DE4200927C2

DE4200927C2 - Radial shaft seal

Info

Publication number: DE4200927C2
Application number: DE19924200927
Authority: DE
Inventors: David Ernest Dr Johnston
Original assignee: Carl Freudenberg KG
Current assignee: Carl Freudenberg KG
Priority date: 1991-01-23
Filing date: 1992-01-16
Publication date: 1994-02-03
Anticipated expiration: 2012-01-17
Also published as: DE4200927A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Radialwellendichtring mit einer Dichtungsachse und einer eine abzudichtende Welle umfangsseitig berührende Dichtlippe aus polymerem Werkstoff, wobei die Dichtlippe gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilte, radial nach innen vorstehende Rippen aufweist, wobei die Dichtlippe innenseitig durch eine hohlkeglige in Richtung der von dem abzudichtenden Raum abgewandten Seite in ihrem Durchmesser erweiterte Innenfläche begrenzt ist, wobei die Innenfläche auf der von dem abzudichtenden Raum abgewandten Seite der Dichtlippe mit der Dichtungsachse einen ersten Winkel einschließt, der 0,02 bis 0,05 mal so groß ist wie ein zweiter Winkel, den die Innenfläche auf der dem abgedichteten Raum zugewandten Seite der Dichtlippe mit der Dichtungsachse einschließt und wobei die Rippen durch eine sich nur in Umfangsrichtung entlang einer Umfangskreislinie fortsetzende Wellung der Innenfläche gebildet sind.The invention relates to a radial shaft sealing ring with a sealing axis and a sealing lip touching the circumference of a shaft to be sealed polymeric material, the sealing lip evenly in the circumferential direction distributed, radially inwardly projecting ribs, the sealing lip on the inside by a hollow cone in the direction of that to be sealed Side facing away from the room with an enlarged inner surface is limited, with the inner surface on the space to be sealed opposite side of the sealing lip with the sealing axis a first angle that is 0.02 to 0.05 times the size of a second angle that the Inner surface on the side of the sealed room facing the Includes sealing lip with the sealing axis and the ribs by a continuing only in the circumferential direction along a circumferential circular line Corrugation of the inner surface are formed.

Ein solcher Radialwellendichtring ist aus dem DE-GM 17 52 653 bekannt. Der Radialwellendichtring besteht aus einer elastischen Manschette, wobei die Lauffläche der Dichtlippe einvulkanisierte Kanäle aufweist, die schräg zur Achse angeordnet sind. Um zu verhindern, daß bei stillstehender Welle Undichtigkeiten im Bereich der Dichtlippe auftreten, sind die Kanäle höchstens 0,03 mm, vorzugsweise 0,05 mm tief. Die Kanäle bewirken bei rotierender Welle einen Drall und eine kontinuierliche Förderwirkung des abzudichtenden Mediums in Richtung des abzudichtenden Raums. Durch die kontinuierliche Förderwirkung in Richtung des abzudichtenden Raums unterliegt die Dichtlippe insbesondere bei hohen Wellendrehzahlen durch mangelnde Schmierung einem relativ erhöhten Verschleiß, der zu einem vorzeitigen Ausfall der Wellendichtung führen kann. Such a radial shaft seal is known from DE-GM 17 52 653. Of the Radial shaft sealing ring consists of an elastic sleeve, the Has tread of the sealing lip vulcanized channels that are oblique to Axis are arranged. To prevent the wave from standing still If there are any leaks in the area of the sealing lip, the channels are at most 0.03 mm, preferably 0.05 mm deep. The channels effect when rotating Wave a swirl and a continuous conveying effect of the to be sealed Medium in the direction of the space to be sealed. Through the continuous The sealing lip is subject to the conveying effect in the direction of the space to be sealed especially at high shaft speeds due to lack of lubrication relatively increased wear, leading to premature failure of the Shaft seal can lead.

