SE456521B - Oljetetningsenhet for hoga tryck - Google Patents

Description

456 521 10 15 20 25 30 35 önskvärd spänningskoncentration vid övergång mellan en under- stödd och en fribärande del av tätníngsorganet av elastomer- material. vid många högtryckstätningar har man funnit att det höga trycket åstadkommer brott där kraften från tryck förskjuter det fribärande tätningsorganet av elastomermaterial från stöd- delen i närheten av dennas inre omkrets, vanligen vid en skarp = kant som uppstår vid stansning av stöddelen. -unnu Eftersom utbyte av en trasig tätning innebär arbete och besvär som kraftigt överstiger kostnaden för själva tätningen finns det ett behov av tätningar med större livslängd. speciellt sådana som man kan förmoda inte snabbt förstöres eller skadas av arbetsförhållanden som innebär högt tryck.

Enligt föreliggande uppfinning åstadkommas en förbättrad tät- ning med en avrundad stöddel eller förstyvningsdel som är anordnad att eliminera brott vid högt tryck.

Tätningen enligt uppfinningen innebär en konstruktion som' utjämna: skjuvpåkänningar och andra skadliga påkänningar i den färdiga tätningen då denna utsättes för högt tryck. och detta sker genom att stöddelen har en inre kant med förstorad yta. en fästvulst med avrundat tvärsnitt. jämn utvändig yta, varvid hela fästvulsten omslutes av en del av läpptätningsdelen.

Enligt uppfinningen åstadkommes även en stöddel som är anord- nad att mottaga en vid denna fäst läpptätníngsdel och vilken kan framställas utan användning av ovanliga eller dyrbara verktyg.

Uppfinningen beskrives närmare nedan med hänvisning till bifogade ritning. på vilken fig. 1 är en perspektivvy av en tätning enligt uppfinningen och visar dennas huvuddelar. fig. 2 visar ett vertikalt snitt genom en del av tätningsenheten enligt uppfinningen i omonterat tillstånd, fig. 3 visar ett snitt som liknar snittet enligt fig. 2 men visar tätningen i 10 15 20 25 30 35 456 521 monterat användningsläge på en tillhörande axel som utgör en del av den tâtade mekanismen. fig. 4 visar ett vertikalt snitt genom en del av en tätning av tidigare känt slag. vilken vy visar bristerna hos en sådan tätning vid användning för höga tryck. fig. 5 visar ett snitt som liknar snittet enligt fig. 4 men är utfört i större skala och ytterligare visar nackdelarna med tidigare kända tätningar. och fig. 6 visar ett vertikalt n snitt 1 större skala som illustrerar fördelarna och särdragen hos en stöddel som är framställd 1 enlighet med föreliggande uppfinning.

Nedanstående beskrivning görs med hänvisning till en relativt enkel form av tätning. vilken är anpassad för användning vid höga tryck och visas utan vanliga tillbehör såsom stödbrickor. fjädrar eller organ för att förhindra uttryckning.

I fíg. 1 visas en tätningsenhet 10 som innefattar en stel stöddel 12 och en del 14 av elastomermaterial. vilken för att underlätta beskrivningen är uppdelad i en yttre monterings- vulstdel 16. en mellanliggande huvuddel 18 och en läpphuvuddel 20. Läpphuvuddelen är i sin tur uppdelad i en primär läppdel 22. en extra läppdel eller smutstätningsläppdel 24 samt en fästdel 26. ' Stöddelen 12 innefattar en radiellt yttre. axiell fläns 28 som utgör en monteringsstöddel, en krökt del 30, en radiellt riktad fläns 32 samt en inre fästvulstdel 34.

I enlighet med uppfinningen innefattar fästvulstdelen 34 en första. snedställd metallremsa 36. vilken är vikt till en andra remsa 38 kring en krökt del 40. varvid den andra sned- ställda metallremsan 38 avslutas vid en inre kant 42. Hela stöddelen innefattar således flänsarna 28 och 32. varvid flänsen 32 innefattar en inre kantdel 44 med motriktade sido- ytor 46. 48'pâ oljesidan respektive på luftsidan. vilka är vända mot respektive från det tätade området. I beskrivningen och i kraven användes uttrycket “axiellt inre" i betydelsen riktad mot det tätade området, dvs. åt höger i fíg. 2 och 3. 456 521 10 15 20 25 30 35 Förutom kantdelen 44 med ytorna 46 och 48 innefattar stöddelen 12 (se fig. 6) den ringformiga fästflänsen 34, vilken innefat- tar den inåtriktade flänsytan 50. den angränsande, radiellt inåt riktade flänsytan 53 samt den snedställda flänsytan 54. vilken är riktad radiellt inåt men även något axiellt utåt.

