SE439672B - Tetningsring - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 sou73u4-a vis 0,2 - 0,3 mm, och tryckkroppen är under användning av i och för sig kända metoder påvulkaniserad eller pålimmad omedelbart på skiktet. att limmet, som användes, icke förändrar tryckkroppens elastiska Vid metoden som innefattar limning måste beaktas, egenskaper. Som lim kan sålunda endast sådana föreningar komma ifråga, som i förnätat tillstånd har mjukelastiska egenskaper.

Skiktet är avbrutet genom de sig i radiell riktning inifrån och ut- åt sträckande inskärningarna, så att på axelns omfång ligger ett flertal delskikt invid varandra.

Det är fördelaktigt, att de mitt emot varandra liggande begräns- ningsytorna för de enskilda delskikten på båda sidor av en in- skärning har ett absolut parallellt läge. Detta uppnås genom att en inskärning först anbringas i skiktet så, att det icke avskiljes fullständigt. tets baksida och den slutgiltiga genomträngningen av den kvar- Tryckkroppen förbindes därefter olösbart med skik- blivande förbindningen vid inskärningens botten erhålles på grund av den elastiska utvidgningen av tätningsringen vid monteringen.

Samtidigt åstadkommas att materialet i tryckkroppen i omrâdet för slitsarna frilägges och genom skiktets mycket ringa tjocklek kommer till anliggning mot ytan på axeln, som skall avtätas. De goda glidegenskaperna hos skiktet av polytetrafluoreten överlagras där- igenom med tryckkroppens bättre nötningsbeständighet och därigenom erhålles förutom goda tätningsegenskaper utomordentliga gångegen- skaper.

Det har visat sig, att en särskilt fördelaktig bredd på inskärning- arna kan erhållas, när vid användning av en tryckkropp av ett gummi- elastiskt material förhållandet mellan skiktets innerdiameter och ytterdiametern för axeln, som skall avtätas, uppgår till 0,85 - 0,95. skärningar på konstant avstånd är fördelade på axelns ytteromfâng, Därvid är så anordnat, att företrädesvis ett flertal in- exempelvis på sådana avstånd, att förhållandet mellan delskiktets bredd i omkretsriktningen och inskärningarnas bredd i monterat tillstånd uppgår till maximalt 15.

Inskärningarna får inte sträcka sig vinkelrätt mot axelns rotations- axel, eftersom vid en sådan utformning icke erhålles någon ut- 10 15 20 25 30 35 8007344-8 vidgning i tvärriktningen. Det har visat sig, att den maximala vinkeln härvid icke får överstiga 850. Å andra sidan har det visat sig, att vid vinklar mindre än So problem uppstår. eftersom vid så små vinklar avtätningen av en roterande axel pâverkas väsent- ligt genom den av vinkelstorleken förorsakade räfflingseffekten (Drall-effekten). prövas i det enskilda fallet, Fastsättningen vid så små vinklar måste därför varvid det dock under alla omstän- digheter är nödvändigt att välja det generella läget så, att en pumpverkan i riktning mot det avtätade rummet erhålles.

Inskärningarna kan i alla delområden vara anordnade i samma vinkel Det ä så möjligt att låta inskärningarna ha ett kurvformigt förlopp, mot rotationsaxeln, dvs. de kan vara utformade raka. ock- varigenom i de olika delområdena erhålles en varierande vinkel gentemot rotationsaxeln. Det sistnämnda utförandet har särskild betydelse för axeltätningsringar med en som skarp kant utformad tätningsläpp, från vilken innerväggen på polytetrafluoretenskiktet utvidgas konformigt till en större diameter. Med tilltagande av- stånd från ytan på den avtätade axeln erhålles därigenom varieran- de pumpeffekt, vilken kan utnyttjas positivt genom inskärningarnas motsvarande kurvformiga förlopp.

Serien av de runt omkretsen fördelade inskärningarna med med var- andra parallellt förlopp kan vara tillordnad en andra serie spegel- vända inskärningar. Därvid är det också möjligt att så pålägga inskärningarna, att de skär över varandra inbördes. En sådan ut- föringsform medför en dynamisk avtätningseffekt på axlar, som om- växlande roterar åt höger och åt vänster. Företrädesvis skall vid alla utföringsformer genomsnittet av alla vinklar, som de olika delområdena för varje inskärning bildar med rotationsaxeln, ligga mellan 10 och 300.

Tätningsringen kan vara utförd som en spalttätning, vid vilken in- sidan på skiktet av polytetrafluoreten ligger parallellt på den avtätade axelns yta. Likaså är det möjligt att utforma tätningen som en läppring, exempelvis genom att de tryckkroppen i axiell riktning begränsande ändytorna på en eller båda sidor är konfor- migt avfasade till bildning av en runt om löpande, vid inneromkret- sen belägen tätningsläpp, Och att det axiellt bakomliggande området 10 l5 20 25 30 35 80073l+iæ~8 »b genom ett förstyvningselement är utvidgat till en diameter, som är större än axeldiametern. Därvid har det visat sig vara särskilt fördelaktigt, när förstyvningselementet är en ring med en i rikt- ning mot det avtätade mediet öppen, U-formig profil, och när tryckelementet är fäst vid den inåt liggande skänkeln.

