DE3932783A1

DE3932783A1 - Sealing ring for shaft with sealing lip - has helical pieces with contact surfaces, and sealing edge with contact surfaces

Info

Publication number: DE3932783A1
Application number: DE3932783A
Authority: DE
Inventors: Waldemar Hermann
Original assignee: Kaco GmbH and Co KG
Current assignee: Kaco GmbH and Co KG
Priority date: 1989-09-30
Filing date: 1989-09-30
Publication date: 1991-04-11

Abstract

The shaft (5) sealing-ring has a sealing-lip (4) with a sealing-edge (2). Helical pieces (3) on the sealing-lip side facing away from the flow-contents are positoined spaced apart behind each other in the peripheral direction. The helical pieces (3) together with the sealing edge (2) have contact-surfaces resting against the shaft (5). The ratio of the sealing edge (2) contact surfaces to the contact surfaces of the helical pieces changes by at most 35%. USE/ADVANTAGE - The sealing ring for a shaft gives a tight seal and incorporates helical pieces.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wellendichtring nach dem Oberbe griff des Anspruches 1.The invention relates to a shaft seal according to the Oberbe handle of claim 1.

Bei einem bekannten Wellendichtring dieser Art schließen an die Dichtkante der Dichtlippe Drallrippen als Drallelemente an. Sie haben die Aufgabe, unter der Dichtkante hindurchtretendes Medium wieder zurückzufördern. Die Drallelemente entlasten die Dichtkante beim Einsatz des Wellendichtringes, wenn er auf einer Welle zur Abdichtung sitzt. Die bekannten Drall rippenausführungen (gerichteter Drall oder auch Wechseldrall) werden stets als Kompromißlösungen ausgelegt. Um ihrer Funktions aufgabe gerecht zu werden, müssen die Drallrippen einen be stimmten Anteil an der Gesamtkontaktfläche der Dichtkante eines Radialwellendichtringes mit der Welle besitzen. Wenn dieser Anteil der Drallrippen an der Kontaktfläche zu gering ist, ist auch ihr Einfluß auf die Anpreßkraftverteilung zu klein, was sich negativ auf das Dichtverhalten auswirkt, da die Drallfunktion zu schwach ist. Wenn andererseits die Drall rippen einen zu großen Anteil an der Kontaktfläche haben, hat dies ebenfalls einen negativen Einfluß auf die Dichteffektivi tät der Dichtung, denn die Drallrippen greifen zu massiv in die Anpreßkraftverteilung der Dichtkante ein und verzerren sie unzulässig. Somit darf der Anteil der Drallrippen an der Gesamtkontaktfläche der Dichtkante sich nur in einem bestimmten, von unten und oben begrenzten Bereich bewegen. Da die Dicht kante jedoch im Betrieb verschleißt und immer breiter wird, die herkömmlichen Drallrippen aber ihre Auflagefläche dabei entweder gar nicht, oder durch bestimmte Maßnahmen, wie z. B. durch zunehmende Höhe der Drallstege von der Dichtkante weg, nur gering wachsen lassen, muß die Drallrippe von der Auflagefläche her für eine bestimmte Laufspurbreite ausge legt werden und ist deshalb bei geringen Laufspurbreiten über dimensioniert und bei größeren Laufspurbreiten unterdimensio niert, was der Dichtfunktion abträglich ist. Besonders die Überdimensionierung der Drallrippe im Neuzustand der Dichtung ist kritisch und führt öfter zu Frühausfällen. Aber auch eine Unterdimensionierung infolge von erhöhtem Verschleiß an der Dichtkante, z. B. Betrieb in Altöl, kann kritisch werden. Nicht zu unterschätzen sind auch fertigungstechnische Probleme, die aus der Forderung nach Überdimensionierung des Dralls im Neu zustand resultieren.In a known shaft seal of this type close the sealing edge of the sealing lip swirl ribs as swirl elements. They have the task of passing under the sealing edge To convey the medium back. Relieve the swirl elements the sealing edge when using the shaft seal if he sits on a shaft for sealing. The well-known swirl rib designs (directed twist or alternating twist) are always designed as compromise solutions. For their functional To meet the task, the swirl ribs have to be agreed share of the total contact area of the sealing edge have a radial shaft seal with the shaft. If this proportion of the swirl ribs on the contact surface is too small their influence on the contact pressure distribution is too small, which has a negative effect on the sealing behavior, because the swirl function is too weak. On the other hand, if the twist ripping has too much of the contact area this also has a negative influence on the density effectiveness the seal, because the swirl ribs engage too massively the contact pressure distribution of the sealing edge and distort them inadmissible. Thus, the share of the swirl ribs in the Total contact area of the sealing edge is only in a certain, move the area delimited from below and above. Because the sealing edge, however, wears during operation and becomes wider and wider, the conventional swirl ribs but their contact surface either not at all, or through certain measures such as B. due to increasing height of the swirl webs from the sealing edge away, grow only slightly, the swirl rib must be removed from the Contact area forth for a certain track width be placed and is therefore in the case of small track widths dimensioned and underdimensioned for larger track widths niert what is detrimental to the sealing function. Especially that Oversizing of the swirl rib when the seal is new is critical and often leads to early failures. But also one Undersizing due to increased wear on the Sealing edge, e.g. B. Operation in waste oil can be critical. Not Manufacturing engineering problems are also to be underestimated from the demand for oversizing the twist in the new condition result.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wellendichtring dieser Art so auszubilden, daß Dichtprobleme infolge Über- und Unterdimensionierung der Drallelemente vermieden werden.The invention has for its object a shaft seal of this type so that sealing problems due to over and Undersizing of the swirl elements can be avoided.

