WO2010139655A1 - Shaft sealing ring - Google Patents

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WO2010139655A1
WO2010139655A1 PCT/EP2010/057516 EP2010057516W WO2010139655A1 WO 2010139655 A1 WO2010139655 A1 WO 2010139655A1 EP 2010057516 W EP2010057516 W EP 2010057516W WO 2010139655 A1 WO2010139655 A1 WO 2010139655A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
shaft
sealing
leg
sealing element
section
Prior art date
Application number
PCT/EP2010/057516
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Friedrich Boecking
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Publication of WO2010139655A1 publication Critical patent/WO2010139655A1/en

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/164—Sealings between relatively-moving surfaces the sealing action depending on movements; pressure difference, temperature or presence of leaking fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • F16J15/3204—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip
    • F16J15/3228—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip formed by deforming a flat ring
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • F16J15/3244—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with hydrodynamic pumping action

Definitions

  • the present invention relates to a shaft seal according to the preamble of claim 1.
  • shaft sealing rings produced from a plastic with shape memory (“memory effect") are known, wherein a shaft sealing ring comprises a sealing lip, which is integrally formed on a flange-like, essentially radially extending fastening section, and via the fastening section and the sealing lip
  • a shaft seal made of a plastic with shape memory which can be applied under elastic prestress against the outer surface of the shaft to be sealed.
  • a centering web is provided adjacent to the side of the sealing lip exposed to the liquid to be sealed, the lateral surface of which has a radius which corresponds to the radius of the shaft to be sealed.
  • the sealing element and the sealing lip are formed by radially slitting the sealing element from the inside out.
  • a shaft sealing ring which has a sealing element with a sealing lip for sealing engagement with a surface of a shaft, a supporting element to which the sealing element is directly or indirectly fixed, and a rubber coating which is provided on at least a portion of the supporting element the sealing element has a first portion, which is fastened to a first leg of the support element, and a second portion, which is fastened to a second leg of the support element.
  • the support of the sealing lip is not by an additional spring element, but by the sealing ring itself achieved in a structurally simple and thus cost-effective manner.
  • the support element is ring-shaped forms, wherein the first leg and the second leg are arranged at an angle to each other, which is in a range between 80 ° and 100 °, in particular at about 90 °.
  • the support member may be made of steel, aluminum, plastic or any suitable material which provides the required rigidity and strength.
  • a gap is formed between the first portion and the second portion.
  • the sealing element has a third portion for abutment with the surface of the shaft, which is provided with at least one, in particular with a plurality of slots.
  • the slots widen to slightly oblique grooves, which provide increased flexibility or a reduced flexural rigidity of the sealing element in this area. As a result, the sealing contact on the surface of the shaft is further improved.
  • the sealing element has a fourth section which is provided with at least one, in particular with a multiplicity of openings.
  • each of the first portion of the rubber coating, which is applied to the first leg, and the second portion may be glued to the rubber coating, which is applied to the second leg.
  • the shaft sealing ring is made of polytetrafluoroethylene.
  • the use of a PTFE seal is particularly advantageous when using poorly lubricious or aggressive media.
  • a shaft seal made of PTFE achieves a good sealing effect even at low temperatures and, moreover, is a less expensive material than other materials.
  • the sealing member forms a substantially annular member, the second portion and the fourth portion acting as a support to maintain the sealing abutment of the third portion on the surface of the shaft.
  • Sealing element with its first portion and its second portion on the support element which can be done in two separate manufacturing steps or simultaneously, no further additional manufacturing steps or additional components required, which significantly reduces the cost.
  • a cavity, which is formed by the sealing element can be filled with fuel, which enters the cavity through the at least one opening, whereby a pressure is built up in the cavity by the fuel, in order to seal the sealing abutment third section to support the surface of the shaft.
  • 1 shows a section through a shaft seal according to an embodiment
  • 2 shows a section through a shaft sealing ring according to a further embodiment
  • FIGS. 3A and 3B each show a portion of the sealing lip provided in the third section of the sealing element.
  • Fig. 1 shows a section through a shaft seal 1 according to one embodiment.
  • the shaft seal 1 is essentially composed of three elements which consist of a support element 2, a rubber coating 3 applied to at least a portion of the support element 2 and a sealing element 4.
  • the support element 2 is annular and has a first leg 5 and a second leg 6, which are arranged substantially perpendicular to each other.