Läpphuvuddelen 20 av gummi kan i själva verket anses börja vid den undre delen av den mellanliggande livdelen 18. varvid denna är fäst vid kantytan 46. och läpphuvuddelen är kontinu- erligt fäst kring de krökta ytorna 50. 52 och 54. Läpphuvud- delen täcker även lämpligen den inre kanten 42 av stöddelen 12 samt den axiellt utåt riktade kantytan 48 på stöddelen 12. Som följd av detta är läpphuvuddelen förbunden med eller fäst vid stöddelen längs en kontinuerlig. krökt. ringformig vulst med större tvärsnittsarea än resten av stöddelen. De snedställda kantflänarna eller remsorna 36. 38 i vulsten visas vikta för att.anligga mot eller ligga tätt intill varandra. men de kan även ligga på något avstånd från varandra. under förutsättning att den radiellt inre delen av stöddelen innefattar en av- rundad kant som är fri från skarpa kanter längs hela den del av läpphuvuddelen som är utsatt för högt tryck.

Stympat koniska läppytor 56. 58 på den s.k. oljesidan respek- tive den s.k. luftsidan möts längs en i huvudsak cylindrisk ort för att bilda ett tätningsband 60 för primär kontakt ned en tillhörande axel 62 (fig. 3) eller ett annat avtätat organ.

Läpphuvuddelen innefattar även ett fjäderspår 64 för upptagan- de av en fjäder 66. och den extra läppen eller dammtätnings- läppen 24 innefattar axiellt inre och yttre ytor 68. 70.

I fig. 3 visas tätningen enligt uppfinningen i användningsläge med tätningsbandet 60 tätt anliggande mot axelns 62 yttre yta 72.

Vid det visade exemplet anligger den extra läppen eller sekundärläppen 24 mot axelns yta 72 med lågt tryck och deformeras därför icke, medan den primära läppdelen 22 deformeras avsevärt. och det är underförstått att tätningen i _ lll. 10 15 20 25 30 35 456 521 denna utföringsform utsättes för högt tryck i det med 77 betecknade området i fig. 3.

I fig. 4 och S visas en tätning lOa av tidigare känt slag. vilken innefattar en stöddel 12a och en läppdel 22a som liknar motsvarande delar enligt föreliggande uppfinning. I fig. 4 och 5 visas områden med spänningskoncentrationer schematiskt vid punkterna X och Y. och det framgår att gummimaterialet håller på att släppa längs de skarpa kanterna Z vid stöddelens inre omkrets.

Man har funnit att brott på tätningen i detta omrâde är van- ligt. och detta antas bero på att mycket höga tryck. speciellt intermittenta tryck. pålägges såsom visas med pilarna i fig. 5. De krafter som därvid uppstår strävar att förskjuta elasto- mermaterialet radiellt inåt vid området för stöddelens 12a inre kant. vilket ger en första sönderslitning av förbindning- en eller av elastomermaterialet i närheten av förbindningen.

Hed tiden fortsätter spänningskoncentrationerna i detta område och sprickorna fortplantas längs stöddelens omkrets och sträcker sig slutligen utåt i tätnínqens huvuddel. Detta leder i sin tur till ökad böjning och deformation med påföljande ökad skada på tätningen. vilket leder till brott i förtid.

Trots att man antog att tätningar av denna typ skulle för- slitas mest intill den primära tätningsytan eller området ned relativ rörelse mellan själva tätningen och tillhörande axel har det visat sig att dessa tätningar ofta får icke önskvärda rörelser. vilka innefattar alltför stor utböjning. till följd av brott på förbindningen mellan tätningsläppen och de inre delarna av stöddelen. Detta anses vara en följd av skarpa kanter och skarpt vinklade ytor inom områden med stora påkän- ningar.

Förutom de påkänningar som visas schematiskt med pilarna i fig. 5 och är riktade i huvudsak radiellt finns även påkän- ningar i omkretsriktningen vid tätningar av detta slag. varvid 456 521 10 15 20 25 dessa påkänningar vanligen uppstår då delarna utsättes för intermittent rörelse. så att tätningsläppdelen omväxlande utsättes för vidhäftning och glidning i förhållande till den avtätade axeln. vilket ger upphov till skjuvpåkänningar i omkretsriktningen i tätningslâppdelen och brott i förtid.

I fig. 6 visas att tätningen enligt uppfinningen åstadkommer en rundad innerkant på stöddelen för fördelning av påkän- ningarna'över hela detta område och eliminering av spännings- koncentrationer. För uppnående av detta är ytorna 50. 52 och S4. såsom visas i fig. 6. förbundna med varandra längs en kurva och påkänningarna fördelas likformigt i detta område.