Diese Aufgabe wird bei einem Wellendichtring der gattungsbilden den Art erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.This task is the generic type with a shaft seal the type according to the invention with the characteristic features of Claim 1 solved.

Infolge der erfindungsgemäßen Ausbildung der Drallelemente wachsen ihre Auflageflächen mit zunehmender Laufspurbreite der Dichtkante harmonisch, d. h. für jeden Verschleißzustand der Dichtkante; für jede Laufspurbreite der Dichtkante ist somit eine optimale Auflagefläche und eine gleiche Drall wirkung der Drallelemente sichergestellt. Kompromißlösungen, wie Über- und Unterdimensionierung der Drallelemente, sind nicht notwendig, wodurch die Dichtfunktion des Wellendichtringes wesentlich gesteigert werden kann. Besonders bei höheren Gleit geschwindigkeiten des Wellendichtringes auf der Welle können dadurch ganz wesentliche Vorteile erzielt werden.As a result of the design of the swirl elements according to the invention their contact surfaces grow with increasing track width the sealing edge harmonious, d. H. for every state of wear the sealing edge; is the sealing edge for every track width thus an optimal contact surface and an equal swirl effect of the swirl elements ensured. Compromise solutions, like oversizing and undersizing the swirl elements are not necessary, whereby the sealing function of the shaft sealing ring can be increased significantly. Especially with higher glide speeds of the shaft sealing ring on the shaft very significant advantages can be achieved.