  • the support element 2 furthermore has a first surface 7 and a second surface 8 opposite the first surface 7.
  • the first surface 7 is in the region of the second leg 6, when the sealing element 1 is used for sealing on a shaft 9 designed as a radial shaft, close to a housing wall 10 at.
  • the gumming 3 is applied, which extends from there over the entire first surface 7 of the first leg 5 around it to the second Surface 8 of the first leg 5 extends, and ends at the recessed portion 1 1 of the second leg 6 on the second surface 8.
  • the rubber coating 3 is also close to the housing wall 10 at.
  • the sealing element 4 has a first portion 12, a second portion 13, a third portion 14 and a fourth portion 15.
  • the first section 13 rests substantially over its entire length on the gumming 3 applied to the first leg 5 on the second surface 8 or is glued to the gumming 3 at least at one point in this area.
  • the first portion 12 may be in any other suitable manner on the rubber coating 3 either over the entire surface or also be attached only in places or in sections.
  • the first section 12 simultaneously forms a first end section 16 of the sealing element 4.
  • the second portion 13 is in the embodiment substantially over its entire length at the on the recessed portion 1 1 on the second
  • the second section 13 can also be attached to the rubber coating 3 in any other suitable manner either over the entire surface or only in places or in sections.
  • the second section 13 simultaneously forms a second
  • the fourth portion 15 of the sealing element 4 connects, which acts together with the second portion 13 as a support.
  • the shape of this support formed by the second portion 13 and the fourth portion 15 can be adjusted depending on the desired supporting force and supporting direction. The support ensures that the shaft seal 1 is always pressed against the shaft 9 and to a surface 21 of the shaft 9 with a defined force.
  • the fourth section 15 is provided with a plurality of openings 19.
  • fuel enters from the medium side M through the openings 19 in a cavity 20 formed by the sealing element 4, fills the cavity 20 and builds an internal pressure in the cavity 20, through which the sealing element 4 reliably to the surface 21 of the shaft. 9 is pressed.
  • the third section 14 is provided with a plurality of slots 22, which will be described below in connection with FIGS. 3A and 3B.
  • Fig. 2 shows a section through a shaft seal 1 according to another
  • This embodiment of the shaft seal 1 differs From the embodiment described in connection with Figure 1 in that the rubber coating 3 is applied only on a portion on the first surface 7 of the support member 2.
  • the rubber coating on the first surface 7 on the second leg 6 is provided on the recessed portion 11 and on a portion of the first surface 7 of the first leg 5.
  • no gumming 3 is applied in this embodiment, such that the first end section 16 of the sealing element 4 formed by the first section 12 and the second end section 17 of the sealing element 4 formed by the second section 13 are each directly attached to the second surface 8 of the support element 2 or glued thereto.
  • first portion 12 of the sealing member 4 may be attached to the second surface 8 of the first leg 5 of the support member 2 in any other suitable manner over the entire surface or in places.
  • second portion 13 of the sealing member 4 may be secured to the second surface 8 of the second leg 6 of the support member 2 in any other suitable manner over the entire surface or in places.
  • the production of the shaft seal 1 according to the embodiments described above is greatly simplified by the self-supporting support of the sealing element 4, since no additional elements or additional process steps are required to ensure the contact pressure of the sealing element 4 to the shaft 9.
  • the sealing element 4 is first produced as a strip-shaped or band-shaped element.
  • the sealing element 4 is then first glued at a first location 23 with the first portion 12 to the first leg 5 of the support element 2 or - with respect to the first embodiment - to the gumming applied there.
  • the sealing element 4 is bent and glued at a second location 24 with the second portion 13 to the second leg 6 of the support member 2 or - with respect to the first embodiment - to the applied there rubber coating 3.
  • the adhesive steps at the first location 23 and at the second location 24 may also be performed simultaneously in a single step.
  • FIGS. 3A and 3B each show a part of one in the third section 14 of FIG.
  • Fig. 3A shows the state of the sealing lip 25 before attachment to the support member 2, as described above
  • Fig. 3B shows the state of the sealing lip 25 in the bent or on the Support element 2 attached state shows.
  • the third section 14 is formed on its surface opposite the shaft 9 or on its surface contacting the shaft 9 with a multiplicity of slots 22, which run essentially parallel to one another.

