FR2871211A1

FR2871211A1 - Seal system for rotating shaft has thermoplastic collar with lubricant retaining grooves attached to support by connector to form S- or Z-section assembly

Info

Publication number: FR2871211A1
Application number: FR0505566A
Authority: FR
Inventors: Michael Reif; Helmut Benedix
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2004-06-04
Filing date: 2005-06-01
Publication date: 2005-12-09
Anticipated expiration: 2025-06-01
Also published as: FR2871211B1; DE102004027539B4; DE102004027539A1

Abstract

The seal system consists of a collar (10) with equidistant outer (14) and inner (12) surfaces, the latter having lubricant-retaining spiral grooves and applied against a shaft. The collar is attached to a rigid outer support (30) by a connector (20) of an elastomer or thermoplastic material to give the assembly an S- or Z-shaped cross-section with the outer surface of the collar converging towards the shaft in a funnel shape. The support can form part of a machine's cover, and is made especially from metal, plastic, cardboard or wood.

Description

Système d'étanchéitéSealing system

L'invention a pour objet un système d'étanchéité. The invention relates to a sealing system.

Par le document DE 36 12 420 C2, on connaît une bague radiale d'étanchéité d'arbre, dans laquelle un élément d'étanchéité, de préférence en polytétrafluoréthylène, est relié à un corps de soutien par une enveloppe faite d'un matériau élastique comme du caoutchouc. Ainsi la partie de l'élément d'étanchéité qui est relié à cette enveloppe forme un angle aigu avec l'axe de l'arbre. Document DE 36 12 420 C2 discloses a radial shaft sealing ring, in which a sealing element, preferably made of polytetrafluoroethylene, is connected to a support body by an envelope made of an elastic material like rubber. Thus the portion of the sealing element which is connected to this envelope forms an acute angle with the axis of the shaft.

Par le document EP 1 024 318 A2, on connaît de plus des systèmes d'étanchéité dans lesquels, à un corps de soutien en forme de L, est raccordé un corps en élastomère qui de son côté est raccordé à une bague d'étanchéité, en téflon par exemple. Ainsi, la bague d'étanchéité, par sa surface allongée, est raccordée totalement au corps en élastomère, de sorte que quand le système d'étanchéité est monté conformément à sa destination sur un arbre, il s'établit une surface de liaison, essentiellement parallèle à l'axe de l'arbre, entre la bague d'étanchéité et le corps en élastomère. Document EP 1 024 318 A2 also discloses sealing systems in which, to an L-shaped support body, an elastomer body is connected, which in turn is connected to a sealing ring, Teflon for example. Thus, the sealing ring, by its elongate surface, is completely connected to the elastomer body, so that when the sealing system is mounted according to its purpose on a shaft, there is established a connecting surface, essentially parallel to the axis of the shaft, between the sealing ring and the elastomer body.

Enfin, par le document US 6, 520, 507 B2, on connaît un système d'étanchéité dans lequel une manchette d'étanchéité en PTFE est reliée à un corps de soutien par un rebord constitué d'un polymère plastique. Ainsi, une surface externe allongée de la manchette d'étanchéité est reliée au rebord seulement dans une zone partielle, de sorte que quand le système d'étanchéité est monté conformément à sa destination sur l'arbre, il existe une surface de liaison perpendiculaire entre la manchette d'étanchéité et le rebord. Finally, from US 6, 520, 507 B2, there is known a sealing system in which a PTFE sealing sleeve is connected to a support body by a rim made of a plastic polymer. Thus, an elongated outer surface of the sealing sleeve is connected to the rim only in a partial area, so that when the sealing system is mounted according to its purpose on the shaft, there is a perpendicular connecting surface between the sealing collar and the rim.

L'objectif de l'invention est de créer un système d'étanchéité amélioré, notamment pour réaliser une étanchéité sur un arbre, qui permet, par sa capacité à être monté dans des espaces de faible volume, notamment de compenser des chocs de l'arbre même à des vitesses de rotation assez élevées. The object of the invention is to create an improved sealing system, in particular to achieve a seal on a shaft, which allows, by its ability to be mounted in spaces of small volume, in particular to compensate for shocks of the shaft even at fairly high rotational speeds.