Vorteilhaft ist besonders auch, daß im Neuzustand die Über dimensionierung der Drallelemente entfällt. Die Breite der Drallelemente nimmt vorteilhaft von der Dichtkante aus in starkem Maße zu. Wenn erfindungsgemäß das Verhältnis zwischen Auflagefläche der Dichtkante und Auflagefläche der Drallele mente im angegebenen Bereich liegt, vorteilhaft in jedem Ver schleißzustand etwa konstant ist, kann auch die Dichtreserve des Wellendichtringes gezielt variiert werden. Wenn beispielsweise gegen viel Schmutz von außen abgedichtet werden muß, kann das Verhältnis so gewählt sein, daß eine geringe Pumpwirkung erzielt wird. In Fällen, in denen hohe Drehgeschwindigkeiten der Welle vorhanden sind und die Umwelt relativ sauber ist, müssen höhere Pumpwirkungen erreicht werden. Die Form und Größe der Drallele mente ist unabhängig vom Durchmesser der Dichtkante. Auch bei größerem Durchmesser haben die Drallelemente die gleiche Ausbil dung und Abmessungen wie bei kleinem Durchmesser, da das Verhält nis der Auflageflächen vom Dichtkantendurchmesser unabhängig ist; bei größerem Dichtkantendurchmesser ist eine größere Zahl von Drallelementen vorhanden.It is also particularly advantageous that when new, the over dimensioning of the swirl elements is omitted. The width of the Swirl elements advantageously take in from the sealing edge to a great extent. If according to the invention the ratio between Contact surface of the sealing edge and contact surface of the swirl ment lies in the specified range, advantageous in every ver wear condition is approximately constant, the sealing reserve of the Shaft sealing ring can be varied specifically. If, for example must be sealed against a lot of dirt from the outside Ratio should be chosen so that a low pumping effect is achieved becomes. In cases where the shaft has high rotational speeds exist and the environment is relatively clean, higher must Pump effects can be achieved. The shape and size of the twist element is independent of the diameter of the sealing edge. Also at With a larger diameter, the swirl elements have the same design Formation and dimensions as with a small diameter, because the ratio nis the contact surfaces are independent of the sealing edge diameter; with a larger sealing edge diameter, a larger number of Swirl elements available.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Further features of the invention result from the others Claims, the description and the drawings.

Die Erfindung wird nachstehend anhand mehrerer in den Zeichnungen dargestellter Ausführungen näher beschrieben. Es zeigt:The invention is described below with reference to several in the drawings illustrated embodiments described in more detail. It shows:

Fig. 1a in schematischer Darstellung einen Teil einer Dichtlippe eines erfindungsgemäßen Wellendichtringes mit einer Dichtkante und Drallrippe, die an einer Welle an liegen, im Axialschnitt, Fig. 1a shows a schematic representation of a portion of a seal lip of an oil seal according to the invention with a sealing edge and swirl rib lying on a shaft to, in axial section,

Fig. 1b die Drallrippe gemäß Fig. 1a in vergrößerter Darstellung und in Draufsicht gemäß Pfeil Ib in Fig. 1, FIG. 1b, the swirl rib according to Fig. 1a in an enlarged view and in plan view according to the arrow Ib in Fig. 1,

Fig. 2 in schematischer Darstellung die Auflage flächen von Dichtkante und Drallrippen bei verschiedenen Verschleißzuständen bei einem herkömmlichen Wellendichtring, Fig. 2 shows a schematic representation of the bearing surfaces of the sealing edge and swirl ribs wear at different conditions in a conventional shaft seal,

Fig. 3 in schematischer Darstellung die Auflage flächen von Dichtkante und Drallrippen bei verschiedenen Verschleißzuständen bei einem erfindungsgemäßen Wellendichtring, Fig. 3 shows a schematic representation of the bearing surfaces of the sealing edge and swirl ribs wear at different conditions in a shaft sealing ring according to the invention,

Fig. 4 bis 9 in Schnitten längs der Linien IV-IV und IVa-IVa in Fig. 1b verschiedene Ausführungs formen von Drallrippen, FIGS. 4 through 9 in sections taken along lines IV-IV and IVa-IVa in Fig. 1b different execution forms of the swirl ribs,

Fig. 10 bis 13 vier weitere Dichtrippenausbildungen im Querschnitt, Figs. 10 to 13, four further sealing rib formations in cross-section,

Fig. 14 die Anpreßkraftverteilung der Dichtkante und Drallrippe eines herkömmlichen Wellen dichtringes, Fig. 14, the Anpreßkraftverteilung the sealing edge and swirl rib of a conventional wave sealing ring,

Fig. 15 die Anpreßkraftverteilung der Dichtkante und Drallrippe eines erfindungsgemäßen Wellen dichtringes. Fig. 15 shows the contact pressure distribution of the sealing edge and swirl rib of a shaft sealing ring according to the invention.

