EP1087108B1 - Ventilschaftabdichtung - Google Patents
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- EP1087108B1 EP1087108B1 EP00114494A EP00114494A EP1087108B1 EP 1087108 B1 EP1087108 B1 EP 1087108B1 EP 00114494 A EP00114494 A EP 00114494A EP 00114494 A EP00114494 A EP 00114494A EP 1087108 B1 EP1087108 B1 EP 1087108B1
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- sealing lip
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L3/00—Lift-valve, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces; Parts or accessories thereof
- F01L3/08—Valves guides; Sealing of valve stem, e.g. sealing by lubricant
Definitions
- the present invention relates to a seal for reciprocating Machine parts, in particular a valve stem seal for Internal combustion engines with one of a metallic sleeve held elastomeric sealing element, the one sealing the machine part comprehensive sealing lip has, by two mutually inclined frusto-conical surfaces is formed.
- valve stem seal is known from US Pat. No. 3,554,180. in the by placing a cap, the elastomeric seal between this and the valve stem guide is compressed and so an axial pressure is to be achieved on the sealing ring, thereby radially sealing the sealing lip Press valve stem.
- this construction is not capable of a longer one Operating time to compensate for the asymmetric wear.
- the invention is therefore based on the object to provide a seal, which is simple in their construction and their manufacture, a defined leakage allowed on the reciprocating machine part and a centric guide of sealing lip and machine part results. It should also a loss of function be avoided with longer operating time.
- the solution of the task is carried out at a seal of the beginning mentioned genus according to the invention in that preferably the inside bottom side of the sealing lip distributed on its circumference with several concentric, forming a broken Zentrierlippe Is provided annular bead sections whose inner diameter is greater than that Inner diameter of the sealing lip is.
- the basic structure of metal sleeve and sealing lip are retained.
- the interrupted centering lip is in the form of several Annular bead sections attached, which the sealing lip in a concentric Position to valve stem stops. The annular bead sections then come into action when a displacement of the parts occurs to each other.
- the annular bead sections are located in the flexible transition region of the Sealing element between the upper edge of the rigid metal sleeve and the Sealing lip.
- the interrupted centering lip causes a possibly Displacement of the sealing lip in a concentric position to the valve stem.
- the number of annular bead sections is on the application of the seal Voted. For a valve stem seal, it should be more than three.
- the circumferential length of all annular bead sections is on the Scope coordinated. It should be 10 to 90% of Total circumferential length in the range of the annular bead sections amount. The bigger the free space between the individual annular bead sections is lower the possibility of forming any oil pockets.
- the left half of a seal is shown in longitudinal section.
- the valve stem 1 undergoes a reciprocating motion and is in the Leadership 2 held.
- the seal 3 is placed, the the metallic sleeve 4 and a sealing element 5 fixedly connected thereto consists.
- the sealing element 5 has the sealing lip 6, by the ring clamping spring 7 is pressed against the valve stem 1.
- the sealing element 5 For attachment to the guide 2 engages the sealing element 5 with known bulges 8 to the Leadership 2.
- the sealing lip 6 is made of two frustoconical surfaces 9 and 10th formed or limited.
- the inner surface 10 is the bottom side of the Sealing lip 6. It has several evenly distributed on its circumference concentric annular bead portions 11 whose inner diameter D is larger as the inner diameter d of the sealing lip 6.
- the annular bead portions 11 form a broken centering lip 20.
- the annular bead portions 11 are in the flexible transition region 13 of the Seal member 5 between the upper edge 14 of the rigid metal sleeve 4 and arranged the sealing lip 6.
- the elastomer 15 between the sealing lip 6 and the Centering lip 20 equipped with a different stiffness than the elastomer 16 between the centering lip 20 and the upper edge 14 of the metal sleeve 4th This is achieved in particular by constructive embodiments.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Sealing With Elastic Sealing Lips (AREA)
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dichtung für hin- und hergehende
Maschinenteile, insbesondere eine Ventilschaftdichtung für
Verbrennungskraftmaschinen mit einem von einer metallischen Hülse
gehaltenen elastomeren Dichtelement, das eine das Maschinenteil dichtend
umfassende Dichtlippe hat, die durch zwei gegeneinander geneigte
kegelstumpfförmige Oberflächen gebildet ist.