Aus der DE-PS 28 35 359 ist ein Radialwellendichtring für hydrodynamische Wellendichtungen bekannt, der nur im entspannten Zustand radial nach innen vorstehende Rippen aufweist. Während der bestimmungsgemäßen Verwendung, wenn das ringförmige Abdichtelement eine abzudichtende Welle umfangsseitig vollständig dichtend berührt, geht die ringscheibenförmige Gestalt mit den radial nach innen vorstehenden Rippen verloren und das Ab dichtungselement bildet eine zur Wellenachse konisch nach innen geneigte Dichtlippe, die, in Umfangsrichtung gesehen, gegenüber einer Umfangskreislinie in axialer Richtung sinusförmig verlagert ist. Die Wellung in axialer Richtung bedingt eine Rückförderwirkung des abzudichtenden Mediums in Richtung des abzudichtenden Raumes durch axiale Umlenkung der Flüssigkeitsbestandteile zwischen der Wellenoberfläche und der Dichtlippe des Abdichtelementes. Dabei ist allerdings zu beachten, daß sich während der be stimmungsgemäßen Verwendung des ringförmigen Abdichtelementes die Lage der Dichtlippe bezogen auf die Wellenoberfläche während der Gebrauchsdauer durch Relaxationserscheinungen verändern kann und dadurch gegebenenfalls zu Beeinträchtigungen der Abdichtung führt. Da der Rückförder effekt auf einer axialen Umlenkung der Flüssigkeitsbestandteile auf der Welle beruht, ist aber eine während der Gebrauchsdauer stets gleichbleibende geometrische Form und eine gleichbleibende Zuordnung der beiden Teile zueinander erforderlich. Die Gebrauchseigenschaften sind während einer langen Gebrauchsdauer, insbesondere bei stillstehender Welle, also statischer Abdichtung, wenig befriedigend.From DE-PS 28 35 359 is a radial shaft seal for hydrodynamic Shaft seals are known, which radially inwards only in the relaxed state has protruding ribs. During the intended Use when the annular sealing element is a shaft to be sealed touched completely sealingly on the circumference, the ring disc-shaped Shape with the radially inwardly projecting ribs lost and the Ab sealing element forms an inclined conically to the shaft axis Sealing lip, which, seen in the circumferential direction, opposite one Circumferential circular line is shifted sinusoidally in the axial direction. The curl in axial direction causes a return flow effect of the medium to be sealed in the direction of the space to be sealed by axially deflecting the Liquid components between the shaft surface and the sealing lip of the Sealing element. However, it should be noted that during the be proper use of the annular sealing element, the location the sealing lip related to the shaft surface during the period of use can change due to relaxation phenomena and thereby if necessary leads to impairment of the seal. Because the return effect on an axial deflection of the liquid components on the shaft is based, but is always constant during the period of use geometric shape and a constant assignment of the two parts to each other. The usage characteristics are during one long service life, especially when the shaft is stationary, i.e. static Sealing, unsatisfactory.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Radialwellendichtring der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, daß sich ausgezeichnete Gebrauchseigenschaften während einer langen Gebrauchsdauer bei verbesserten Abdichtungsergebnissen einstellen und eine Leckage der im abzudichtenden Raum befindlichen Flüssigkeit sowohl bei stillstehender, als auch bei rotierender Welle zuverlässig vermieden wird. The invention has for its object a radial shaft seal to develop in such a way that excellent Characteristics during a long period of use adjust improved sealing results and leakage in the liquid to be sealed, both when it is at a standstill and when is reliably avoided even with a rotating shaft.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug.This object is achieved with the characterizing features solved by claim 1. Take on advantageous configurations Subclaims related.

Bei dem erfindungsgemäßen Radialwellendichtring ist es vorgesehen, daß die Innenfläche während der bestimmungsgemäßen Verwendung des Radialwellendichtrings in Umfangsrichtung eine sinusförmige Wellung aufweist, die sich nur in radialer Richtung erstreckt, und daß die Innenfläche zwischen einander benachbarten Scheitelpunkten der Wellung eine Umfangserstreckung von wenigstens 1 ,5 mm aufweist. Diese Ausgestaltung bedingt, daß die nur in Umfangsrichtung entlang einer Umfangskreislinie ausgebildete Wellung mit ihren radial nach innen weisenden Rippen die abzudichtende Welle mit unterschiedlicher Vorspannung dichtend anliegend berühren. Die Rippen, die von der Dichtungsachse den kleinsten Abstand aufweisen, liegen mit einer relativ vergrößerten Vorspannung gegenüber den Rippen an der Welle an, die von der Dichtungsachse einen größeren Abstand aufweisen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, daß die Dichtlippe, die sich entlang einer Umfangskreislinie erstreckt, in allen Teilbereichen die abzudichtende Welle dichtend berührt. Eine Ausgestaltung, nach der die Dichtlippe nur zum überwiegenden Teil die Welle berührt und in den anderen Teilbereichen mit der Welle einen Spalt von kapillaraktiver Enge begrenzt, ist ebenfalls denkbar.In the radial shaft seal according to the invention it is provided that the Inner surface during the intended use of the Radial shaft sealing ring has a sinusoidal corrugation in the circumferential direction, which extends only in the radial direction, and that the inner surface between adjacent vertices of the corrugation a circumferential extent of at least 1.5 mm. This configuration requires that the only in Circumferential direction along a circumferential circular line with corrugation their radially inward facing ribs with the shaft to be sealed of different prestressing touch tightly. The ribs that have the smallest distance from the seal axis, lie with a relatively increased preload against the ribs on the shaft have a larger distance from the seal axis. As part of the The present invention contemplates that the sealing lip extend along a circumferential circular line extends in all sub-areas the one to be sealed Touched the shaft sealing. An embodiment according to which the sealing lip only for predominantly touches the shaft and in the other sections with the Wave limited by a gap of capillary active constriction is also conceivable.

Die Innenflächen können in Umfangsrichtung eine sinusförmige Wellung aufweisen, die sich nur in radialer Richtung erstreckt. Durch die unterschiedlichen Steigungen entlang der Sinuskurve, die sich entlang einer Umfangskreislinie erstreckt, treten in verschiedenen Bereichen der Dichtlippe verschieden starke Förderwirkungen auf. Durch die Gestalt der sinusförmigen Innenfläche kann der Radialwellendichtring besonders gut an unterschiedliche Viskositäten der abzudichtenden Medien angepaßt werden.The inner surfaces can have a sinusoidal corrugation in the circumferential direction have, which extends only in the radial direction. Through the different slopes along the sine curve, which are along a Circumferential line extends, occur in different areas of the sealing lip different levels of funding effects. By the shape of the sinusoidal The radial shaft sealing ring can be particularly well adapted to different inner surfaces Viscosities of the media to be sealed are adjusted.