Wellendichtringe haben in bekannter Weise einen ringförmigen Stützkörper, der mit einem Dichtmaterial ummantelt ist, das eine Dichtlippe 1 aufweist (Fig. 1a, 1b). Sie hat eine um laufende Dichtkante 2 und in Umfangsrichtung mit Abstand hinter einander liegende Drallelemente 3, die vorzugsweise Rippen form haben. Sie erstrecken sich auf der vom abzudichtenden Medium abgewandten Dichtlippenfläche 4 (Fig. 1a) von der Dicht kante 2 - in axialer Richtung des Wellendichtringes gesehen - schräg nach außen. Die Drallelemente 3 sind gemäß Fig. 1b jeweils V-förmig angeordnet. Sie können aber, ebenfalls in bekannter Weise, auch parallel zueinander verlaufen. Im ersten Fall ergibt sich ein Wechseldrall, d. h. die Drallelemente 3 sind in beiden Drehrichtungen der abzudichtenden Welle 5 wirksam. Im zweiten Fall ergibt sich ein gerichteter Drall, der in nur einer Drehrichtung der Welle 5 wirksam ist.Shaft sealing rings have, in a known manner, an annular support body which is coated with a sealing material which has a sealing lip 1 ( FIGS. 1a, 1b). It has a running sealing edge 2 and circumferentially spaced swirl elements 3 , which preferably have ribs. They extend on the sealing lip surface 4 facing away from the medium to be sealed ( Fig. 1a) from the sealing edge 2 - seen in the axial direction of the shaft sealing ring - obliquely to the outside. The swirl elements 3 are each arranged in a V-shape according to FIG. 1b. However, they can also run parallel to one another, also in a known manner. In the first case there is an alternating twist, ie the twist elements 3 are effective in both directions of rotation of the shaft 5 to be sealed. In the second case, there is a directed twist which is effective in only one direction of rotation of the shaft 5 .

Wie Fig. 1b weiter zeigt, nimmt die Breite der Drallelemente 3 nach außen von der Dichtkante 2 zu. Die Drallelemente haben vorzugsweise trapezförmigen Querschnitt (Fig. 4). Aus Fig. 4 ist auch die Zunahme der Breite der Drallrippen 3 erkennbar. Benachbart zur Dichtkante 2 (Linie IV-IV in Fig. 1b) hat das Drallelement 3 den in Fig. 4 links vergrößert dargestellten Querschnitt, während es nahe seinem freien Ende (Linie IVa-IVa in Fig. 1b) den Querschnitt rechts in Fig. 4 hat.As FIG. 1b further shows, the width of the swirl elements 3 increases outwards from the sealing edge 2 . The swirl elements preferably have a trapezoidal cross section ( FIG. 4). The increase in the width of the swirl ribs 3 can also be seen from FIG. 4. Adjacent to the sealing edge 2 (line IV-IV in FIG. 1b), the swirl element 3 has the cross section shown enlarged on the left in FIG. 4, while near its free end (line IVa-IVa in FIG. 1b) it has the cross section on the right in FIG. 4 has.

Der Öffnungswinkel ε der Drallrippe (Fig. 1b) liegt zwischen etwa 4° und 18°, vorzugsweise zwischen 6° und 10°.The opening angle ε of the swirl rib ( FIG. 1b) is between approximately 4 ° and 18 °, preferably between 6 ° and 10 °.