Tätningseffekten erhålles med en tätningsring med detta utförande genom tätningsläppar, som utmed en runt om löpande kurvlinje med ytterst ringa bredd anligger mot den avtätade axelns yta. Det uppstående friktionsvärmet låter sig från denna smala zon bort- transporteras genom den av den roterande axeln förorsakade cirku- lationen av smörjmedel och även ytterluften, så att ofördeliktiga förändringar av tryckkroppens mekaniska egenskaper i stor utsträck- ning låter sig förhindras även under längre driftsperioder. Sär- skilt vid utformningen av dammläppar (Staublippen), som normalt inte fuktas av det egentliga smörjmedlet, är detta kännetecken med hänsyn till den förväntade livslängden av synnerligen stor betydelse.

Tätningselementet, som består av tryckkroppen och den insidiga be- skiktningen av ett skikt av polytetrafluoreten, kan vid läpptät- ningar också vid den först beskrivna spalttätningen framställas i form av en hålcylinder. Den enda skillnaden består i att vid en spalttätning den genom inbyggnaden alstrade elastiska utvidgningen av den totala axiella längden sker fullständigt likformigt, vari- genom tätningselementets hela inneryta anligger med en konstant kraft mot den avtätade axelns yta.

För utformningen av en läpptätning sker däremot, sett i tätnings- elementets axiella riktning, i de olika områdena en olika kraftig utvidgning, så att frontänden på den eller på båda sidorna ut- vidgas motsvarande axelns diameter, under det att det på avstånd därifrån liggande området utvidgas i större utsträckning. Genom denna varierande utvidgning lägger sig tätningselementets inner- kanter i en vinkel mot den avtätade axelns yta, varigenom en tät- ningsläpp bildas. Varje snedställning av tillhörande frontyta och det relativa överskottet på utvidgningen av det på avstånd bakom tätningsläppen liggande området jämfört med utvidgningen för själva tätningsläppen ger en bestämd konvinkel mellan de tätningsläppen begränsande sidoytorna och den avtätade axelns yta. Denna vinkel l0 15 30 8007341v8 låter sig utan svårigheter inställas på ett värde, som medför opti~ mal avtätning gentemot det avtätade mediet.

Föremålet för föreliggande uppfinning kommer att beskrivas närmare nedan i anslutning till bifogade ritningar, på vilka fig. l visar en spalttätning, delvis i tvärsnitt och i perspektivvy före in- byggnaden, fig. 2 visar en spalttätning enligt fig. l anbringad på en axel, som visas med streckpunkterade linjer, fig. 3 visar en läpptätningsring anordnad på tillhörande axel, och fig. 4 visar en läpptätningsring motsvarande den i fig. 3 med tvâ på ett axiellt avstånd från varandra anordnade tätningsläppar.

Spalttätningen enligt fig. l består av en tryckkropp l av ett mjuk- elastiskt material, exempelvis av en akrylnitrilbutadienkautschuk med en Shore-hårdhet på 750 Shore A. Tryckkroppens insida är olös- bart förbunden med ett skikt 2 av polytetraflureten med konstant tjocklek, närmare bestämt 0,25 mm. Skiktet är genom inskärningar 3 uppdelat i ett flertal över omkretsen likformigt fördelade delskikt med relativt liten bredd. kel på 280 till rotationsaxeln.

Inskärningarna är anordnade med en vin- Ett flänslikt utformat utsprång 4 är förbundet med tryckkroppen l genom ett membranliknande övergángsstycke. Utsprànget medger väts- ketät förankring av tätningsringen i den upptagande husöppningen.

Genom det membranlikt utformade övergàngsstycket skall uppnås att det av tryckkroppen l och skiktet 2 bestående tätningselementet särskilt lätt kan följa den avtätade axelns rörelser.

Tätningsringen enligt fig. l återges i monterat tillstånd i fig. 2. varvid genom tätningselementets påskjutning på den axel, som skall avtätas, åstadkommer en elastisk utvidgning, varigenom de i området för inskärningarna mitt emot varandra liggande begränsningskanterna för delskikten hamnar på avstånd från varandra. Dessa avstånd åstadkommer bildning av genomgående kanaler, i vilka det elastiska materialet i tryckkroppen 3 kommer till anliggning mot den avtätade axelns yta. En bestämd punkt på den avtätade axelns yta passerar därigenom under ett varv efter varandra ett första område bestående av polytetrafluoretenskiktet 2 och ett andra område bestående av det elastomera materialet i tryckelementet. Därigenom erhålles totalegenskaper för tätningselementet, som såväl med avseende på 10 15 20 25 30 800734l+~8 nötningsbeständigheten som med avseende på glideqenskaperna under ogynnsamma betingelser har utomordentligt goda värden.