Landscapes

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Abstract

The invention relates to a shaft sealing ring (1), which comprises a sealing element (4) having a sealing lip (25) for resting against a surface (21) of a shaft (9) in a sealing manner, a support element (2) to which the sealing element (4) is directly or indirectly fastened, and a rubber coating (3) provided on at least one section of the support element (2), wherein the sealing element (4) has a first section (12) attached to a first limb (5) of the support element (2) and a second section (13) that is attached to a second limb (6) of the support element (2).

Description

Beschreibung description
Titel WellendichtrinqTitle Wellendichtrinq
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wellendichtring gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a shaft seal according to the preamble of claim 1.
Stand der TechnikState of the art
Um die sichere Anpressung der Dichtlippe eines Wellendichtrings an die Oberfläche einer Welle, z. B. einer Radialwelle, zu bewirken, sind im Stand der Technik eine Vielzahl von Lösungen vorgeschlagen worden.To the secure contact pressure of the sealing lip of a shaft seal to the surface of a shaft, for. As a radial shaft, a variety of solutions have been proposed in the prior art.
Beispielsweise sind einerseits aus einem Kunststoff mit Formgedächtnis („Memory-Effekt") hergestellte Wellendichtringe bekannt. Dabei umfasst ein Wellendichtring eine Dichtlippe, welche an einen flanschartigen, sich im Wesentlichen radial erstreckenden Befestigungsabschnitt angeformt ist, und über den Befestigungsabschnitt und die Dichtlippe ist eine entsprechend geformte Andruckscheibe aus gummiartigen Werkstoff gelegt. Um beispielsweise eine derartige Konfiguration auch an schräg verlaufende Wellen anzupassen, wird in DE 44 09 642 A1 ein aus einem Kunststoff mit Formgedächtnis hergestellter Wellendichtring vorgeschlagen, welcher unter elastischer Vorspannung gegen die äußere Mantelfläche der abzudichtenden Welle anlegbar ist. Hierzu ist auf der der abzudichtenden Flüssigkeit ausgesetzten Seite der Dichtlippe dieser benachbart ein Zentriersteg vorgesehen, dessen Mantelfläche einen Radius aufweist, welcher dem Radius der abzudichtenden Welle entspricht.For example, shaft sealing rings produced from a plastic with shape memory ("memory effect") are known, wherein a shaft sealing ring comprises a sealing lip, which is integrally formed on a flange-like, essentially radially extending fastening section, and via the fastening section and the sealing lip In order, for example, to adapt such a configuration also to inclined waves, DE 44 09 642 A1 proposes a shaft seal made of a plastic with shape memory which can be applied under elastic prestress against the outer surface of the shaft to be sealed. For this purpose, a centering web is provided adjacent to the side of the sealing lip exposed to the liquid to be sealed, the lateral surface of which has a radius which corresponds to the radius of the shaft to be sealed.
Die oben beschriebenen Wellendichtringe, welche aus einem Kunststoff mit Formgedächtnis hergestellt sind, weisen jedoch den Nachteil auf, dass das Formgedächtnis des Materials bei sehr hohen Temperaturen verloren gehen kann.However, the shaft seal rings described above, which are made of a shape memory plastic, have the disadvantage that the Shape memory of the material can be lost at very high temperatures.
Eine weitere Lösung, um die Anpressung der Dichtlippe eines Wellendichtrings an der Oberfläche einer Welle zu erzielen, wird in DE 101 09 320 A1 beschrieben. Hierbei ist ein Radialwellendichtring mit einem Dichtelement aus Kunststoff, wie beispielsweise Polytetrafluorethylen (PTFE), ausgebildet, welches eine Dichtlippe aufweist, die mit einem Abschnitt an der Oberfläche der Welle zur Mediumseite hin abdichtend anliegt, wobei auf der Mediumseite der Dichtlippe eine An- drückvorrichtung vorgesehen ist, die den Abschnitt der Dichtlippe an die Oberfläche der Welle mit einer Kraft mit radial einwärts gerichteter Komponente angedrückt hält. Die Kraft bewirkt, dass die Dichtlippe im Betrieb nicht abheben kann. Das Dichtelement und die Dichtlippe sind dabei durch radiales Aufschlitzen des Dichtelements von innen nach außen gebildet.Another solution for achieving contact pressure of the sealing lip of a shaft sealing ring on the surface of a shaft is described in DE 101 09 320 A1. Here, a radial shaft sealing ring with a sealing element made of plastic, such as polytetrafluoroethylene (PTFE), formed, which has a sealing lip which sealingly abuts with a portion on the surface of the shaft to the medium side, wherein provided on the medium side of the sealing lip Anpressückvorrichtung is that holds the portion of the sealing lip pressed against the surface of the shaft with a force with radially inwardly directed component. The force causes the sealing lip during operation can not lift. The sealing element and the sealing lip are formed by radially slitting the sealing element from the inside out.