Wie Fig. 1a zeigt, liegt die Dichtkante 2 mit Vorspannung auf einer vereinfacht durch eine Linie dargestellten Welle 5 auf. Infolge der Vorspannung ergibt sich für die Dichtkante 2 eine Auflagefläche 6 auf der Welle 5. Mit zunehmender Einsatzdauer des Wellendichtringes verbreitert sich diese Auflagefläche 6. Auch die Drallelemente 3 ergeben in der Einbaulage eine Auflagefläche auf der Welle 5. Da die Drallelemente 3 auf der Dichtlippenfläche 4 angeordnet sind, liegen sie nur mit ihrem an die Dichtkante 2 anschließenden Bereich auf der Welle 5 auf, während sie im übrigen, üblicherweise größeren Bereich Abstand von der Welle 5 haben (Fig. 1a). Dies ist in Fig. 3 veranschaulicht, in der mit ausgezogenen Linien die Auflage fläche 6 der Dichtkante 2 und die Auflagefläche 7 der Drall rippen 3 im Neuzustand des Wellendichtringes dargestellt ist. Die Auflagefläche 6 der Dichtkante 2 ist, da sie noch keinen Verschleiß aufweist, sehr schmal. Die gestrichelten Linien zeigen die Auflageflächen 8, 9 der Dichtkante und Dichtrippe nach einer gewissen Einsatzdauer und die strichpunktierten Linien die Auflageflächen 10 und 11 bei weiterem Verschleiß.As shown in FIG. 1 a, the sealing edge 2 rests with prestress on a shaft 5, which is shown in simplified form by a line. As a result of the preload, a contact surface 6 results on the shaft 5 for the sealing edge 2 . With increasing use of the shaft sealing ring, this contact surface 6 widens. The swirl elements 3 also result in a bearing surface on the shaft 5 in the installed position. Since the swirl elements 3 are arranged on the sealing lip surface 4 , they rest only on the shaft 5 with their area adjoining the sealing edge 2 , while in the rest, usually larger area, they are at a distance from the shaft 5 ( FIG. 1a). This is illustrated in Fig. 3, in which the support surface 6 of the sealing edge 2 and the support surface 7 of the swirl ribs 3 is shown in solid lines in the new state of the shaft sealing ring. The contact surface 6 of the sealing edge 2 is very narrow since it does not yet have any wear. The dashed lines show the contact surfaces 8 , 9 of the sealing edge and sealing rib after a certain period of use and the dash-dotted lines show the contact surfaces 10 and 11 with further wear.

Die Dichtkante 2 und die Drallelemente 3 sind ausgebildet, daß das Verhältnis ihrer Auflageflächen auf der Welle 5 un abhängig vom Verschleißzustand annähernd konstant ist. Vorzugsweise ist das Verhältnis von Auflagefläche 6, 8, 10 der Dichtkante 2 und der Auflagefläche 7, 9, 11 der Drall elemente 3 unabhängig vom Verschleißgrad des Wellendicht ringes konstant oder es ändert sich allenfalls höchstens um 35%. Das Verhältnis liegt vorteilhaft im Bereich von zwischen etwa 3 : 1 und 11 : 1, vorzugsweise zwischen etwa 4 : 1 und 8 : 1. Dadurch wird erreicht, daß sich während der Laufzeit des Dicht ringes die Drallwirkungen nicht oder nur unwesentlich ändern.The sealing edge 2 and the swirl elements 3 are designed so that the ratio of their bearing surfaces on the shaft 5 is approximately constant, depending on the state of wear. Preferably, the ratio of the contact surface 6 , 8 , 10 of the sealing edge 2 and the contact surface 7 , 9 , 11 of the swirl elements 3 is constant regardless of the degree of wear of the shaft sealing ring or it changes at most by 35% at most. The ratio is advantageously in the range of between about 3: 1 and 11: 1, preferably between about 4: 1 and 8: 1. This ensures that the swirl effects do not change or change only slightly during the running time of the sealing ring.

Bei einem konventionellen Wellendichtring mit herkömmlichen Drallelementen verändert sich somit das Verhältnis der Auflage flächen von Drallkante zu Drallelement mit zunehmender Einsatz dauer ganz beträchtlich. Der wirksame Anteil der Drallelemente 3 wird mit zunehmender Einsatzdauer des Dichtringes immer geringer so daß der Dichtring entsprechend früh ausfällt. Dieses Verhältnis weicht bei den herkömmlichen Wellendichtringen in Abhängigkeit vom Verschleißzustand der Dichtkante z. B. zwischen 0,1 und 0,3 mm Dichtkantenbreite vom optimalen Wert bis zu 50% ab.In the case of a conventional shaft sealing ring with conventional swirl elements, the ratio of the contact surfaces from swirl edge to swirl element changes considerably with increasing use. The effective proportion of the swirl elements 3 becomes less and less with increasing use of the sealing ring, so that the sealing ring fails accordingly early. This ratio gives way to conventional shaft seals depending on the state of wear of the sealing edge z. B. between 0.1 and 0.3 mm sealing edge width from the optimal value up to 50%.

