ist es zweckdienlich, wenn der Innenring des Kugel lagers zugleich als der mit dem rotierenden Maschinenteil verbundene Laufring der Dichtung dient, wobei alle vorhan denen Dichtlippen am Laufring dichtend anliegen.It is useful if the inner ring of the ball bearings than the one with the rotating machine part connected race of the seal is used, all existing which sealing lips bear against the race.

Es hat sich ferner als vorteilhaft erwiesen, wenn das Dichtungsgehäuse zusammen mit der anschließenden Membran, im Längsschnitt gesehen, S-förmig gestaltet ist, wobei die Membran, im Querschnitt gesehen, wellenförmige Gestalt aufweist.It has also proven to be advantageous if the Seal housing together with the subsequent membrane, seen in longitudinal section, is S-shaped, the Membrane, seen in cross section, wavy shape having.

Schließlich ist es für die Formgebung der Dichtung und deren Montage vorteilhaft, wenn das Dichtungsgehäuse als Versteifung einen hülsenförmigen Körper und einen in die sen mit einem abgewinkelten Teil eingreifenden tupfenför migen Körper aufweist, die beide aus einem geeigneten festen Werkstoff bestehen.Finally, it is for the shape of the seal and their assembly advantageous if the seal housing as Stiffening a sleeve-shaped body and one in the with an angled part has body, both of a suitable solid material.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden anhand der Zeichnungen näher beschrieben.Two embodiments of the invention are as follows described in more detail with reference to the drawings.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Lippendichtungsring gemäß der Erfindung, Fig. 1 is a sectional view of a lip seal ring according to the invention,

Fig. 2 Schnitte nach den Linie II-II in den Fig. 1 und 3, Fig. 2 sections according to line II-II in Figs. 1 and 3,

Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel. Fig. 3 shows another embodiment.

Die in Fig. 1 abgebildete Lippendichtung 1 hat ein Dich tungsgehäuse 2 mit zwei eingearbeiteten tragenden Körpern 3 und 4 aus einem festen Werkstoff. Der eine Körper 3 ist topfförmig gestaltet, während der andere Körper 4 eine Hülsenform aufweist. Beide Körper 3, 4 sind gemäß dem Schnittbild an einem Ende abgewinkelt, wobei der abgewin kelte Teil 5 des Körpers 3 mit festem Sitz in den Körper 4 eingreift. Der Körper 4 hat ein abgewinkeltes Ende 6, das an der dem topfförmigen Körper 3 abgewandten Seite liegt. Eine den Körper 4 umkleidende Schicht 7 aus einem elasti schen Werkstoff geht im Anschluß an das abgewinkelte Ende 6 in eine in das Dichtungsgehäuse 2 hineinragende Membran 8 über, die gemäß Fig. 2 im Querschnitt wellenförmig ge staltet ist. Die Membran 8 verläuft innerhalb des Dich tungsgehäuses 2 winkelförmig und trägt endseitig eine gabelförmige Verstärkung 9. In der Gabelform sitzt ein Kugellager 10, wobei die Gestaltung der Gabelform der Kontur vom Außenring des Kugellagers 10 angepaßt ist. Das Kugellager 10 hat einen Innenring 12, dessen Ränder 14, 15 in Richtung zur abzudichtenden Welle 16 abgewinkelt sind. Der Innenring 12 sitzt mit einer an seiner Innenseite angeordneten, wellenförmig profilierten Schicht 17 aus einem elastischen Werkstoff auf der Welle 16. Die Dichtung hat gemäß dem Schnittbild an der linken Seite vom Kugella ger 10 drei Dichtlippen 18, 19 und 20, von denen die Dichtlippe 18 am abgewinkelten Rand des Innenringes 12 und die beiden Dichtungen 19 und 20 unmittelbar an der Welle 16 anliegen. An der rechten Seite des Kugellagers 10 sind zwei Dichtlippen 21 und 22 angeordnet, von denen die Dichtlippe 21 am abgewinkelten Rand 15 des Innenringes 12 und die Dichtlippe 22 unmittelbar an der Welle 16 anliegt. The lip seal 1 shown in Fig. 1 has a housing 2 with two like tung incorporated bearing bodies 3 and 4 of a solid material. One body 3 is pot-shaped, while the other body 4 has a sleeve shape. Both bodies 3 , 4 are angled according to the sectional view at one end, the angled part 5 of the body 3 engaging in the body 4 with a tight fit. The body 4 has an angled end 6 , which lies on the side facing away from the cup-shaped body 3 . A body 4 encasing layer 7 made of a resilient material goes after the angled end 6 into a protruding into the seal housing 2 membrane 8 , which is designed according to FIG . The membrane 8 extends angularly within the device housing 2 and carries a fork-shaped reinforcement 9 at the end . A ball bearing 10 is seated in the fork shape, the design of the fork shape being adapted to the contour of the outer ring of the ball bearing 10 . The ball bearing 10 has an inner ring 12 , the edges 14 , 15 of which are angled in the direction of the shaft 16 to be sealed. The inner ring 12 is seated on the shaft 16 with an undulating, profiled layer 17 made of an elastic material on its inside. The seal has according to the sectional view on the left side of Kugella ger 10 three sealing lips 18 , 19 and 20 , of which the sealing lip 18 abut the angled edge of the inner ring 12 and the two seals 19 and 20 directly on the shaft 16 . On the right side of the ball bearing 10 , two sealing lips 21 and 22 are arranged, of which the sealing lip 21 abuts the angled edge 15 of the inner ring 12 and the sealing lip 22 directly on the shaft 16 .