Die Herstellung eines derartigen Dichtelements ist jedoch sehr aufwändig, wodurch auch die Herstellungskosten sehr hoch sind.However, the production of such a sealing element is very complex, whereby the production costs are very high.
Daher ist es notwendig, einen Wellendichtring zu schaffen, welcher eine sichere Anpressung an die Oberfläche einer Welle gewährleistet, welcher jedoch konstruktiv einfach und daher bei geringen Kosten herstellbar ist.Therefore, it is necessary to provide a shaft seal, which ensures a reliable contact pressure against the surface of a shaft, which, however, structurally simple and therefore can be produced at low cost.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Erfindungsgemäß wird ein Wellendichtring bereitgestellt, welcher ein Dichtelement mit einer Dichtlippe zum abdichtenden Anliegen an einer Oberfläche einer Welle, ein Stützelement, an welchem das Dichtelement mittelbar oder unmittelbar befestigt ist, und eine Gummierung aufweist, welche an zumindest einem Abschnitt des Stützelements vorgesehen ist, wobei das Dichtelement einen ersten Abschnitt, welcher an einem ersten Schenkel des Stützelements befestigt ist, und einen zweiten Abschnitt aufweist, welcher an einem zweiten Schenkel des Stütz- elements befestigt ist. Bei der erfindungsgemäßen Konfiguration wird die Stützung der Dichtlippe nicht durch ein zusätzliches Federelement, sondern durch den Dichtring selbst auf konstruktiv einfache und somit kostengünstige Art und Weise erreicht.According to the invention, a shaft sealing ring is provided which has a sealing element with a sealing lip for sealing engagement with a surface of a shaft, a supporting element to which the sealing element is directly or indirectly fixed, and a rubber coating which is provided on at least a portion of the supporting element the sealing element has a first portion, which is fastened to a first leg of the support element, and a second portion, which is fastened to a second leg of the support element. In the configuration according to the invention, the support of the sealing lip is not by an additional spring element, but by the sealing ring itself achieved in a structurally simple and thus cost-effective manner.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Stützelement ringförmig aus- bildet, wobei der erste Schenkel und der zweite Schenkel in einem Winkel zueinander angeordnet sind, welcher in einem Bereich zwischen 80° und 100°, insbesondere bei ungefähr 90°, liegt. Das Stützelement kann aus Stahl, Aluminium, Kunststoff oder aus jeglichem geeignetem Material hergestellt sein, welches die erforderliche Steifigkeit und Festigkeit bietet.According to a preferred embodiment, the support element is ring-shaped forms, wherein the first leg and the second leg are arranged at an angle to each other, which is in a range between 80 ° and 100 °, in particular at about 90 °. The support member may be made of steel, aluminum, plastic or any suitable material which provides the required rigidity and strength.
Gemäß noch einer bevorzugten Ausführungsform ist zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt ein Spalt ausgebildet. Dies ermöglicht eine besonders einfache und flexible Herstellung des Dichtelements als streifenförmiges oder bandförmiges Element, welches dann bei Anbringung an das Stützele- ment mit seinem ersten und zweiten Abschnitt daran befestigt und in die gewünschte Form gebracht werden kann.According to yet a preferred embodiment, a gap is formed between the first portion and the second portion. This allows a particularly simple and flexible production of the sealing element as a strip-shaped or band-shaped element, which can then be attached to it with its first and second section attached to the support element and brought into the desired shape.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Dichtelement einen dritten Abschnitt zum Anliegen an der Oberfläche der Welle auf, wel- eher mit zumindest einem, insbesondere mit einer Vielzahl von Schlitzen versehen ist. Wenn dass Dichtelement an dem Stützelement befestigt ist, weiten sich dabei die Schlitze zu leicht schräg gestellten Nuten auf, welche eine erhöhte Flexibilität bzw. eine verringerte Biegesteifigkeit des Dichtelements in diesem Bereich vorsehen. Hierdurch wird die dichtende Anlage an der Oberfläche der Welle noch weiter verbessert.According to yet another preferred embodiment, the sealing element has a third portion for abutment with the surface of the shaft, which is provided with at least one, in particular with a plurality of slots. When the sealing element is fastened to the support element, the slots widen to slightly oblique grooves, which provide increased flexibility or a reduced flexural rigidity of the sealing element in this area. As a result, the sealing contact on the surface of the shaft is further improved.