Gute Gebrauchseigenschaften während einer langen Gebrauchsdauer in Verbindung mit einer wirtschaftlichen Herstellbarkeit können durch eine Innenfläche des Radialwellendichtringes erzielt werden, deren benachbarte Scheitelpunkte eine Umfangserstreckung von wenigstens 1,5 mm aufweisen. Die Größe der Umfangserstreckung ist im wesentlichen abhängig vom Durchmesser der abzudichtenden Welle, von deren Rotationsgeschwindigkeit und der Viskosität des abzudichtenden Mediums.Good usage properties during a long service life in Connection with an economic producibility can be achieved through Inner surface of the radial shaft seal can be achieved, the adjacent Vertexes have a circumferential extent of at least 1.5 mm. The size of the circumference depends essentially on Diameter of the shaft to be sealed, from its rotational speed and the viscosity of the medium to be sealed.

Die Pumpwirkung des abzudichtenden Mediums in Richtung des abzudichtenden Raumes beruht bei dem erfindungsgemäßen Radial wellendichtring im Gegensatz zum Stand der Technik nicht auf einer Umlenkung der Flüssigkeitsbestandteile in axialer Richtung auf der Wellenoberfläche, bedingt beispielsweise durch in axialer Richtung sinusförmig verlaufenden Vorsprünge, sondern auf einer schwellenden Kraft, die während der dynamischen Abdichtung in radialer Richtung auf die abzudichtende Flüssigkeit wirkt. Durch die Ausgestaltung der Innenfläche des Radial wellendichtringes werden die Flüssigkeitsbestandteile, die den hydrodynamischen Schmierfilm bilden, in Richtung des abzudichtenden Raumes gedrückt.The pumping action of the medium to be sealed in the direction of the The space to be sealed is based on the radial according to the invention In contrast to the prior art, the shaft seal is not on one Deflection of the liquid components in the axial direction on the Shaft surface, caused for example by sinusoidal in the axial direction protrusions but on a swelling force that during the dynamic sealing in the radial direction on the one to be sealed Liquid works. By designing the inner surface of the radial oil seals are the liquid components that the Form hydrodynamic lubricating film in the direction of the seal Pressed.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Radialwellendichtringes ergibt sich eine ausgezeichnete Schmierung zwischen der Dichtlippe und der angrenzenden Welle, was einen außergewöhnlich geringen Verschleiß der Dichtlippe und eine sehr hohe Gebrauchsdauer bei gleichbleibend guten Abdichtungsergebnissen, unabhängig von der Drehrichtung der Welle, bedingt. Vorteilhaft darüberhinaus ist, daß durch den erfindungsgemäßen Radialwellen dichtring nicht nur flüssigkeitsgefüllte Räume gegen die Umgebung abgedichtet werden können, sonder daß durch die Pumpwirkung des Radialwellendichtringes auch Flüssigkeit, die sich außerhalb des abzudichtenden Raumes befindet, an der Dichtlippe vorbei in den abgedichteten Raum gefördert werden kann und dann, wenn der Fördervorgang abgeschlossen ist, in diesem gehalten wird. Durch die sich nur in Umfangsrichtung und nur entlang einer Umfangskreislinie fortsetzende Wellung der Innenfläche wird das abzudichtende Medium, das den hydrodyna mischen Schmierfilm zwischen Dichtlippe und Welle bildet, einerseits durch die Wellenrotation in gleicher Drehrichtung geschleppt und andererseits immer wieder in Richtung des abzudichtenden Raumes zurückgefördert.Due to the inventive design of the radial shaft seal there is excellent lubrication between the sealing lip and the adjacent shaft, which is an exceptionally low wear of the Sealing lip and a very long service life with consistently good Sealing results, regardless of the direction of rotation of the shaft. It is also advantageous that the radial shafts according to the invention sealing ring not only seals liquid-filled rooms from the environment can be, but that by the pumping action of the Radial shaft seal also liquid that is outside the sealed room, past the sealing lip in the sealed room can be promoted and when the Funding process is completed, is held in this. By only looking continuing in the circumferential direction and only along a circumferential circular line Corrugation of the inner surface becomes the medium to be sealed, which is the hydrodyne mix lubricating film between the sealing lip and shaft forms, on the one hand by the Shaft rotation dragged in the same direction of rotation and on the other hand always conveyed back towards the room to be sealed.

