DE827564C

DE827564C - Shaft seal

Info

Publication number: DE827564C
Application number: DEP50411A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Rudolf Etzkorn
Original assignee: RUDOLF ETZKORN DIPL ING
Current assignee: RUDOLF ETZKORN DIPL ING
Priority date: 1949-07-29
Filing date: 1949-07-29
Publication date: 1952-01-10

Description

Wellendichtung Zum Abdichten der Wellen von rotierenden oder hin und her gehenden Maschinenteilen gegen Schmieröl, Wasser und andere Flüssigkeiten, ferner gegen das Eindringen von Schmutz, wobei auch mitunter zwei Räume mit verschiedenen Medien, beispielsweise Wasser und Öl, gegeneinander abgedichtet werden müssen, dienen sog. Wellendichtungen.Shaft seal For sealing the shafts of rotating or back and forth moving machine parts against lubricating oil, water and other liquids, furthermore against the ingress of dirt, sometimes with two rooms with different Media, such as water and oil, must be sealed against each other, serve so-called shaft seals.

Bei auftretenden höheren Drücken der Medien, gegen die die Wellen abgedichtet werden sollen, verwendet man meistens sog. Stopfbüchsenpackungen. Zum Abdichten von Wellen gegen geringe Drücke scheiden Stopfbüchsenpackungen gewöhnlich aus. Man verwendet hier sehr oft einen Wellendichtring, der gewöhnlich aus einem Metallgehäuse besteht, in welchem eine elastische Dichtungsmanschette aus Leder, Gummi, künstlichem Gummi eingebaut ist. Die Ausbildung dieser Dichtungsmanschette ist so, daß sie an der Welle mittels der sog. Manschettenzunge gewöhnlich durch eine Schraubenfeder angedrückt wird. Das Metallgehäuse besteht in der Regel aus Eisenblech, aber auch aus legierten Stählen oder Nichteisenmetallen. Vielfach wird auch der äußere Teil der Dichtungsmanschette, welcher in die entsprechende Gehäusebohrung eingepreßt wird, aus demselben Gummimaterial hergestellt und nach außen härter vulkanisiert, so daß diese Dichtung mit Preßsitz in die Gehäusebohrung eingepreßt werden kann.When higher pressures occur in the media against which the waves are to be sealed, so-called stuffing box packings are mostly used. To the Sealing of shafts against low pressures usually separates gland packings the end. A shaft seal is often used here, which usually consists of a Metal housing, in which an elastic sealing sleeve made of leather, Rubber, artificial rubber is built in. The formation of this sealing collar is such that it usually passes through the shaft by means of the so-called cuff tongue a coil spring is pressed. The metal case usually consists of Iron sheet, but also made of alloyed steels or non-ferrous metals. Multiple will also the outer part of the sealing sleeve, which goes into the corresponding housing bore is pressed in, made of the same rubber material and vulcanized to be harder on the outside, so that this seal can be pressed into the housing bore with a press fit.

Der Einbau erfolgt so, daß die Manschettenzunge dem abzudichtenden Raum zugekehrt ist. Wenn zwei Räume gegen verschiedene Flüssigkeiten abgedichtet werden sollen, wird die Manschettenzunge oft T-förmig und symmetrisch ausgebildet, so daß jedem der beiden Räume eine Manschettenzunge zugewendet ist. Wenn die Wellen auf der einen Seite gegen Flüssigkeiten (Schmiermittel) abzudichten sind, auf der anderen Seite aber das Eindringen von Schmutz und Staub befürchtet werden muß, so wird die Dichtungsmanschette auch so ausgebildet, daß sie außer der Manschettenzunge noch eine sog. Staubschutzlippe erhält.The installation is carried out in such a way that the sleeve tongue corresponds to the one to be sealed Facing the room. When two rooms are sealed against different liquids are to be, the cuff tongue is often T-shaped and symmetrical, so that a cuff tongue is turned towards each of the two spaces. When the waves must be sealed against liquids (lubricants) on the one hand, on the on the other hand, however, the penetration feared of dirt and dust must be, so the sealing sleeve is also designed so that it except the The cuff tongue has a so-called dust protection lip.