Noch bevorzugter ist es, wenn das Dichtelement einen vierten Abschnitt aufweist, welcher mit zumindest einer, insbesondere mit einer Vielzahl von Öffnungen versehen ist.It is even more preferable if the sealing element has a fourth section which is provided with at least one, in particular with a multiplicity of openings.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind jeweils der erste Abschnitt unmittelbar an den ersten Schenkel des Stützelements und der zweite Abschnitt unmittelbar an den zweiten Schenkel des Stützelements geklebt. Alternativ können jedoch jeweils der erste Abschnitt an die Gummierung, welche auf dem ersten Schenkel aufgebracht ist, und der zweite Abschnitt an die Gummierung, welche auf dem zweiten Schenkel aufgebracht ist, geklebt sein.According to a preferred embodiment, in each case the first portion are glued directly to the first leg of the support member and the second portion directly to the second leg of the support member. Alternatively, however, each of the first portion of the rubber coating, which is applied to the first leg, and the second portion may be glued to the rubber coating, which is applied to the second leg.
Es ist darüber hinaus bevorzugt, wenn der Wellendichtring aus Polytetrafluor- ethylen hergestellt ist. Der Einsatz einer PTFE-Dichtung ist insbesondere beim Einsatz von schlecht schmierenden oder aggressiven Medien vorteilhaft. Darüber hinaus erzielt ein aus PTFE hergestellter Wellendichtring auch schon bei niedrigen Temperaturen eine gute Dichtwirkung und ist außerdem ein im Vergleich zu anderen Werkstoffen kostengünstiger Werkstoff.It is furthermore preferred if the shaft sealing ring is made of polytetrafluoroethylene. The use of a PTFE seal is particularly advantageous when using poorly lubricious or aggressive media. In addition, a shaft seal made of PTFE achieves a good sealing effect even at low temperatures and, moreover, is a less expensive material than other materials.
Vorzugsweise bildet das Dichtelement ein im Wesentlichen ringförmiges Element, wobei der zweite Abschnitt und der vierte Abschnitt als Stütze wirken, um die dichtende Anlage des dritten Abschnitts an der Oberfläche der Welle aufrecht zu erhalten. Somit sind außer dem Befestigen bzw. dem Befestigungsschritt desPreferably, the sealing member forms a substantially annular member, the second portion and the fourth portion acting as a support to maintain the sealing abutment of the third portion on the surface of the shaft. Thus, in addition to the fastening or the fastening step of
Dichtelements mit seinem ersten Abschnitt und seinem zweiten Abschnitt an dem Stützelement, was in zwei getrennten Herstellungsschritten oder auch gleichzeitig erfolgen kann, keine weiteren zusätzlichen Herstellungsschritte oder zusätzlichen Komponenten erforderlich, was die Herstellungskosten deutlich senkt.Sealing element with its first portion and its second portion on the support element, which can be done in two separate manufacturing steps or simultaneously, no further additional manufacturing steps or additional components required, which significantly reduces the cost.
Noch bevorzugter ist es, wenn ein Hohlraum, welcher durch das Dichtelement ausgebildet wird, durch Kraftstoff, welcher durch die zumindest eine Öffnung in den Hohlraum eintritt, auffüllbar ist, wobei durch den Kraftstoff ein Druck in dem Hohlraum aufgebaut wird, um die dichtende Anlage des dritten Abschnitts an der Oberfläche der Welle zu unterstützen. Dies bewirkt eine besonders zuverlässigeIt is even more preferable if a cavity, which is formed by the sealing element, can be filled with fuel, which enters the cavity through the at least one opening, whereby a pressure is built up in the cavity by the fuel, in order to seal the sealing abutment third section to support the surface of the shaft. This causes a particularly reliable
Anpressung des Dichtrings bzw. der Dichtlippe an die Oberfläche der Welle.Pressing the sealing ring or the sealing lip against the surface of the shaft.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Im Nachfolgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:Hereinafter, embodiments of the invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. It shows:
Fig. 1 einen Schnitt durch einen Wellendichtring gemäß einer Ausführungs- form; Fig. 2 einen Schnitt durch einen Wellendichtring gemäß einer weiteren Ausführungsform; und1 shows a section through a shaft seal according to an embodiment; 2 shows a section through a shaft sealing ring according to a further embodiment; and
Fig. 3A und 3B jeweils einen Abschnitt der in dem dritten Abschnitt des Dichtelements vorgesehenen Dichtlippe.FIGS. 3A and 3B each show a portion of the sealing lip provided in the third section of the sealing element.