Zur Funktion des Radialwellendichtringes ist folgendes auszuführen:
Die Dichtlippe ist innenseitig durch eine Dichtfläche begrenzt, die hohlkegelförmig gestaltet ist und auf der dem abzudichtenden Raum abgewandten Seite in ihrem Durchmesser derart erweitert ist, daß die Merkmale aus dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 erfüllt sind. Bei statischer Abdichtung, wenn eine Relativbewegung zwischen der abzudichtenden Welle und dem Radialwellendichtring nicht stattfindet, berührt die Dichtlippe die Welle in allen Umfangsteilbereichen dichtend anliegend. Die Dichtlippe berührt die Welle nur entlang einer Umfangskreislinie und weist keine Wellungen in axialer Richtung auf. Durch die nur in radialer Richtung gewellten Rippen der Innenfläche ergibt sich in Bereichen der größten Abständen von der Dichtungsachse eine relativ kleinere Kraft auf die Wellenoberfläche als in Bereichen mit kleineren Abständen. Durch die in sich geschlossene Berührungslinie von Dichtlippe und Welle bei statischer Abdichtung kann eine Leckage in diesem Betriebszustand zuverlässig vermieden werden. Für eine dynamische Abdichtung ist die Ausgestaltung des Radialwellendichtringes, insbesondere die Geometrie der Innenfläche von ausschlaggebender Bedeutung. Neben der Wellung der Innenfläche in radialer Richtung bewirken die unterschiedlich großen Winkel der Innenfläche auf der dem abzudichtenden Raum zugewandten und auf der von dem abzudichtenden Raum abgewandten Seite der Dichtlippe bezogen auf die Dichtungsachse insgesamt eine Förderwirkung des abzudichtenden Mediums in Richtung des abzudichtenden Raumes.The following must be carried out for the function of the radial shaft sealing ring:
The inside of the sealing lip is delimited by a sealing surface which is designed in the shape of a hollow cone and is expanded in diameter on the side facing away from the space to be sealed in such a way that the features from the characterizing part of claim 1 are fulfilled. In the case of static sealing, if there is no relative movement between the shaft to be sealed and the radial shaft sealing ring, the sealing lip touches the shaft in a sealing manner in all peripheral partial areas. The sealing lip only touches the shaft along a circumferential circular line and has no corrugations in the axial direction. The ribs of the inner surface, which are corrugated only in the radial direction, result in a relatively smaller force on the shaft surface in regions of the greatest distances from the sealing axis than in regions with smaller distances. Leakage in this operating state can be reliably avoided by the self-contained contact line of the sealing lip and shaft with static sealing. The design of the radial shaft sealing ring, in particular the geometry of the inner surface, is of crucial importance for dynamic sealing. In addition to the corrugation of the inner surface in the radial direction, the differently large angles of the inner surface on the side of the sealing lip facing the space to be sealed and on the side facing away from the space to be sealed, in relation to the sealing axis, have an overall conveying effect of the medium to be sealed in the direction of the space to be sealed.

Durch die nur in radialer Richtung gewellten Rippen in Verbindung mit der beschriebenen Geometrie der Dichtlippe wirkt bei Rotation beispielsweise der Welle eine schwellende Radialkraft in Richtung der Wellenoberfläche und eine Verdrängung der Flüssigkeitsbestandteile, die sich im Wirkungsbereich der Innenfläche befinden, in beide axiale Richtungen. Bei Nachlassen der Radialkraft ergibt sich demgegenüber eine Bewegung von Flüssigkeitsbestand teilen in Richtung der Dichtlippe. Die unterschiedlichen Winkel der Innenfläche, die die Dichtlippe bildet, bewirken insgesamt eine Förderwirkung des abzudichtenden Mediums in Richtung des abzudichtenden Raumes. Durch die Vermeidung von Axialvorsprüngen oder anderen Umlenkvorrichtungen zum Umlenken der Flüssigkeit in Richtung des abzudichtenden Raumes ist die Funktion des erfindungsgemäßen Radialwellendichtringes unabhängig von der Drehrichtung der Welle und/oder des Radialwellendichtringes gegeben.Due to the ribs corrugated only in the radial direction in connection with the The geometry of the sealing lip described acts when rotating, for example A swelling radial force in the direction of the shaft surface and a Displacement of the liquid components that are within the sphere of action of the Inner surface, in both axial directions. When the In contrast, radial force results in a movement of the liquid stock divide in the direction of the sealing lip. The different angles of the inner surface, which forms the sealing lip, bring about an overall promotional effect of medium to be sealed in the direction of the space to be sealed. Through the Avoidance of axial projections or other deflection devices for Deflecting the liquid in the direction of the space to be sealed is the Function of the radial shaft seal according to the invention regardless of the Direction of rotation of the shaft and / or the radial shaft sealing ring.

Auch die Art des Radialwellendichtring-Werkstoffes sowie dessen Werkstoffkennwerte beeinflussen die Funktion der Dichtungsanordnung. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist es vorgesehen, daß die Differenz aus in Umfangsrichtung benachbarten größten und kleinsten Abständen der Dichtlippe von der Dichtungsachse kleiner ist, als 0,3 mm. Bei einer Überschreitung einer Abstandsdifferenz von 0,3 mm ist in den meisten Fällen eine Schleppwirkung der abzudichtenden Flüssigkeit durch die Relativrotation von Welle und Radialwellendichtring zueinander nicht mehr sicher gewährleistet.Also the type of radial shaft seal material and its Material properties influence the function of the seal arrangement. According to an advantageous embodiment, it is provided that the difference from the largest and smallest distances of the adjacent in the circumferential direction Sealing lip from the sealing axis is less than 0.3 mm. At a In most cases, a distance difference of 0.3 mm is exceeded a drag effect of the liquid to be sealed due to the relative rotation between the shaft and the radial shaft sealing ring are no longer safe guaranteed.