Außer diesen beschriebenen Wellendichtungen hat man auch schon solche aus ringförmig gepreßten und vulkanisierten Textil- oder Asbestgeweben verwendet.In addition to the shaft seals described, there are already some from ring-shaped pressed and vulcanized textile or asbestos fabrics.

Obwohl sich diese Wellendichtungen gut eingeführt und in vielen Fällen bewährt haben, haften ihnen doch eine Reihe von Mängeln an. Nicht immer gelingt es, mittels der einfachen Manschettenzunge der beschriebenen Wellendichtungen eine vollkommene Abdichtung zu erreichen, insbesondere wenn die Flüssigkeit stark schmierend und sehr, dünnflüssig ist (sehr dünne 151e). Auch greifen die Manschettenzungen die Wellen an, besonders wenn die Dichtung trocken läuft oder wenn Schmutz oder auch Staub in die Manschette eindringt. Auch die Regelung des Anpreßdruckes durch eine eingebaute Schraubenfeder läßt zu wünschen übrig. Insbesondere leidet aber die Manschette schon bei relativ geringen Drücken durch das Anpressen der Manschettenzunge durch das abzudichtende Medium. Da diese Wellendichtungen außerdem mit sehr hoher Präzision hergestellt werden müssen, sind sie auch relativ kostspielig.Although these shaft seals have been introduced well in many cases have proven, they have a number of shortcomings. Not always successful it, by means of the simple sleeve tongue of the shaft seals described one Achieve perfect sealing, especially if the liquid is heavily lubricating and is very, thin (very thin 151e). The cuff tongues also grip the waves, especially if the seal runs dry or if dirt or dust also enters the cuff. Also the regulation of the contact pressure through a built-in coil spring leaves something to be desired. In particular, however, suffers the cuff even at relatively low pressures by pressing the cuff tongue through the medium to be sealed. Since these shaft seals also have a very high Also, when they need to be manufactured to precision, they are relatively costly.

Bei denWellendichtungen, die aus einem vulkanisierten Textil- oder Asbestring bestehen, tritt eine hohe Reibung auf, wodurch diese Ringe einerseits sehr schnell ihre abdichtende Wirkung verlieren, anderseits aber auch die Wellen angreifen, da die Asbestfäden oder Textilfäden, die im allgemeinen aus Naturfasern bestehen, welche Gerüstsubstanzen eingelagert enthalten, schmirgelnd wirken.In the case of the shaft seals, which are made of a vulcanized textile or Asbestos rings consist of high friction, which causes these rings on the one hand lose their sealing effect very quickly, but on the other hand so do the waves attack as the asbestos threads or textile threads, which are generally made of natural fibers exist, which contain structural substances embedded, have an abrasive effect.

Bei der erfindungsgemäßen Wellendichtung treten diese Nachteile nicht auf. Der Anpreßdruck wird durch einen ringförmigen Gummikörper selbst erzeugt, dessen elastische Kräfte (Spannung) durch die Auswahl des Gummimaterials und den Grad der Vulkanisation weitgehend dem Verwendungszweck angepaßt und über ein Textilmaterial auf die Welle übertragen werden, welches, mit dem Gummikörper durch Vulkanisation verbunden, auf der Laufseite keinen Gummi und keinerlei Bestandteile enthält, die die Wellen angreifen können, und das besonders gute Gleiteigenschaften hat.These disadvantages do not arise in the case of the shaft seal according to the invention on. The contact pressure is generated by an annular rubber body itself, its elastic forces (tension) by the selection of the rubber material and the degree of Vulcanization largely adapted to the intended use and over a textile material be transferred to the shaft, which, with the rubber body by vulcanization connected, does not contain any rubber or components on the running side that the waves can attack and that has particularly good sliding properties.