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch einen Wellendichtring 1 gemäß einer Ausführungsform. Der Wellendichtring 1 ist im Wesentlichen aus drei Elementen aufgebaut, welche aus einem Stützelement 2, einer auf zumindest einem Abschnitt des Stützelements 2 aufgebrachten Gummierung 3 und aus einem Dichtelement 4 bestehen. Das Stützelement 2 ist ringförmig ausgebildet und weist einen ersten Schenkel 5 und einen zweiten Schenkel 6 auf, welche im Wesentlichen senkrecht zueinander angeordnet sind. Das Stützelement 2 weist darüber hinaus eine erste Oberfläche 7 und eine zweite, der ersten Oberfläche 7 gegenüberliegende Oberfläche 8 auf. Die erste Oberfläche 7 liegt in dem Bereich des zweiten Schenkels 6, wenn das Dichtelement 1 zum Abdichten an einer als Radialwelle ausgebildeten Welle 9 eingesetzt ist, dicht an einer Gehäusewand 10 an. Auf der ersten Oberfläche 7 ist darüber hinaus beginnend an einem vertieften Abschnitt 1 1 , welcher an dem zweiten Schenkel 6 ausgebildet ist, die Gummierung 3 aufgebracht, welche sich von dort über die gesamte erste Oberfläche 7 des ersten Schenkels 5 um diesen herum bis zur zweiten Oberfläche 8 des ersten Schen- kels 5 erstreckt, und an dem vertieften Abschnitt 1 1 des zweiten Schenkels 6 auf der zweiten Oberfläche 8 endet. In dem Bereich des vertieften Abschnitts 1 1 des zweiten Schenkels 6 auf der ersten Oberfläche 7 des Stützelements 2 liegt die Gummierung 3 ebenfalls dicht an der Gehäusewand 10 an.Fig. 1 shows a section through a shaft seal 1 according to one embodiment. The shaft seal 1 is essentially composed of three elements which consist of a support element 2, a rubber coating 3 applied to at least a portion of the support element 2 and a sealing element 4. The support element 2 is annular and has a first leg 5 and a second leg 6, which are arranged substantially perpendicular to each other. The support element 2 furthermore has a first surface 7 and a second surface 8 opposite the first surface 7. The first surface 7 is in the region of the second leg 6, when the sealing element 1 is used for sealing on a shaft 9 designed as a radial shaft, close to a housing wall 10 at. Moreover, on the first surface 7, beginning at a recessed portion 11 formed on the second leg 6, the gumming 3 is applied, which extends from there over the entire first surface 7 of the first leg 5 around it to the second Surface 8 of the first leg 5 extends, and ends at the recessed portion 1 1 of the second leg 6 on the second surface 8. In the region of the recessed portion 1 1 of the second leg 6 on the first surface 7 of the support member 2, the rubber coating 3 is also close to the housing wall 10 at.
Das Dichtelement 4 weist einen ersten Abschnitt 12, einen zweiten Abschnitt 13, einen dritten Abschnitt 14 und einen vierten Abschnitt 15 auf. Der erste Abschnitt 13 liegt in dieser Ausführungsform im Wesentlichen über seine gesamte Länge an der auf dem ersten Schenkel 5 auf der zweiten Oberfläche 8 aufgebrachten Gummierung 3 an bzw. ist in diesem Bereich an zumindest einer Stelle an die Gummierung 3 geklebt. Der erste Abschnitt 12 kann jedoch auf jegliche andere geeignete Art und Weise an der Gummierung 3 entweder vollflächig oder auch nur stellenweise bzw. abschnittsweise befestigt sein. Der erste Abschnitt 12 bildet gleichzeitig einen ersten Endabschnitt 16 des Dichtelements 4.The sealing element 4 has a first portion 12, a second portion 13, a third portion 14 and a fourth portion 15. In this embodiment, the first section 13 rests substantially over its entire length on the gumming 3 applied to the first leg 5 on the second surface 8 or is glued to the gumming 3 at least at one point in this area. However, the first portion 12 may be in any other suitable manner on the rubber coating 3 either over the entire surface or also be attached only in places or in sections. The first section 12 simultaneously forms a first end section 16 of the sealing element 4.