Aus der US PS 3 554 180 ist beispielsweise eine Ventilschaftdichtung bekannt,
bei der durch das Aufsetzen einer Kappe die Elastomerdichtung zwischen
dieser und der Ventilschaftführung komprimiert wird und so ein axialer Druck
auf den Dichtring erzielt werden soll, um dadurch die Dichtlippe radial an den
Ventilschaft anzupressen. Hierdurch sollen eventuell bestehende
Exzentrizitäten des Ventilschafts und der Ventilschaftführung ausgeglichen
werden. Diese Konstruktion ist jedoch nicht in der Lage über eine längere
Betriebsdauer den asymmetrischen Verschleiß zu kompensieren.
Eine andere Möglichkeit Exzentrizitäten aufzuheben ist in der US PS 4 947 811
dargestellt, bei der der Dichtring von einer steifen zylindrischen Hülse gehalten
wird, gegenüber dieser Hülse jedoch radial verschiebbar ist. Auch diese
Anordnung ist nur bedingt einsetzbar, da die exzentrische Verlagerung des
Dichtrings durch eine Ringnut im Dichtring und darin eingesetztem Flansch der
Hülse erreicht werden soll, die sich gegeneinander verkanten können. Da an
der Dichtlippe in axialer Richtung Kräfte auftreten, ist ein solches Verkanten
leicht möglich.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Dichtung zu schaffen,
die einfach in ihrem Aufbau und in ihrer Herstellung ist, eine definierte Leckage
am hin- und hergehenden Maschinenteil erlaubt und eine zentrische Führung
von Dichtlippe und Maschinenteil ergibt. Dabei soll ein Funktionsverlust auch
bei längerer Betriebsdauer vermieden werden.
Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei einer Dichtung der eingangs
genannten Gattung erfindungsgemäß dadurch, daß vorzugsweise die
innenliegende Bodenseite der Dichtlippe auf ihrem Umfang verteilt mit
mehreren konzentrischen, eine unterbrochene Zentrierlippe bildenden
Ringwulstabschnitten versehen ist, deren Innendurchmesser größer als der
Innendurchmesser der Dichtlippe ist. Bei einer solchen Dichtung kann der
grundsätzliche Aufbau aus Metallhülse und Dichtlippe beibehalten werden. Im
elastischen Teil der Dichtung, an der innenliegenden Oberfläche der Dichtlippe
wird die unterbrochene Zentrierlippe in Form von mehreren
Ringwulstabschnitten angebracht, welche die Dichtlippe in einer konzentrischen
Lage zum Ventilschaft hält. Dabei treten die Ringwulstabschnitte dann in Aktion
wenn eine Verschiebung der Teile zueinander auftritt.
Die Ringwulstabschnitte befinden sich im flexiblen Übergangsbereich des
Dichtelements zwischen der oberen Kante der steifen Metallhülse und der
Dichtlippe. Die unterbrochene Zentrierlippe bewirkt gegebenenfalls eine
Verschiebung der Dichtlippe in eine konzentrische Position zum Ventilschaft.
Außerdem ist es günstig für die Funktion der Dichtung, wenn das Elastomer
zwischen der Dichtlippe und der Zentrierlippe eine andere Steifigkeit aufweist
als das Elastomer zwischen der Zentrierlippe und der oberen Kante der
Metallhülse.
Die Anzahl der Ringwulstabschnitte wird auf den Einsatzbereich der Dichtung
abgestimmt. Bei einer Ventilschaftdichtung sollte sie mehr als drei betragen.
Auch die Umfangslänge aller Ringwulstabschnitte wird auf den
Anwendungsbereich abgestimmt. Sie sollte 10 bis 90 % der
Gesamtumfangslänge im Bereich der Ringwulstabschnitte betragen. Je größer
der Freiraum zwischen den einzelnen Ringwulstabschnitten um so geringer ist
die Möglichkeit für die Bildung von eventuellen Öltaschen.
In der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt.
In der Figur 1 ist im Längsschnitt die linke Hälfte einer Dichtung dargestellt.