I fig. 3 återges en läpptätning. Också härvid framställes tätnings- elementet bestående av tryckkroppen l och den på insidan belägna foliebeskiktningen 2 med de däri anordnade slitsarna i väsentligen cylindrisk form, varpå därefter dock i området för de båda axiala ändarna sker en varierande elastisk utvidgning.

Tätningselementet anligger i området för tätningsläppen ll mot ytan på den avtätade axeln 6, och utvidgningen motsvarar här den av den avtätade axelns diameter resulterande deformeringen. På den mot- satt liggande änden bestämmes däremot utvidgningen genom det rela- tiva läget av ett ringformigt utformat förstyvningselement 10.

Detta uppvisar på insidan en i axiell riktning utskjutande vulst 9, som är fast lagrad i ett runt om löpande spår med till tätnings- elementet anpassad profil, exempelvis genom sammanlimning eller sammansvetsning. Den vinkel, som insidan 8 bildar med den avtätade axelns yta, erhålles genom den relativa skillnaden mellan den elas- tiska deformeringen i området för tätningsläppen ll och i vulstens 9 omrâde liksom av det inbördes avståndet mellan de båda områdena.

En normal vinkel på i storleksordningen 70 kan utan vidare uppnås.

Den konvinkel, som ändytan 7 bildar mot ytan på den avtätade axeln, bestämmes förutom av den elastiska deformeringsgraden också genom ändytans tidigare mekaniska bearbetning. vinkeln låter sig däri- genom inställas på i stort sett det önskade värdet. Normalt vid avtätning gentemot vätskor ligger vinkeln på i storleksordningen ca 300.

I fig, 4 visas ett alternativt utförande jämfört med i fig. 3, med den skillnaden att tätningselementet uteslutande i det utanför vulsten 9 liggande området är sammanlimmat med detta, och att det radiellt där innanför liggande området av tätningselementet är format till ytterligare en tätningsläpp l2. Den vinkel, med vil- ken konytorna 13 och 14 anligger mot ytan på den avtätade axeln, kan, såsom vid de ovan beskrivna utföringsformerna, modifieras med avseende på ytorna 7 och 8 i önskad utsträckning.

Claims (8)

1. Ul 10 15 20 25 35 8097344-8 ä* Patentkrav l. Tätningsring för spalten mellan en öppning och en axel (6) som sträcker sig genom denna, vilken tätningsring består av en tryckkropp (1) med elastiska egenskaper och ett med tryck- kroppen förbundet, tunt skikt (2) av polytetrafluoreten, vil- ket skikt är anordnat mellan tryckkroppen (l) och axeln (6) samt är försett med radiellt riktade inskärningar (3), k ä n - n e t e c k n a d av att inskärningarna (3) är anordnade i en vinkel av 50 - 850 mot rotationsaxeln och sträcker sig så långt genom skiktet (2), att detta till följd av utvidgningen vid monteringen uppdelas i på avstånd från varandra belägna delskikt.

2. Tätningsring enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att skiktets (2) tjocklek är 0,2 - 0,3 mm.

3. Tätningsring enligt krav l - 2, k ä n n e t e c k n a d av att inskärningarna (3) är anordnade i samma vinkel gentemot ro- tationsaxeln i alla delområden.

4. Tätningsring enligt krav l - 2, k ä n n e t e c k n a d av att inskärningarna (3) är inbördes lika utformade och har ett kurvformigt förlopp, vilket i de olika delområdena resulterar l en varierande vinkel gentemot rotationsaxeln.

5. Tätningsring enligt krav l - 4, k ä n n e t e c k n a d av att inskärningarna (3) inbördes skär över varandra.

6. Tätningsring enligt krav l - 5, k ä n n e t e c k n a d av att genomsnittet av alla vinklar mellan delområdena för varje inskärning (3) och rotationsaxeln är mellan 100 och 300.

7. Tätningsring enligt krav 1 - 6, k ä n n e t e c k n a d av att tryckkroppen (1) är fäst vid en förstyvningsring (10), att de i axiell riktning begränsande frontytorna (7) på en eller båda sidor under bildning av en runt om löpande tätningsläpp (ll) pâ inneromkretsen är konformigt avfasade, och att det på ett avstånd axiellt där bakom liggande område av förstyvnings- 80Ü734lv8 2 ringen är utvidgat till en diameter, som är större än axel~ diametern.

8. Tätningsrinq enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d av att förstyvningsringen (10) har i riktning mot det avtätade mediet öppen, U-formig profil och att tryckkroppen (1) är fastsatt på den inre skänkeln (9) av förstyvningsringen.