Letzteres wird dadurch erreicht, daß das verwendete Textilmaterial aus künstlich hergestellten Fäden besteht, die, vom Spinnprozeß herrührend, erhebliche Mengen fester (Graphit, Talkum u. dgl.) und gegebenenfalls zusätzlich flüssiger (öle, Fette u. dgl.) Schmiermittel in feinster Verteilung in die Textilfaser eingelagert enthalten. Durch die feste Einlagerung der Schmierstoffe, die die faserbildende Substanz gleichmäßig und vollkommen durchsetzen, werden selbst beim Verschleiß des Materials immer wieder schmierende Teile an die Welle gebracht. Da die Grundsubstanz dieses Fasermaterials keinerlei schmirgelnd wirkende Stoffe enthält, kann die Welle bei der erfindungsgemäßen Dichtung auch nicht angegriffen werden, wodurch deren Glätte dauernd erhalten bleibt. Alle Fasern, auch die erfindungsgemäß verwendeten, haben die Eigenschaft, Flüssigkeiten aufzusaugen und wie ein Docht weiterzuleiten. Um zu verhindern, daß bei Abdichtung gegen Flüssigkeiten diese durch, die Dochtwirkung nach außen geleitet werden, ist der Gummikörper so ausgebildet, daß er an den beiden Stirnflächen der Dichtung lippenförmig an die Welle Heranreicht, zusätzlich abdichtet und verhindert, daß die abzudichtende Flüssigkeit austreten kann. Der Anpreßdruck der Lippen kann sowohl durch die Breite der textilen Einlage, wie auch die Lippenbreite geregelt und in den erforderlichen Grenzen gehalten werden.The latter is achieved in that the textile material used consists of artificially produced threads, which originate from the spinning process, considerable Quantities of solid (graphite, talc, etc.) and, if necessary, additional liquid (oils, greases, etc.) Fine distribution of lubricants embedded in the textile fiber contain. Due to the solid storage of the lubricants that the fiber-forming Substance evenly and completely penetrate, even when the Material repeatedly brought lubricating parts to the shaft. Because the basic substance If this fiber material does not contain any abrasive substances, the shaft can are also not attacked in the seal according to the invention, whereby their Smoothness is permanently preserved. All fibers, including those used according to the invention, have the property of sucking up liquids and passing them on like a wick. In order to prevent that when sealing against liquids these through, the wicking effect are directed to the outside, the rubber body is designed so that it is on the two The end faces of the seal reach the shaft in the shape of a lip, and additionally seals and prevents the liquid to be sealed from escaping. The contact pressure the lips can be determined by the width of the textile insert as well as the width of the lips regulated and kept within the required limits.

Der durch den Gumtnikörper verursachte Anpreßdruck wird im wesentlichen von der Einlage aus den beschriebenen künstlichen Textilfäden aufgenommen und auf die Welle übertragen.The contact pressure caused by the rubber body is essentially taken up by the insert from the artificial textile threads described and on transmit the wave.

Damit der Ring über die Welle gestreift werden und entsprechend der elastischen Spannung sich beim Überstreifen dehnen und beim Anpressen zusammenziehen kann, muß die textile Einlage entweder aus einem trikotartigen Gewebe bestehen oder die Fäden müssen in Cordbindung oder ohne textile Bindung in der Achsrichtung bzw. in einem Winkel zu derselben angeordnet sein. Keinesfalls dürfen die Fäden in der Umfangsrichtung verlaufen, da hierdurch die erforderliche Elastizität der Dichtung verlorenginge.So that the ring can be slipped over the shaft and according to the elastic tension stretch when pulled over and contract when pressed can, the textile insert must either consist of a tricot-like fabric or the threads must be in cord weave or without textile weave in the axial direction or be arranged at an angle to the same. Under no circumstances should the threads be in the Run in the circumferential direction, as this provides the required elasticity of the seal would be lost.

Die textile Einlage kann einschichtig oder mehrschichtig sein. Das lippenförmig überstehende Stück des Gummikörpers kann an der textilen Einlage anliegen und damit durch Vulkanisieren verbunden, die Gummilippen können aber auch durch einen oder mehrere Ringspalte davon getrennt sein.The textile insert can be single-layer or multi-layer. That Lip-shaped protruding piece of the rubber body can rest on the textile insert and connected to it by vulcanization, but the rubber lips can also go through one or more annular gaps can be separated from it.