Beim erfindungsgemäßen Dichtring bleibt dieses Verhältnis während der Einsatzdauer zumindest annähernd konstant oder verändert sich nur wenig. Dies wird, wie aus Fig. 3 hervorgeht, dadurch erreicht, daß sich die Auflagefläche der Drallelemente 3 auf der Welle 5 entsprechend der verschleißabhängigen Zunahme der Auflagefläche der Dichtkante 2 vergrößert. Auf diese Weise wird für jede Laufspurbreite der Dichtkante eine optimale Auf lagefläche der Drallrippen 3 erreicht. Daher sind keine Kompro mißlösungen mit einer Über- oder Unterdimensionierung der Drall elemente notwendig. Vor allem kann dadurch die Wirkungsweise des Wellendichtringes erheblich gesteigert werden. Es ist dann sichergestellt, daß stets die gleichen Drallwirkungen während der Laufzeit des Dichtringes auftreten.In the sealing ring according to the invention, this ratio remains at least approximately constant during the period of use or changes only slightly. As is apparent from FIG. 3, this is achieved in that the contact surface of the swirl elements 3 on the shaft 5 increases in accordance with the wear-dependent increase in the contact surface of the sealing edge 2 . In this way, an optimal contact surface of the swirl ribs 3 is achieved for each track width of the sealing edge. Therefore, no compromise solutions with over- or undersizing of the swirl elements are necessary. Above all, the mode of operation of the shaft seal can be significantly increased. It is then ensured that the same swirl effects always occur during the running time of the sealing ring.

Sind die Drallelemente überdimensioniert, damit bei einem Ver schleiß die Dichtkante, d. h. bei zunehmender Breite der Auf lagefläche (Laufspur) der Dichtkante auf der Welle 5 noch eine ausreichende Rückförderwirkung auftritt, dann wird die für eine gute Abdichtung erforderliche Anpreßkraft der Dichtkante im Bereich der Drallelemente beeinträchtigt. Fig. 14 zeigt die Anpreßkraftverteilung der Dichtkante im Bereich zweier gegensinnig angeordneter Drallelemente beim herkömmlichen Dicht ring. Auffällig ist die verhältnismäßig große Störung der An preßkraftverhältnisse im Bereich der Drallelemente. Beim er findungsgemäßen Dichtring (Fig. 15) ist der Einfluß der Drall elemente 3 auf die Anpreßkraftverteilung der Dichtkante 2 wesentlich geringer; es tritt eine wesentlich homogenere An preßkraftverteilung der Dichtkante auf als beim herkömmlichen Dichtring.If the swirl elements are oversized so that when there is wear, the sealing edge, ie with increasing width of the bearing surface (track) of the sealing edge on the shaft 5, there is still a sufficient return effect, then the contact pressure of the sealing edge required for a good seal in the region of the swirl elements impaired. Fig. 14 shows the contact pressure distribution of the sealing edge in the region of two oppositely arranged swirl elements in the conventional sealing ring. What is striking is the relatively large disruption to the pressure force conditions in the area of the swirl elements. When he inventive sealing ring ( Fig. 15), the influence of the swirl elements 3 on the contact pressure distribution of the sealing edge 2 is significantly less; there is a much more homogeneous pressure force distribution of the sealing edge than with the conventional sealing ring.

Wie die Fig. 4 bis 13 zeigen, können die Drallelemente bzw. -rippen 3 eine Vielzahl verschiedener Querschnittsformen auf weisen. Vorteilhaft haben die Drallrippen 3 Trapezform. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 sind die Seitenflächen 12, 13 der Drallrippen 3 gleich hoch und haben gegenüber der Dicht kante 2 dieselbe, jedoch entgegengesetzte Neigung.As shown in FIGS . 4 to 13, the swirl elements or ribs 3 can have a large number of different cross-sectional shapes. The swirl ribs advantageously have 3 trapezoidal shapes. In the embodiment according to FIG. 4, the side surfaces 12, 13 of the swirl ribs 3 are the same height and have the advantage over the sealing edge 2 is the same but opposite angle.