Cet objectif est atteint en mettant en oeuvre un système d'étanchéité selon l'invention qui présente les caractéristiques suivantes: - une manchette d'étanchéité, délimitée essentiellement par une surface interne et 30 une surface externe essentiellement équidistantes de la précédente, avec au moins une partie de la surface interne prévue pour être appliquée avec étanchéité sur un arbre, - un corps de soutien tel que, quand on observe la moitié supérieure ou la moitié inférieure d'une coupe longitudinale du système d'étanchéité monté conformément à sa destination, la manchette d'étanchéité et une partie en forme de L du corps de soutien se raccordant à elle, présentent une forme en S ou en Z, - un raccord relie au corps de soutien au moins une partie de la face externe de la manchette d'étanchéité et, quand on observe comme indiqué plus haut, cette partie est délimitée par une ligne qui présente au moins une composante en direction longitudinale. This objective is achieved by implementing a sealing system according to the invention which has the following characteristics: a sealing sleeve, delimited essentially by an inner surface and an external surface substantially equidistant from the preceding one, with at least a part of the internal surface intended to be applied with sealing on a shaft, - a support body such as, when one observes the upper half or the lower half of a longitudinal section of the sealing system mounted according to its purpose, the sealing sleeve and an L-shaped portion of the support body connecting thereto, have an S- or Z-shape, - a connector connects to the support body at least a portion of the outer face of the sleeve. sealing and, when observed as indicated above, this part is delimited by a line which has at least one component in the longitudinal direction the.

En particulier, par rapport au système d'étanchéité du document US 6, 520, 507 B2 cité, la surface de liaison entre la surface externe de la manchette d'étanchéité et le raccord, du fait de la composante précitée, est au moins en partie recourbée, c'est-à-dire inclinée par rapport à la direction longitudinale, de sorte qu'avec en même temps une surface de liaison comparativement plus grande entre la manchette d'étanchéité et le raccord, on peut obtenir avantageusement de faibles dimensions radiales du système d'étanchéité, notamment pour montage dans des espaces de faibles dimensions. Avec l'assistance du système en forme de S ou de Z constitué par le corps de soutien et la manchette d'étanchéité, on obtient avantageusement, par l'intermédiaire de la surface de liaison présentant en direction longitudinale la composante indiquée, la courbure de la manchette nécessaire pour l'application avec étanchéité sur l'arbre, de sorte que même à des vitesses élevées de rotation de l'arbre, des chocs de l'arbre sont supportés sans qu'il soit porté atteinte à l'étanchéité. Ainsi, en fonction de la constitution du raccord dans la zone de la surface de liaison, en particulier par l'effet de la dureté et/ou du design du raccord, un décalage statique et/ou dynamique de l'arbre, c'est-à-dire un décalage entre les axes de l'arbre et du système d'étanchéité peut être compensé. In particular, with respect to the sealing system of US 6, 520, 507 B2 cited, the connecting surface between the outer surface of the sealing sleeve and the coupling, because of the aforementioned component, is at least curved portion, that is to say inclined relative to the longitudinal direction, so that at the same time a comparatively greater connecting surface between the sealing sleeve and the connection, it can advantageously obtain small dimensions Radial sealing system, especially for mounting in spaces of small dimensions. With the assistance of the S-shaped or Z-shaped system consisting of the support body and the sealing sleeve, the connecting component having the indicated component, the curvature of the the sleeve required for application with sealing on the shaft, so that even at high speeds of rotation of the shaft, impacts of the shaft are supported without impairing the seal. Thus, depending on the constitution of the connection in the area of the connecting surface, in particular by the effect of the hardness and / or the design of the connection, a static and / or dynamic shift of the shaft is ie an offset between the shafts of the shaft and the sealing system can be compensated.

Dans une configuration avantageuse, le système d'étanchéité est constitué de manière que la manchette d'étanchéité, quand elle est montée sur l'arbre conformément à sa destination, est délimitée par rapport à l'espace à rendre étanche par une forme en entonnoir allant en s'éloignant de cet espace en direction longitudinale. Ainsi, notamment par rapport à des systèmes dans lesquels la manchette d'étanchéité est, par rapport à l'espace à rendre étanche, délimitée en forme de trompette pénétrant dans cet espace, le raccord peut être réalisé avantageusement sous un faible volume, et donc avec moins de matière. In an advantageous configuration, the sealing system is constituted so that the sealing sleeve, when it is mounted on the shaft according to its purpose, is delimited with respect to the space to be sealed by a funnel shape. going away from this space in the longitudinal direction. Thus, particularly with respect to systems in which the sealing sleeve is, with respect to the space to be sealed, delimited trumpet-shaped penetrating into this space, the connection can be advantageously made in a small volume, and therefore with less material.