In den Fig. i bis q sind Ausführungsbeispiele einer solchen erfindungsgemäßen Wellenabdichtung dargestellt, und zwar in Fig. i und 3 in verschiedenen Ausführungen im Schnitt parallel zur Welle und in Fig. 2 in der oberen Hälfte im Schnitt senkrecht zur Welle, in der unteren Hälfte in der Ansicht. Der Gummikörper ist mit i bezeichnet. Der lichte Durchmesser 2 ist in entspanntem Zustand im allgemeinen etwas kleiner als der Wellendurchmesser, während der äußere Durchmesser etwas größer ist als die Eindrehung iin Maschinengehäuse, damit auch auf die Gehäusewandung ein Abdichtungsdruck ausgeübt wird. Die zylindrische Außenfläche des Gummikörpers kann auch in einen Metallring einvulkanisiert werden.In FIGS. I to q, exemplary embodiments of such a device according to the invention are shown Shaft seal shown, in Fig. I and 3 in different versions in section parallel to the shaft and in Fig. 2 in the upper half in section perpendicular to the shaft, in the lower half in the view. The rubber body is labeled i. The clear diameter 2 is generally somewhat smaller in the relaxed state than the shaft diameter while the outer diameter is slightly larger than that Turning in the machine housing, so that a sealing pressure is also applied to the housing wall is exercised. The cylindrical outer surface of the rubber body can also be in a Metal ring can be vulcanized.

Die textile Einlage 3, welche auf der dem Gummikörper zugewendeten Seite tnit demselben durch Vulkanisieren verbunden ist, kann nach Fig. i, 2 und 3, rechte Seite, z. B. einschichtig, oder nach der Darstellung auf der linken Seite, zweischichtig ausgeführt sein.The textile insert 3, which is facing the rubber body Side is connected to the same by vulcanizing, can according to Fig. 1, 2 and 3, right side, e.g. B. single-layer, or according to the illustration on the left, be designed in two layers.

Der lippenförmige, bis an die Welle heranreichende Teil des Gummikörpers ist mit .I bezeichnet. In Fig. i und 2 reicht diese: Abdichtungslippe bis an die Einlage 3 heran oder ist mit dieser zusammenvulkanisiert.The lip-shaped part of the rubber body that reaches up to the shaft is marked with .I. In Fig. I and 2 this extends: sealing lip up to the Insert 3 or is vulcanized together with this.

In Fig. 3 sind links die Lippen :I durch ringförmige Spalte 5 von der Stirnseite der Einlage getrennt, während auf der rechten Seite von Fig. 3 beispielsweise je zwei ringförmige Spalte angeordnet sind, wodurch je zwei Dichtlippen auf jeder Seite entstehen.In Fig. 3, the lips are on the left: I through annular gaps 5 of the front of the insert separated, while on the right of Fig. 3, for example, two annular gaps are arranged, whereby each two sealing lips are created on each side.

Fig.4 zeigt einen Querschnitt durch einige Kapillarfasern 6 der textilen Einlage, in welchem die eingelagerten festen Teilchen der schmierenden Substanz (Graphit) ersichtlich sind. Bei Graphit als Einlagerung verwendet man vorzugsweise 30°/0 bis 8o%, auf das Fadengewicht bezogen.4 shows a cross section through some capillary fibers 6 of the textile Insert in which the embedded solid particles of the lubricating substance (Graphite) can be seen. In the case of graphite as an embedment, preference is given to using 30 ° / 0 to 80%, based on the thread weight.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Shaft seal, characterized in that artificial textile fibers, which contain lubricants embedded in the fiber, are arranged in an annular rubber body in such a way that they are closed off from the outside at the two end faces by the lip-shaped rubber body.

2. Shaft seal according to claim i, characterized in that the textile insert in tricot weave, Cord weave or without textile weave is elastic in diameter.

3. Shaft seal according to claim i and 2, characterized in that the end faces the textile insert separated from the sealing lips by one or more annular gaps are.