Die Innenfläche kann durch in Umfangsrichtung aufeinander folgende Kegelflächen von gedachten Kegeln gebildet sein, die abwechselnd eine radial innerhalb und eine radial außerhalb der Dichtlippe liegende Kegelachse haben. Die gleichmäßige Wölbung der Kegelflächen bewirkt eine gleichmäßige Förderwirkung des abzudichtenden Mediums zurück in den abzudichtenden Raum. Darüber hinaus ist von Vorteil, daß die gleichmäßig ausgebildeten Kegelflächen einfach und wirtschaftlich herstellbar sind.The inner surface can by successive in the circumferential direction Cone surfaces are formed by imaginary cones that alternate radially inside and have a cone axis lying radially outside the sealing lip. The uniform curvature of the conical surfaces causes an even one Promotional effect of the medium to be sealed back into the medium to be sealed Room. In addition, it is advantageous that the evenly trained Cone surfaces are simple and economical to manufacture.

Die Differenz aus den in Umfangsrichtung benachbarten größten und kleinsten Abständen der Dichtlippe von der Dichtungsachse kann kleiner sein als 0,15 mm und ist bevorzugt kleiner als 0,1 min. Je kleiner die Differenz der Abstände der gewellten Innenfläche von der Dichtungsachse ist, desto sicherer werden Flüssigkeitsbestandteile auch bei kleinen Umfangsgeschwindigkeiten, beispielsweise der Welle, mitgeschleppt. The difference between the largest and smallest adjacent in the circumferential direction Distances of the sealing lip from the sealing axis can be less than 0.15 mm and is preferably less than 0.1 min. The smaller the difference in The more secure the distances between the corrugated inner surface and the sealing axis become liquid components even at low peripheral speeds, for example the shaft.

Auch die Dichtungswirkung nimmt mit kleiner werdenden Differenzen der Abstände zu, so daß Differenzen, die kleiner sind als 0,1 mm, bevorzugt zur Abdichtung dünnflüssiger Medien Anwendung finden. Große Differenzen im Bereich zwischen 0,1 mm und 0,3 mm sind wirtschaftlicher herstellbar und zum Abdichten relativ zäherer Medien geeignet.The sealing effect also decreases with smaller differences Distances too, so that differences that are smaller than 0.1 mm, preferably to Sealing low-viscosity media can be used. Big differences in Areas between 0.1 mm and 0.3 mm are more economical to manufacture and suitable for sealing relatively tough media.

Radialwellendichtringe zur Abdichtung von Wellen mit größeren Durchmessern können eine Innenfläche aufweisen, die zwischen einander benachbarten Scheitelpunkten der Wellung eine Umfangserstreckung von wenigstens 5 mm aufweist. Unabhängig von der Umfangserstreckung zwischen den benachbarten Scheitelpunkten sind zumindest zwei vollständige Wellungen entlang der Innenfläche anzuordnen. Mit zunehmender Länge der Umfangs erstreckung bei annähernd gleicher Wellenamplitude werden die Winkel, die von der Innenfläche der Wellung und der angrenzenden Wellenoberfläche gebildet werden und sich alle auf einer Umfangskreislinie befinden, kleiner, wodurch sich eine bessere Abdichtung und ein höherer Förderdruck des abzudichtenden Mediums zurück in den abzudichtenden Raum bei dynamischer Abdichtung ergibt.Radial shaft seals for sealing shafts with larger diameters may have an inner surface that is adjacent to each other Vertices of the corrugation a circumferential extent of at least 5 mm having. Regardless of the extent between the neighboring vertices are at least two complete undulations to be arranged along the inner surface. With increasing length of the circumference Extension with approximately the same wave amplitude are the angles from the inner surface of the corrugation and the adjacent surface of the corrugation are formed and all are on a circumferential line, smaller, which results in a better seal and a higher delivery pressure of the medium to be sealed back into the space to be sealed with dynamic Sealing results.

Die Innenfläche auf der von dem abzudichtenden Raum abgewandten Seite der Dichtlippe kann eine axiale Länge von wenigstens 1 mm aufweisen. Hierbei ist von Vorteil, daß sowohl eine gute statische als auch eine gute dynamische Abdichtung gewährleistet ist, wobei insbesondere bei dynamischer Abdichtung die axiale Länge in Verbindung mit der geringen, radialen Spaltweite zwischen der Innenfläche und der abzudichtenden Welle einen Dichtspalt von kapillaraktiver Enge bilden. Die Flüssigkeitsbestandteile, die den hydrodynamischen Schmierfilm bilden, werden dadurch sicher im Bereich der Innenfläche des Radialwellendichtringes gehalten.The inner surface on the side facing away from the space to be sealed Sealing lip can have an axial length of at least 1 mm. Here is advantageous that both a good static and a good dynamic Sealing is guaranteed, especially with dynamic sealing the axial length in connection with the small, radial gap width between the inner surface and the shaft to be sealed a sealing gap of form capillary-active narrowness. The liquid components that make up the form hydrodynamic lubricating film, are thus safe in the area of The inner surface of the radial shaft seal is held.