I de flesta fall ger en fästvulst av den visade utförings- formen eller en liknande utföringsform ungefär 2 l/2 gånger så stor fästyta som föreligger i de flesta tidigare kända utföranden. Till följd av detta ökas motståndskraften mot brott under tryck. Genom åstadkommande av en kontinuerlig tät- ningsdel som innefattar en monteringsvulst 16 samt en mellan- liggande del 18 finns det dessutom ingen öppen förbindning mellan stöddelen och tätningsdelen. vilket skulle kunna ge upphov till spânningskoncentrationer. Hed andra ord innebär detta att de delar av tätningen som utsättes för högt tryck endast innefattar gummitäckta delar och icke någon linje. längs vilken en öppen del av stöddelen är förbunden med gummi- delen. Detta innebär att områden. där brott vanligen börjar. elimineras med tätningsenheten enligt föreliggande uppfinning.

Claims (8)

10 15 20 25 30 35 7 456 521 Patentkrav

1. Oljetätningsenhet bestående av en tätningsläppdel (28) av elastomermaterial samt en stöddel (12) av stelt material med en monteringsfläns (28) och en radiellt riktad fläns (32). k ä n n e t e c k n a d av att stöddelen innefattar en ring- formig, inre monteringsvulst (34). vilken är framställd genom vikning av atmintone två skikt av stöddelens (12) naterial för att bilda en första och en andra snedställd flänsdel (36, 38), vilka är förbundna med varandra medelst en krökt del (40), varvid ett av skikten (38) avslutas led en kantdel (42) och den krökta delen (40) innefattar en rundad yttre yta. vilken är riktad 1 huvudsak mot det tåtade omradet och tät- ningsenhetens inre omkrets, samt att tåtningslâppdelen (22) innefattar en yta (46) på luftsidan och en yta (48) på olje- sidan, vilka ytor möts i onkretsriktningen för avgränsning av ett tätningsband (60). varjämte tätningsläppdelen (22) har en fästdel (26) som är förbunden med och fullständigt omsluter en inre kant (44) av stöddelens (12) radiella fläns (32) samt de yttre ytorna (50, 52, 54) och kantdelen (42) av de skikt som bildar vulsten (34) för astadkommande av en förbindnings- yta som kan förhindra brott vid päläggning av högt tryck. _

2. Oljetätningsenhet enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att tätningsläppdelen (22) innefattar en ytterligare del med en förbindningsyta som sträcker sig längs och är fäst vid stöddelens (12) radiella fläns (32).

3. Oljetätningsenhet enligt krav l eller 2, t e c k n a d av att tätningsläppdelen (22) innefattar en extra dammtätningsläpp (24), vilken är belägen axiellt utan- för tätningsbandet (60). ' k ä n n e -

4. Oljetätningsenhet enligt något av krav l-3. k ä n n e - t e c k n a d av att de tva skikten (36, 38) av stöddelens (12) material är så vikta, att de anligger mot varandra. 10 15 20 25 30 456 5-21

5. Oljetätningsenhet enligt något av krav 1-4, k ä n n e - t e c k n a d av att en cylindrisk kropp (16) av elastomer- material bildar den yttre delen av tätningsenheten, vilken kropp ligger på utsidan av stöddelens axiella fläns (28).

6. Oljetätningsenhet enligt något av krav 1-5, k ä n n e - t e c k n a d av att tätningsläppdelen (22) innefattar en i ett stycke med densamma utförd del som sträcker sig radiellt utåt och längs en axiellt inåt riktad del av stöddelens (12) radiella fläns (32) och är förbunden med denna.

7. Oljetätningsenhet enligt något av krav 1-6, k ä n n e - t e c k n a d av att tätningsläppdelen (22) innefattar ett ringformigt fjäderspår (64), vilket är placerat i huvudsak radiellt mitt för tätningsbandytan (60).

8. Oljetätningsenhet enligt något av krav 1-7, k ä n n e - t e c k n a d av att stöddelens (12) radiellt inre monte- ringsvulstdel (34) är så utformad, att den har större tvär- snittsarea än resten av stöddelen (12) och innefattar en kon- tinuerlig, mjukt krökt, ringformig fästyta, vilken innefattar en första i huvudsak mot tätningens fluidsida riktad ytdel (50), en andra, med den första ytdelen förbunden och i huvud- sak mot den inre öppningen i tätningen riktad ytdel (52), samt en tredje, med den andra ytdelen förbunden och åtmins- tone delvis bort från fluidsidan och ut från det tätade omrâdet riktad ytdel (54), samt att tätningsläppdelens (22) fästdel (26) fullständigt omsluter och är permanent fäst vid åtminstone den första, den andra och den tredje ytdelen (50, 52, 54) på stöddelen (12).