D'autres avantages, caractéristiques et détails de l'invention apparaîtront dans la description qui va suivre d'exemples de réalisation représentés par le dessin. Other advantages, characteristics and details of the invention will become apparent in the following description of exemplary embodiments represented by the drawing.

La Fig. 1 représente en coupe longitudinale, la moitié supérieure d'un système d'étanchéité. Fig. 1 is a longitudinal section, the upper half of a sealing system.

Les Fig. 2 à 4 représentent des esquisses de principe d'autres systèmes d'étanchéité. Figs. 2-4 show concept sketches of other sealing systems.

La figure 1 représente, à titre d'exemple de réalisation de l'invention, une coupe longitudinale à travers un système d'étanchéité monté sur un arbre 5 imaginé transparent, qui est représenté simplement par une ligne de tirets. Le système d'étanchéité comprend une manchette d'étanchéité 10, un corps porteur 30 et un raccord 20 entre la manchette 10 et le corps porteur 30. Figure 1 shows, as an exemplary embodiment of the invention, a longitudinal section through a sealing system mounted on a transparent imagined shaft 5, which is simply represented by a dashed line. The sealing system comprises a sealing sleeve 10, a carrier body 30 and a coupling 20 between the sleeve 10 and the carrier body 30.

La manchette d'étanchéité 10 est faite d'un matériau thermoplastique, notamment un PTFE renforcé par des fibres. Le raccord 20 comprend un élastomère et/ou une matière thermoplastique, notamment du TPE et/ou du TPU. Le corps porteur 30 est fait d'un matériau plus dur que le raccord 20 et/ou la manchette d'étanchéité 10, en particulier il comprend un métal, une matière plastique, du carton et/ou du bois. The sealing sleeve 10 is made of a thermoplastic material, in particular a PTFE reinforced with fibers. The connector 20 comprises an elastomer and / or a thermoplastic material, in particular TPE and / or TPU. The carrier body 30 is made of a harder material than the connector 20 and / or the sealing sleeve 10, in particular it comprises a metal, a plastic material, cardboard and / or wood.

Dans une forme de réalisation, le corps porteur 30, par exemple quand il constitue un couvercle de machine par lequel le système d'étanchéité peut être relié à un boîtier qui entoure au moins en partie l'arbre 5, peut être élargi en correspondance. Ainsi, ce corps porteur élargi peut être réalisé de manière à pouvoir être relié par un verrouillage rapide au boîtier ou vissé sur celui-ci. In one embodiment, the carrier body 30, for example when it constitutes a machine cover by which the sealing system can be connected to a housing which at least partially surrounds the shaft 5, can be enlarged in correspondence. Thus, this enlarged carrier body can be made to be connected by a quick lock to the housing or screwed on it.

La manchette d'étanchéité 10 est délimitée essentiellement par une surface interne 12 et une surface externe 14 essentiellement équidistante de la première. Au moins une partie de la surface interne 12 sert à assurer l'étanchéité sur l'arbre 5, et cette partie, pour assurer le refoulement d'un agent lubrifiant, présente un profil cannelé en spirale. The sealing sleeve 10 is delimited essentially by an inner surface 12 and an outer surface 14 substantially equidistant from the first. At least a portion of the inner surface 12 serves to seal on the shaft 5, and this part, to ensure the discharge of a lubricant, has a spiral fluted profile.

De plus, une partie de la surface externe 14 de la manchette d'étanchéité est reliée par un raccord 20 au corps porteur 30, de sorte que la ligne délimitant la partie indiquée de la surface externe 14 et le raccord 20 présente au moins une composante orientée longitudinalement. La surface externe 14 est essentiellement lisse, en particulier la partie de la surface externe 14 qui se trouve en face de la partie de la surface interne 12 appliquée sur l'arbre 5, n'est aucunement reliée au raccord 20. In addition, a part of the outer surface 14 of the sealing sleeve is connected by a connection 20 to the carrier body 30, so that the line delimiting the indicated portion of the outer surface 14 and the fitting 20 has at least one component oriented longitudinally. The outer surface 14 is substantially smooth, in particular the portion of the outer surface 14 which faces the portion of the inner surface 12 applied to the shaft 5, is in no way connected to the coupling 20.