Die Innenfläche kann in axialer Richtung beiderseits durch sich senkrecht zu der Dichtungsachse erstreckende Stirnflächen begrenzt sein. Gemäß dieser vorteilhaften Ausgestaltung ist eine genauer definierte Belastung der Innenfläche in radialer Richtung auf die Welle zu erzielen. Außerdem ist die Herstellbarkeit einer Innenfläche, die in axialer Richtung beiderseits durch sich senkrecht zu der Dichtungsachse erstreckende Stirnflächen begrenzt ist, gegenüber anderen Ausgestaltungen vereinfacht.The inner surface can be perpendicular to each other in the axial direction end faces extending the sealing axis. According to this advantageous embodiment is a more precisely defined load on the Achieve inner surface in the radial direction on the shaft. Besides, that is Producibility of an inner surface that is on both sides in the axial direction end faces perpendicular to the sealing axis is limited, simplified compared to other configurations.

Die Innenfläche kann auf der von dem abgedichteten Raum abgewandten Seite der Dichtlippe mit der Dichtungsachse einen Winkel einschließen, der zwischen 2° und 20° liegt. Dieser Bereich ist für eine Vielzahl von Anwendungen gut geeignet.The inner surface can be on the side facing away from the sealed space the sealing lip with the sealing axis form an angle between 2 ° and 20 °. This area is good for a variety of applications suitable.

Eine besonders vorteilhafte Wirkung in bezug auf die Funktion des Radialwellendichtringes hinsichtlich der Stärke der Rückförderwirkung und der Abdichtung, sowie dessen Gebrauchsdauer ergibt sich, wenn die Innenfläche auf der von dem abgedichteten Raum abgewandten Seite der Dichtlippe mit der Dichtungsachse einen Winkel einschließt, der 3,123 bis 3,875° beträgt.A particularly advantageous effect with regard to the function of the Radial shaft sealing ring with regard to the strength of the return effect and Sealing, as well as its service life, results when the inner surface on the side of the sealing lip facing away from the sealed space the sealing axis encloses an angle that is 3.123 to 3.875 °.

Der Gegenstand der Erfindung wird nachfolgend anhand der als Anlage beigefügten Zeichnungen weiter verdeutlicht. Es zeigen:The object of the invention is based on the as an attachment attached drawings further clarified. Show it:

Fig. 1 eine Dichtlippe des erfindungsgemäßen Radialwellendichtringes in einem stark vergrößerten Ausschnitt, der eine Welle umgibt. Der Radialwellendichtring ist im Schnitt A-A gemäß Fig. 3 schematisch dargestellt; Fig. 1 shows a sealing lip of the radial shaft seal according to the invention in a greatly enlarged section which surrounds a shaft. The radial shaft sealing ring is shown schematically in section AA according to FIG. 3;

Fig. 2 eine Dichtlippe des erfindungsgemäßen Radialwellendichtringes entlang des Schnittes B-B entsprechend Fig. 3; FIG. 2 shows a sealing lip of the radial shaft sealing ring according to the invention along the section BB corresponding to FIG. 3;

Fig. 3 eine Radialwellendichtring in schematischer Darstellung in einer Ansicht; Figure 3 is a radial shaft sealing ring in a schematic illustration in a view.

Fig. 4 und 5 eine stark vergrößerte Dichtlippe eines Radialwellendichtringes, dessen Innenfläche in axialer Richtung beiderseits durch sich senkrecht zu der Dichtungsachse erstreckende Stirnflächen begrenzt ist. FIGS. 4 and 5 is a greatly enlarged sealing lip of a radial shaft sealing ring, whose inner surface is bounded on both sides in the axial direction by extending perpendicular to the sealing axis faces.

Fig. 4 zeigt die Dichtlippe gemäß Schnitt A-A aus Fig. 3, während Fig. 5 die Dichtlippe entlang des Schnittes B-B zeigt. FIG. 4 shows the sealing lip according to section AA from FIG. 3, while FIG. 5 shows the sealing lip along section BB.