Der Ventilschaft 1 erfährt eine hin- und hergehende Bewegung und ist in der
Führung 2 gehalten. Auf die Führung 2 ist die Dichtung 3 aufgesetzt, die aus
der metallischen Hülse 4 und einem damit fest verbundenen Dichtelement 5
besteht. Das Dichtelement 5 hat die Dichtlippe 6, die durch die Ringspannfeder
7 an den Ventilschaft 1 angedrückt wird. Zur Befestigung auf der Führung 2
greift das Dichtelement 5 mit an sich bekannten Auswölbungen 8 um die
Führung 2.
Die Dichtlippe 6 wird von zwei kegelstumpfförmigen Oberflächen 9 und 10
gebildet bzw. begrenzt. Die innenliegende Oberfläche 10 ist die Bodenseite der
Dichtlippe 6. Sie hat auf ihrem Umfang gleichmäßig verteilt mehrere
konzentrische Ringwulstabschnitte 11, deren Innendurchmesser D größer ist
als der Innendurchmesser d der Dichtlippe 6. Die Ringwulstabschnitte 11 bilden
eine unterbrochene Zentrierlippe 20. Im vorliegenden Beispiel sind vier
Ringwulstabschnitte 11 vorgesehen, die etwa 80 % der Gesamtumfangslänge
im Bereich der Ringwulstabschnitte 11 einnehmen. Die Freibereiche zwischen
den Ringwulstabschnitten 11, d.h. die Bereiche in denen die Oberfläche 10
konzentrisch weitergeführt ist, betragen somit insgesamt
20 %.
Die Ringwulstabschnitte 11 sind im flexiblen Übergangsbereich 13 des
Dichtelements 5 zwischen der oberen Kante 14 der steifen Metallhülse 4 und
der Dichtlippe 6 angeordnet.
Darüberhinaus ist das Elastomer 15 zwischen der Dichtlippe 6 und der
Zentrierlippe 20 mit einer anderen Steifigkeit ausgestattet als das Elastomer 16
zwischen der Zentrierlippe 20 und der oberen Kante 14 der Metallhülse 4.
Dieses wird insbesondere durch konstruktive Ausgestaltungen erreicht.
Es wird noch angemerkt, daß die Ringwulstabschnitte 11 ohne Einfluß auf die
gewollte Leckage sind. Versuche haben ergeben, daß die Positionierung der
Zentrierlippe 20 unterhalb der Dichtlippe 6, d.h. auf ihrer Bodenseite 10 zu
besten Ergebnissen führt. Eine Anordnung der Zentrierlippe oberhalb der
Dichtlippe 6 ist jedoch auch möglich.
Claims (6)
- Dichtung für hin- und hergehende Maschinenteile insbesondere Ventilschaftdichtung für Verbrennungskraftmaschinen mit einem von einer metallischen Hülse gehaltenen elastomeren Dichtelement, das eine das Maschinenteil dichtend umfassende Dichtlippe hat, die durch zwei gegeneinander geneigte kegelstumpfförmige Oberflächen gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die innenliegende Bodenseite (10) der Dichtlippe (6) auf ihrem Umfang verteilt mit mehreren konzentrischen, eine unterbrochene Zentrierlippe (20) bildenden Ringwulstabschnitten (11) versehen ist, deren Innendurchmesser (D) größer als der Innendurchmesser (d) der Dichtlippe (6) ist.
- Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierlippe (20) im flexiblen Übergangsbereich (13) des Dichtelements (5) zwischen der oberen Kante (14) der steifen Metallhülse (4) und der Dichtlippe (6) angeordnet ist.
- Dichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Elastomer (15) zwischen der Dichtlippe (6) und der Zentrierlippe (20) eine andere Steifigkeit aufweist als das Elastomer (16) zwischen der Zentrierlippe (20) und der oberen Kante (14) der Metallhülse (4).
- Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Ringwulstabschnitte (11) mehr als drei beträgt.
- Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangslänge aller Ringwulstabschnitte (11) 10 bis 90 % der Gesamtumfangslänge im Bereich der Ringwulstabschnitte (11) beträgt.
- Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringwulstabschnitte (11) eine höhere Steifigkeit als die Dichtlippe (6) haben.
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