Die Dichtlippe 22 trägt einen Federring 23 zur Verschleiß kompensation.The sealing lip 22 carries a spring ring 23 for wear compensation.

Das Kugellager 10 hat die Aufgabe, bei hoher Auslenkung der Welle 16 deren Bewegungen bei geringem Spiel möglichst reibungs- und verschleißarm auf die Membran 8 der Dichtung zu übertragen. Die Membran 8 ist insbesondere bei einer wellenförmigen Ausbildung gemäß Fig. 2 in radialer Rich tung sehr elastisch, so daß die bei hoher Auslenkung der Welle 16 von hier über das Kugellager 10 auf die Membran übertragenen Bewegungen von dieser aufgenommen werden, ohne die Dichtlippen 18 bis 22 in nachteiliger Weise zu beeinträchtigen.The ball bearing 10 has the task of transmitting the movements of the shaft 16 with little play to the diaphragm 8 of the seal with as little friction and wear as possible with a high deflection. The membrane 8 is particularly elastic in a wave-shaped configuration according to FIG. 2 in the radial direction, so that the movements of the shaft 16 transmitted from here via the ball bearing 10 to the membrane are absorbed by the latter, without the sealing lips 18 to 22 adversely affect.

Die Fig. 3 zeigt eine Dichtung, die in wesentlichen Teilen mit derjenigen gemäß Fig. 1 übereinstimmt. Es wurden daher für gleiche Teile gleiche Bezugszahlen gewählt. Die Dich tung gemäß Fig. 3 hat am Kugellager 10 einen Innenring 25, der relativ breit ausgebildet ist und somit als Laufring der Dichtung einen großen Bereich der Welle 16 überdeckt. Auch dieser Laufring stützt sich über eine wellenförmig profilierte Schicht 26 aus einem elastischen Werkstoff auf der Welle 16 ab. Alle Dichtlippen 27, 28 und 29 dieser Dichtung haben keine Berührung mit der Welle 16, sondern liegen dichtend an dem als Laufring dienenden Innenring 25 des Kugellagers 10 an. Eine solche Ausführung einer Dich tung ist dann zu wählen, wenn an der Oberfläche der Welle 16 im Bereich der Dichtung Unebenheiten vorhanden sind, wie sie beispielsweise durch Verschleiß entstehen. FIG. 3 shows a seal which corresponds in substantial parts to that according to FIG. 1. The same reference numbers were therefore chosen for the same parts. The log processing according to Fig. 3 at the ball bearing 10 has an inner ring 25 which is designed to be relatively wide and thus as a running ring of the seal has to cover a large area of the shaft 16. This race is also supported on the shaft 16 via a wavy profiled layer 26 made of an elastic material. All sealing lips 27 , 28 and 29 of this seal have no contact with the shaft 16 , but lie sealingly against the inner ring 25 of the ball bearing 10 serving as a race. Such an embodiment of a device is to be selected if there are bumps on the surface of the shaft 16 in the area of the seal, such as those that arise due to wear, for example.

Claims

1. lip sealing ring for rotating machine parts ( 16 ), with a cross-section essentially angular sealing housing ( 2 ) and a subsequent membrane ( 8 ) as a carrier at least one elastic sealing lip ( 18 to 22 or 27 to 29 ) on the Rotating Ma machine part ( 16 ) or sealingly against a race ( 12 or 25 ) arranged concentrically thereon, characterized in that between an end reinforcement ( 9 ) of the membrane ( 8 ) on the one hand and the running ring ( 12 or 25 ) on the other hand, a ball bearing ( 10 ) is arranged and that axially on both sides of the ball bearing ( 10 ) from the reinforcement ( 9 ) of the membrane ( 8 ) outgoing sealing lips ( 18 to 22 or 27 to 29 ) the annular gap of the ball bearing ( 10 ) cover.

2. lip sealing ring according to claim 1, characterized in that the end reinforcement ( 9 ) of the membrane ( 8 ) for receiving the ball bearing ( 10 ) is fork-shaped in section and that the leg of the reinforcement ( 9 ) located on both sides of the ball bearing ( 10 ) ) by means of elastic sealing lips ( 18 , 21 ) on the inner ring ( 12 ) of the ball bearing ( 10 ).

3. lip seal ring according to claims 1 and 2, characterized in that the inner ring ( 25 ) of the ball bearing ( 10 ) also serves as the with the rotating machine part ( 16 ) connected race of the seal and that all existing sealing lips ( 27 to 29 ) fit tightly on the race.

4. lip seal ring according to one of the preceding claims, characterized in that the seal housing ( 2 ) together with the subsequent membrane ( 8 ), seen in longitudinal section, is S-shaped and that the membrane ( 8 ), seen in cross section, wavy Has shape.

5. lip sealing ring according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing housing ( 2 ) as a stiffening a sleeve-shaped body ( 4 ) and in this with an angled part ( 5 ) engaging cup-shaped body ( 3 ), both of a suitable solid material.