In Fig. 1 ist der erfindungswesentliche Teil des Radialwellendichtringes mit der Dichtungsachse 6 dargestellt, der eine abzudichtende Welle 1 mit einer Dichtlippe 2 aus polymerem Werkstoff umfangsseitig anliegend und dichtend berührt. Zur besseren Verständlichkeit des Wirkungsprinzips des erfindungs gemäßen Radialwellendichtringes ist dieser in Fig. 1 mit einem geringen Radialspalt zur Welle 1 dargestellt. Die Dichtlippe 2 ist durch eine Innenfläche 2.1 gebildet, die auf der von dem abgedichteten Raum 8 abgewandten Seite der Dichtlippe 2 mit der Dichtungsachse 6 einen ersten Winkel 9 einschließt, der ungefähr 0,15 mal so groß ist wie der zweite Winkel 10, den die Innenfläche 2.1 auf der dem abgedichteten Raum 8 zugewandten Seite der Dichtlippe 2 mit der Dichtungsachse 6 einschließt. Der erste Winkel 9 beträgt in diesem Ausführungsbeispiel ungefähr 6,5°, der zweite Winkel 10 ca. 45° Der im Vergleich zum zweiten Winkel 10 wesentlich spitzere erste Winkel 9, bewirkt eine Förderwirkung des durch die rotierende Welle mitgeschleppten Mediums in Richtung des abzudichtenden Raumes 8. Die Innenfläche 2.1 ist nur in Umfangsrichtung entlang einer Umfangskreislinie sinusförmig gewellt, wodurch bei rotierender Welle auf den Flüssigkeitsfilm zwischen Welle 1 und Radialwellendichtung eine pulsierende Kraft in radialer Richtung ausgeübt wird. Diese Radialkraft bewirkt durch die radiale Wellung und die V-förmig ausgebildete Innenfläche 2.1 abwechselnd eine Verdrängung der Flüssigkeitsbestandteile in beide axiale Richtungen und anschließend, bei sich verringernder Kraft eine Bewegung der Flüssigkeitsbestandteile in Richtung der Dichtlippe 2. Durch die geometrische Form der Innenfläche 2.1 ergibt sich insgesamt eine Förderwirkung in Richtung des abgedichteten Raumes 8.In Fig. 1, the invention essential part of the radial shaft sealing ring is shown with the sealing axis 6 which touches a shaft to be sealed 1 made of polymeric material circumferentially adjacent and sealingly with a sealing lip 2. For better understanding of the principle of operation of the radial shaft seal according to the Invention, this is shown in Fig. 1 with a small radial gap to the shaft 1 . The sealing lip 2 is formed by an inner surface 2.1 which, on the side of the sealing lip 2 facing away from the sealed space 8, forms a first angle 9 with the sealing axis 6 , which is approximately 0.15 times as large as the second angle 10 which the Includes inner surface 2.1 on the side of the sealing lip 2 facing the sealed space 8 with the sealing axis 6 . In this exemplary embodiment, the first angle 9 is approximately 6.5 °, the second angle 10 is approximately 45 °. The first angle 9 , which is significantly more acute than the second angle 10 , has a conveying effect on the medium entrained by the rotating shaft in the direction of the space to be sealed 8 . The inner surface 2.1 is only corrugated sinusoidally in the circumferential direction along a circumferential circular line, as a result of which a pulsating force is exerted in the radial direction on the liquid film between shaft 1 and the radial shaft seal when the shaft rotates. Due to the radial corrugation and the V-shaped inner surface 2.1, this radial force alternately displaces the liquid components in both axial directions and then, with a decreasing force, causes the liquid components to move in the direction of the sealing lip 2 . The geometric shape of the inner surface 2.1 results overall in a conveying effect in the direction of the sealed space 8 .

In Fig. 2 ist der erfindungsgemäße Radialwellendichtring dargestellt, der unter einer im Vergleich zu Fig. 1 vergrößerten radialen Vorspannung die Oberfläche der Welle 1 berührt. In dieser Figur ist der kleinste Abstand 5 der Innenfläche 2.1 von der Dichtungsachse 6 gezeigt (vergleiche Fig. 3). Trotz der im Vergleich zu Fig. 1 relativ größeren Vorspannung, mit der die Dichtlippe 2 die Oberfläche der Welle 1 berührt, bleibt die geometrische Form der Innenfläche 2.1 weitestgehend erhalten. Eine axiale Verlagerung der Dichtlippe 2 auf der Oberfläche der Welle 1 erfolgt nicht, so daß die Dichtlippe sowohl bei statischer als auch bei dynamischer Abdichtung die Welle 1 entlang einer Umfangskreislinie berührt. Die vorteilhaften Gebrauchseigenschaften der erfindungsgemäßen Radialwellendichtung sind unabhängig von der Drehrichtung der Welle 1. FIG. 2 shows the radial shaft sealing ring according to the invention, which touches the surface of the shaft 1 under an increased radial preload compared to FIG. 1. In this figure, the smallest distance 5 of the inner surface 2.1 from the sealing axis 6 is shown (see FIG. 3). Despite the relatively greater preload compared to FIG. 1, with which the sealing lip 2 contacts the surface of the shaft 1 , the geometric shape of the inner surface 2.1 is largely retained. An axial displacement of the sealing lip 2 on the surface of the shaft 1 does not take place, so that the sealing lip touches the shaft 1 along a circumferential circle both with static and with dynamic sealing. The advantageous performance characteristics of the radial shaft seal according to the invention are independent of the direction of rotation of the shaft 1 .

In Fig. 3 ist der Radialwellendichtring gemäß der Fig. 1 und 2 in einer Ansicht gezeigt. Zur Verdeutlichung der Wirkungsweise sind die größten 4 und kleinsten Abstände 5 der Innenflächen 2.1 von der Dichtungsachse 6 stark vergrößert dargestellt. Die Innenfläche 2.1 ist in Umfangsrichtung sinusförmig gewellt, wobei die Wellung entlang einer kreisförmigen Umfangslinie nur in radialer Richtung ausgebildet ist. Die Umfangserstreckung zwischen den einander benachbarten Scheitelpunkten der Wellung ist mit der Bezugsziffer 7 versehen. Unabhängig von der Größe des Radialwellendichtringes sind zuminderst zwei vollständige Wellungen mit einer jeweiligen Umfangserstreckung 7 entlang des Innenumfanges des Radialwellendichtringes erforderlich.In Fig. 3, the radial shaft sealing ring according to the Fig. 1 and shown in an image 2. To clarify the mode of operation, the largest 4 and smallest distances 5 of the inner surfaces 2.1 from the sealing axis 6 are shown greatly enlarged. The inner surface 2.1 is corrugated sinusoidally in the circumferential direction, the corrugation being formed along a circular circumferential line only in the radial direction. The circumferential extent between the adjacent vertices of the corrugation is provided with the reference number 7 . Regardless of the size of the radial shaft sealing ring, at least two complete corrugations with a respective circumferential extent 7 along the inner circumference of the radial shaft sealing ring are required.