Die Drallrippen 3a können aber auch zur einfachen Fertigung halbkreisförmig ausgebildet sein, wie die linke und rechte Abbildung in Fig. 5 zeigt. Eine solche Drallrippenform läßt sich besonders einfach fertigen.The swirl ribs 3 a can also be semicircular for simple production, as the left and right figure in FIG. 5 shows. Such a swirl rib shape is particularly easy to manufacture.

Entsprechende Querschnitte sind in den Fig. 6 bis 9 dargestellt. Fig. 6 zeigt eine Drallrippenausbildung, bei der die Drall rippe 3b eckigen Querschnitt, jedoch mit unterschiedlich hohen Seitenflächen 12b und 13b und eine geneigte Oberseite 14b hat.Corresponding cross sections are shown in FIGS. 6 to 9. Fig. 6 shows a swirl rib design, in which the swirl rib 3 b angular cross section, but with differently high side surfaces 12 b and 13 b and an inclined top 14 b.

Die Oberseite 14c kann auch, wie in Fig. 7 dargestellt, eine entgegengesetzte Steigung haben. The top 14 c can also, as shown in Fig. 7, have an opposite slope.

Gemäß Fig. 8 kann der Wellendichtring Drallrippen 3d mit polygo nalem Querschnitt aufweisen. Die geraden Oberflächenabschnitte 15d können dabei relativ schmal sein, beispielsweise annähernd tangential zu einem gedachten Halbkreis liegen.Referring to FIG. 8 of the shaft sealing ring swirl ribs 3 may have d with polygo nalem cross section. The straight surface sections 15 d can be relatively narrow, for example approximately tangential to an imaginary semicircle.

Die Drallrippen 3e können entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 so ausgebildet sein, daß ihre Oberseite 14e gerade ist. Ihre Seitenflächen 12e, 13e sind jedoch mit beliebigem Krümmungsradius gekrümmt (Fig. 9). Schließlich können die Drall rippen 3f auch dreieckigen Querschnitt mit abgerundeter Spitze (Oberseite) 14f haben (Fig. 10).The swirl ribs 3 e can be designed according to the embodiment of FIG. 4 so that their top 14 e is straight. However, their side surfaces 12 e, 13 e are curved with any radius of curvature ( FIG. 9). Finally, the swirl ribs 3 f can also have a triangular cross section with a rounded tip (top) 14 f ( FIG. 10).

In Fig. 11 ist eine Drallrippe 3g dargestellt, die trapezförmigen Querschnitt mit abgerundeter Oberseite 14g hat. Der Krümmungs radius der Oberseite 14g kann beliebig sein. Es können auch die Seitenflächen der Drallrippe 3g gekrümmt sein.In Fig. 11, a swirl fin 3 is illustrated g, the trapezoidal cross-section with a rounded top 14 g. The radius of curvature of the top 14 g can be any. The side faces of the swirl rib 3 g can also be curved.

Die Drallrippen 3h und 3i nach Fig. 12 und 13 haben dreieckigen Querschnitt und sind asymmetrisch ausgebildet. Gemäß Fig. 12 sind die Seitenflächen 12h, 13h eben ausgebildet; die eine Seitenfläche 12h ist länger als die andere Seitenfläche 13h.The swirl ribs 3 h and 3 i according to FIGS . 12 and 13 have a triangular cross section and are asymmetrical. Referring to FIG. 12, the side surfaces 12 h, 13 h planar; one side surface 12 h is longer than the other side surface 13 h.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 13 ist die eine Seitenfläche 12i ebenfalls länger, aber gekrümmt ausgebildet, während die andere, kürzere Seitenfläche 13i eben ist.In the embodiment according to FIG. 13, the one side surface 12 i is also longer, but curved, while the other, shorter side surface 13 i is flat.