En particulier, la disposition en forme de S ou de Z du corps porteur 30 et de la manchette d'étanchéité 10 permet de donner, avec en même temps une surface de liaison entre la manchette 10 et le raccord 20 qui est comparativement plus grande, de petites dimensions radiales au système d'étanchéité. De plus, la surface de liaison présentant une composante importante en direction longitudinale, assiste avantageusement une courbure de la manchette d'étanchéité nécessaire pour assurer un appui étanche sur l'arbre 5. Il est ainsi possible de compenser un décalage statique et/ou dynamique de l'arbre, c'est-à-dire un décalage entre les axes principaux de l'arbre 5 et du système d'étanchéité. In particular, the S-shaped or Z-shaped arrangement of the carrier body 30 and the sealing sleeve 10 makes it possible to provide, at the same time, a connecting surface between the sleeve 10 and the coupling 20 which is comparatively larger, small radial dimensions to the sealing system. In addition, the connecting surface having a significant component in the longitudinal direction, advantageously provides a curvature of the sealing sleeve necessary to provide a sealing on the shaft 5. It is thus possible to compensate for a static and / or dynamic shift of the shaft, that is to say an offset between the main axes of the shaft 5 and the sealing system.

Le système d'étanchéité est constitué de manière que la manchette d'étanchéité 10, montée conformément à sa destination sur l'arbre 5, délimite l'espace 50 à rendre étanche en présentant la forme d'un entonnoir s'éloignant en direction longitudinale de l'espace 50. Ainsi, en particulier par rapport à des systèmes dans lesquels la manchette d'étanchéité par rapport à l'espace à étancher pénètre dans celui-ci en présentant une forme de trompette, le raccord 20 peut être réalisé avantageusement avec un plus petit volume et donc avec moins de matière. The sealing system is constituted so that the sealing collar 10, mounted according to its purpose on the shaft 5, defines the space 50 to be sealed in the form of a funnel moving away in the longitudinal direction of the space 50. Thus, in particular with respect to systems in which the sealing sleeve with respect to the space to be sealed penetrates into it in the form of a trumpet shape, the coupling 20 can advantageously be made with a smaller volume and therefore with less material.

Les figures 2 à 4 présentent sous la forme d'esquisses de principe, des systèmes d'étanchéité constituant d'autres exemples de réalisation de l'invention. Figures 2 to 4 show in the form of sketches of principle, sealing systems constituting other embodiments of the invention.

Ces systèmes sont représentés en coupe longitudinale, seule la partie supérieure de la partie coupée ainsi que les surfaces de coupe étant figurées. Les éléments comparables à ceux de la figure 1 portent aux figures 2 à 4 les mêmes références avec en plus à la figure 1 un tréma, à la figure 3 deux trémas et à la figure 4 trois trémas. These systems are shown in longitudinal section, only the upper part of the cut portion and the cutting surfaces being shown. The elements comparable to those of Figure 1 are in Figures 2 to 4 the same references with in addition to Figure 1 an umlaut, Figure 3 two umlauts and Figure 4 three umlauts.

Les systèmes d'étanchéité des figures 2 à 4 se distinguent du système d'étanchéité de la figure 1 par le fait qu'une composante selon la direction longitudinale de la ligne de liaison entre la manchette d'étanchéité 10', 10" et 10"', et le raccord 20', 20" et 20"' est toujours plus grande quand on passe de la figure 2 à la figure 4 dans l'ordre ascendant. Dans le système d'étanchéité de la figure 4, cette composante est finalement même plus grande que la composante en direction radiale. Les formes de réalisation décrites précédemment peuvent satisfaire ainsi différentes exigences en ce qui concerne les décalages statiques et/ou dynamiques de l'arbre qu'il s'agit de compenser. Par ailleurs, ce qui a été indiqué précédemment à propos du système d'étanchéité de la figure 1 est valable corrélativement pour les autres systèmes des figures 2 à 4. The sealing systems of FIGS. 2 to 4 are distinguished from the sealing system of FIG. 1 by the fact that a component in the longitudinal direction of the connection line between the sealing collar 10 ', 10 "and 10 "', and the fitting 20', 20" and 20 "'is always larger when going from Figure 2 to Figure 4 in ascending order. In the sealing system of FIG. 4, this component is finally even greater than the component in the radial direction. The embodiments described above can thus satisfy different requirements with regard to the static and / or dynamic offsets of the shaft that is to be compensated. Moreover, what has been indicated previously about the sealing system of FIG. 1 is valid correspondingly for the other systems of FIGS. 2 to 4.