In den Fig. 4 und 5 ist die winklig zur Dichtungsachse 6 geneigte Innenfläche 2.1 jeweils in axialer Richtung beiderseits durch sich senkrecht zu der Dichtungsachse 6 erstreckende Stirnflächen 2.2, 2.3 begrenzt.In Figs. 4 and 5, the angularly inclined to the seal axis 6 inside surface is 2.1 in each case delimited on both sides in the axial direction by extending perpendicular to the sealing axis 6 end surfaces 2.2, 2.3.

In Fig. 5 ist der Radialwellendichtring aus Fig. 4 gezeigt, wobei die Innenfläche den kleinstmöglichen Abstand 5 gemäß Fig. 3 Schnitt B-B von der Dichtungsachse 6 aufweist. Die Innenfläche 2.1 weist auch bei der Ausgestaltung nach den Fig. 4 und 5 eine axiale Länge von wenigstens 1 mm auf. Das Funktionsprinzip der beispielhaft dargestellten Radialwellen dichtringe gemäß der Fig. 1, 2 und der Fig. 4, 5 ist im wesentlichen gleich. FIG. 5 shows the radial shaft sealing ring from FIG. 4, the inner surface having the smallest possible distance 5 according to FIG. 3 section BB from the sealing axis 6 . The inner surface 2.1 also has an axial length of at least 1 mm in the embodiment according to FIGS. 4 and 5. The operating principle of radial shaft sealing rings exemplified according to Fig. 1, 2 and Fig. 4, 5 is substantially the same.

Claims

1.Radial shaft sealing ring with a sealing axis and a sealing lip of a polymeric material on the circumferential side of a sealing shaft, the sealing lip having evenly distributed, radially inwardly projecting ribs, the sealing lip on the inside through a hollow cone in the direction of the side facing away from the space to be sealed inner diameter is limited, the inner surface on the side of the sealing lip facing away from the space to be sealed encloses a first angle with the sealing axis which is 0.02 to 0.5 times as large as a second angle that the inner surface on the encloses the side of the sealing lip facing the sealed space with the sealing axis and the ribs are formed by a corrugation of the inner surface that continues only in the circumferential direction along a circumferential circular line, characterized in that the inner surface ( 2.1 ) during the intended V Use of the radial shaft seal in the circumferential direction has a sinusoidal corrugation which extends only in the radial direction and that the inner surface ( 2.1 ) between adjacent vertices of the corrugation has a circumferential extension ( 7 ) of at least 1.5 mm.

2. Radial shaft sealing ring according to claim 1, characterized in that the difference between circumferentially adjacent largest (4) and smallest distances ( 5 ) of the sealing lip ( 2 ) from the sealing axis ( 6 ) in the production-related state is less than 0.3 mm.

3. Radial shaft sealing ring according to claim 1 to 2, characterized in that the inner surface ( 2.1 ) is formed by successive conical surfaces in the circumferential direction of imaginary cones which alternately have a radially inside and a radially outside of the sealing lip ( 2 ) lying cone axis.

4. Radial shaft sealing ring according to claim 1 to 3, characterized in that the difference between the circumferentially adjacent largest ( 4 ) and smallest distances ( 5 ) of the sealing lip ( 2 ) from the sealing axis ( 6 ) is less than 0.15 mm.

5. Radial shaft sealing ring according to claim 1 to 4, characterized in that the difference from the circumferentially adjacent largest ( 4 ) and smallest distances ( 5 ) of the sealing lip ( 2 ) from the sealing axis ( 6 ) is less than 0.1 mm.

6. Radial shaft sealing ring according to claim 1 to 5, characterized in that the inner surface ( 2.1 ) between adjacent vertices of the corrugation has a circumferential extent ( 7 ) of at least 5 mm.

7. Radial shaft sealing ring according to claim 1 to 6, characterized in that the inner surface ( 2.1 ) on the side of the sealing lip ( 2 ) facing away from the sealed space ( 8 ) has an axial length of at least 1 mm.

8. Radial shaft sealing ring according to claim 1 to 7, characterized in that the inner surface ( 2.1 ) in the axial direction by perpendicular to the sealing axis ( 6 ) extending end faces ( 2.2 , 2.3 ) is limited.

9. Radial shaft sealing ring according to claim 1 to 8, characterized in that the inner surface ( 2.1 ) on the side facing away from the sealed space ( 8 ) of the sealing lip ( 2 ) with the sealing axis ( 6 ) includes a first angle ( 9 ) between 2 ° and 20 °.

10. Radial shaft sealing ring according to claim 9, characterized in that the first angle ( 9 ) is 3.123 to 3.875 °.