Bei sämtlichen Ausführungsformen nimmt die Breite und Höhe der Drallelemente von der Dichtkante aus so zu, daß mit zu nehmender, verschleißbedingter Breite der Laufspur der Dicht kante die Auflagefläche der Drallelemente auf der Welle so zunimmt, daß das Verhältnis dieser Auflageflächen zueinander annähernd konstant bleibt.In all embodiments, the width and height increase the swirl elements from the sealing edge so that with too decreasing, wear-related width of the sealing track edge of the contact surface of the swirl elements on the shaft increases that the ratio of these contact surfaces to each other remains approximately constant.

Claims

1.Shaft sealing ring with a sealing part, which has a sealing lip with a sealing edge, to which in the circumferential direction at a distance behind one another, arranged on the sealing lip side facing away from the sealing lip swirl elements, which lie together with the sealing edge on the shaft with contact surfaces, thereby characterized in that the ratio of the contact surface ( 6 , 8 , 10 ) of the sealing edge ( 2 ) to the contact surface ( 7 , 9 , 11 ) of the swirl elements ( 3 ) changes by at most about 35%.

2. Shaft seal according to claim 1, characterized in that the ratio of the contact surface ( 6 , 8 , 10 ) of the sealing edge ( 2 ) to the contact surface ( 7 , 9 , 11 ) of the swirl elements ( 3 ) is at least approximately constant regardless of the degree of wear .

3. Shaft sealing ring according to claim 1 or 2, characterized in that the ratio of the contact surface ( 6 , 8 , 10 ) of the sealing edge ( 2 ) on the shaft ( 5 ) to the contact surface ( 7 , 9 , 11 ) of the sealing elements ( 3rd ) is in the range between about 3: 1 and 11: 1, preferably between about 4: 1 and 8: 1.

4. Shaft sealing ring according to one of claims 1 to 3, characterized in that the width and / or height of the swirl elements ( 3 ) from the sealing edge ( 2 ) increases in the circumferential direction of the sealing lip ( 1 ).

5. Shaft sealing ring according to one of claims 1 to 4, characterized in that the opening angle (ε) of the swirl elements ( 3 ) is between approximately 4 ° to 18 °, preferably between 6 ° and 10 °.

6. Shaft sealing ring according to one of claims 1 to 5, characterized in that the swirl elements ( 3 ) have a trapezoidal cross section.

7. shaft sealing ring according to one of claims 1 to 6, characterized in that the shape and size of the swirl elements ( 3 ) is independent of the diameter of the sealing edge ( 2 ).

8. Shaft seal according to one of claims 1 to 7, characterized in that the swirl elements ( 3 a) have a part-circular, preferably semicircular cross-section.

9. Shaft seal according to one of claims 1 to 8, characterized in that the swirl elements ( 3 f, 3 h, 3 i) have a triangular cross section.

10. Shaft sealing ring according to one of claims 1 to 9, characterized in that the top ( 14 b, 14 c, 15 d) of the swirl elements ( 3 b, 3 c, 3 d, 3 e) to the sealing lip side ( 4 ) is inclined.

11. Shaft sealing ring according to one of claims 1 to 10, characterized in that the top ( 14 f) of the swirl elements ( 3 f) is curved.

12. Shaft seal according to one of claims 1 to 11, characterized in that the side surfaces ( 12 , 13 ; 12 b, 13 b; 12 h, 13 h; 13 i) of the swirl elements ( 3 , 3 b, 3 c, 3 g , 3 h, 3 i) are straight.

13. Shaft seal according to one of claims 1 to 12, characterized in that at least one side surface ( 12 e, 13 e; 12 i) of the swirl elements ( 3 e; 3 i) is curved GE.

14. Shaft seal according to one of claims 1 to 13, characterized in that the one side surface ( 13 i) straight and the other side surface ( 12 i) of the Drallele element ( 3 i) is curved.

15. Shaft sealing ring according to one of claims 1 to 14, characterized in that the swirl elements ( 3 b; 3 c; 3 h; 3 i) have an asymmetrical cross section.

16. Shaft seal according to one of claims 1 to 15, characterized in that the swirl elements ( 3 d) have polygonal cross-section.