Liste des références 5, 5', 5", 5"' arbre 10, 10', 10", 10"' manchette d'étanchéité 12 surface interne 14 surface externe 20, 20', 20", 20"' raccord 30, 30', 30", 30"' corps de soutien 50, 50', 50", 50"' espace à rendre étanche 10 15 20 25 30 List of references 5, 5 ', 5 ", 5"' shaft 10, 10 ', 10 ", 10"' sealing sleeve 12 inner surface 14 outer surface 20, 20 ', 20 ", 20" connector 30, 30 ', 30 ", 30"' support body 50, 50 ', 50 ", 50"' space to be sealed 10 15 20 25 30

Claims

claims

1. Sealing system having the following features: - a sealing collar (10, 10 ', 10 ", 10"'), defined essentially by an inner surface, and an outer surface substantially equidistant from the previous one, with at least a part of the inner surface intended to be applied with sealing on a shaft (5, 5 ', 5 ", 5"'), - a support body (30, 30 ', 30 ", 30"') as when the upper or lower half of a longitudinal section of the sealing system mounted in accordance with its purpose is observed, the sealing collar and an L-shaped part of the support body connecting thereto have a S-shaped or Z-shaped, - a connector (20, 20 ', 20 ", 20"') connects to the support body at least a portion of the outer face of the sealing sleeve and, when viewed as indicated more high, this part is delimited by a line that has at least one component in the direction longitudinal.

Sealing system according to claim 1, characterized in that the L-shaped portion of the support body (30, 30 ', 30 ", 30"') is mounted substantially forming an upper part and a lower part. and correspondingly the sealing sleeve (10, 10 ', 10 ", 10"') is mounted substantially in a lower or upper part of the S-shape or Z-shape.

3. Sealing system according to claim 1 or 2, characterized in that the delimiting line comprises at least a portion inclined relative to the longitudinal direction.

4. Sealing system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the delimiting line comprises at least one arcuate portion.

5. Sealing system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the component in the longitudinal direction is greater than a component in the radial direction.

Sealing system according to one of claims 1 to 5, characterized in that at least the portion of the inner surface which is sealingly applied to the shaft (5) has a profile for discharging a lubricating agent.

7. Sealing system according to claim 6, characterized in that a portion of the inner surface has spiral splines.

Sealing system according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the sealing sleeve (10, 10 ', 10 ", 10"') is mounted on the shaft according to its intended purpose. , is delimited with respect to the space to be sealed by a funnel-shaped going away from this space in the longitudinal direction.

9. Sealing system according to one of claims 1 to 8, characterized in that the outer surface of the sealing sleeve (10, 10 ', 10 ", 10"') is smooth.

10. Sealing system according to one of claims 1 to 9, characterized in that at least a portion of the outer surface facing the portion of the inner surface applied with sealing on the shaft (5), does not present no connection to the fitting (20, 20 ', 20 ", 20"').

11. Sealing system according to one of claims 1 to 10, characterized in that the sealing sleeve (10, 10 ', 10 ", 10"') is a thermoplastic material, especially PTFE.

12. Sealing system according to one of claims 1 to 11, characterized in that the sealing sleeve (10, 10 ', 10 ", 10"') is reinforced with fibers.

13. Sealing system according to one of claims 1 to 12, characterized in that the connector (20, 20 ', 20 ", 20"') comprises an elastomer and / or a thermoplastic material, in particular TPE and / or TPU.

14. Sealing system according to one of claims 1 to 13, characterized in that the support body (30, 30 ', 30 ", 30"') constitutes a cover element of a machine.

15. Sealing system according to one of claims 1 to 14, characterized in that the support body (30, 30 ', 30 ", 30"') is made of a material harder than that constituting the coupling (20). , 20 ', 20 ", 20"') and / or the sealing sleeve (10, 10 ', 10 ", 10"'), it comprises in particular a metal, a plastics material, cardboard and / or wood.