Der zweite Abschnitt 13 liegt in der Ausführungsform im Wesentlichen über seine gesamte Länge an der auf der auf dem vertieften Abschnitt 1 1 auf der zweitenThe second portion 13 is in the embodiment substantially over its entire length at the on the recessed portion 1 1 on the second
Oberfläche 8 des zweiten Schenkels 6 aufgebrachten Gummierung 3 an bzw. ist an zumindest einer Stelle an die Gummierung 3 geklebt. Der zweite Abschnitt 13 kann jedoch auch hier auf jegliche andere geeignete Art und Weise an der Gummierung 3 entweder vollflächig oder auch nur stellenweise bzw. abschnitts- weise befestigt sein. Der zweite Abschnitt 13 bildet gleichzeitig einen zweitenSurface 8 of the second leg 6 applied rubber coating 3 or is glued to the rubber coating 3 at least one point. However, the second section 13 can also be attached to the rubber coating 3 in any other suitable manner either over the entire surface or only in places or in sections. The second section 13 simultaneously forms a second
Endabschnitt 17, welcher dem ersten Endabschnitt 16 gegenüberliegt, wobei zwischen dem ersten Endabschnitt 16 und dem zweiten Endabschnitt 17 ein Spalt 18 gebildet ist.End portion 17, which is opposite to the first end portion 16, wherein between the first end portion 16 and the second end portion 17, a gap 18 is formed.
An den zweiten Abschnitt 13 schließt sich der vierte Abschnitt 15 des Dichtelements 4 an, welcher zusammen mit dem zweiten Abschnitt 13 als Stütze wirkt. Die Form dieser durch den zweiten Abschnitt 13 und den vierten Abschnitt 15 gebildeten Stütze kann je nach gewünschter Stützkraft und Stützrichtung anpasst werden. Die Stütze sorgt dafür, dass der Wellendichtring 1 immer an die Welle 9 bzw. an eine Oberfläche 21 der Welle 9 mit einer definierten Kraft angedrückt wird.At the second portion 13, the fourth portion 15 of the sealing element 4 connects, which acts together with the second portion 13 as a support. The shape of this support formed by the second portion 13 and the fourth portion 15 can be adjusted depending on the desired supporting force and supporting direction. The support ensures that the shaft seal 1 is always pressed against the shaft 9 and to a surface 21 of the shaft 9 with a defined force.
Darüber hinaus ist der vierte Abschnitt 15 mit einer Vielzahl von Öffnungen 19 versehen. Im Betrieb tritt durch die Öffnungen 19 Kraftstoff von der Mediumseite M in einen durch das Dichtelement 4 gebildeten Hohlraum 20 ein, füllt den Hohlraum 20 und baut einen Innendruck in dem Hohlraum 20 auf, durch welchen das Dichtelement 4 zuverlässig an die Oberfläche 21 der Welle 9 gedrückt wird. Insbesondere liegt dabei im Wesentlichen der gesamte dritte Abschnitt 14 des Dichtelements 4, welcher zwischen dem ersten Abschnitt 12 und dem vierten Abschnitt 15 des Dichtelements 4 angeordnet ist, dichtend an der Oberfläche 21 der Welle 9 an. Der dritte Abschnitt 14 ist mit einer Vielzahl von Schlitzen 22 versehen, welche im Folgenden noch im Zusammenhang mit Figuren 3A und 3B beschrieben werden.In addition, the fourth section 15 is provided with a plurality of openings 19. In operation, fuel enters from the medium side M through the openings 19 in a cavity 20 formed by the sealing element 4, fills the cavity 20 and builds an internal pressure in the cavity 20, through which the sealing element 4 reliably to the surface 21 of the shaft. 9 is pressed. In particular, substantially the entire third section 14 of the sealing element 4, which is arranged between the first section 12 and the fourth section 15 of the sealing element 4, bears sealingly against the surface 21 of the shaft 9. The third section 14 is provided with a plurality of slots 22, which will be described below in connection with FIGS. 3A and 3B.
Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch einen Wellendichtring 1 gemäß einer weiterenFig. 2 shows a section through a shaft seal 1 according to another
Ausführungsform. Diese Ausführungsform des Wellendichtrings 1 unterscheidet sich von der im Zusammenhang mit Figur 1 beschriebenen Ausführungsform dadurch, dass die Gummierung 3 lediglich auf einem Abschnitt auf der ersten Oberfläche 7 des Stützelements 2 aufgebracht ist. Insbesondere ist die Gummierung an der ersten Oberfläche 7 an dem zweiten Schenkel 6 an dem vertieften Ab- schnitt 1 1 vorgesehen sowie an einem Abschnitt der ersten Oberfläche 7 des ersten Schenkels 5. Auf der zweiten Oberfläche 8 ist in dieser Ausführungsform keine Gummierung 3 aufgebracht, so dass der durch den ersten Abschnitt 12 gebildete erste Endabschnitt 16 des Dichtelements 4 sowie der durch den zweiten Abschnitt 13 gebildete zweite Endabschnitt 17 des Dichtelements 4 jeweils direkt an der zweiten Oberfläche 8 des Stützelements 2 angebracht bzw. daran geklebt sind. Auch hierbei kann der erste Abschnitt 12 des Dichtelements 4 an die zweite Oberfläche 8 des ersten Schenkels 5 des Stützelements 2 auf jegliche andere geeignete Art und Weise vollflächig oder stellenweise befestigt sein. Gleichermaßen kann der zweite Abschnitt 13 des Dichtelements 4 an der zweiten Oberfläche 8 des zweiten Schenkels 6 des Stützelements 2 auf jegliche andere geeignete Art und Weise vollflächig oder stellenweise befestigt sein.Embodiment. This embodiment of the shaft seal 1 differs From the embodiment described in connection with Figure 1 in that the rubber coating 3 is applied only on a portion on the first surface 7 of the support member 2. In particular, the rubber coating on the first surface 7 on the second leg 6 is provided on the recessed portion 11 and on a portion of the first surface 7 of the first leg 5. On the second surface 8, no gumming 3 is applied in this embodiment, such that the first end section 16 of the sealing element 4 formed by the first section 12 and the second end section 17 of the sealing element 4 formed by the second section 13 are each directly attached to the second surface 8 of the support element 2 or glued thereto. Again, the first portion 12 of the sealing member 4 may be attached to the second surface 8 of the first leg 5 of the support member 2 in any other suitable manner over the entire surface or in places. Likewise, the second portion 13 of the sealing member 4 may be secured to the second surface 8 of the second leg 6 of the support member 2 in any other suitable manner over the entire surface or in places.
Die Herstellung des Wellendichtrings 1 gemäß den oben beschriebenen Ausführungsformen wird durch die selbsttragende Stützung des Dichtelements 4 stark vereinfacht, da keine zusätzlichen Elemente oder zusätzlichen Verfahrensschritte erforderlich sind, um die Anpressung des Dichtelements 4 an die Welle 9 zu gewährleisten. Das Dichtelement 4 wird zunächst als streifenförmiges bzw. bandförmiges Element hergestellt. Bei Zusammenbau des Wellendichtrings 1 wird das Dichtelement 4 dann zuerst an einer ersten Stelle 23 mit dem ersten Abschnitt 12 an den ersten Schenkel 5 des Stützelements 2 oder - bezüglich der ersten Ausführungsform - an die dort aufgebrachte Gummierung 3 geklebt. Dann wird das Dichtelement 4 umgebogen und an einer zweiten Stelle 24 mit dem zweiten Abschnitt 13 an den zweiten Schenkel 6 des Stützelements 2 oder - bezüglich der ersten Ausführungsform - an die dort aufgebrachte Gummierung 3 geklebt. Die Klebeschritte an der ersten Stelle 23 und an der zweiten Stelle 24 können jedoch auch gleichzeitig in einem einzigen Schritt ausgeführt werden.The production of the shaft seal 1 according to the embodiments described above is greatly simplified by the self-supporting support of the sealing element 4, since no additional elements or additional process steps are required to ensure the contact pressure of the sealing element 4 to the shaft 9. The sealing element 4 is first produced as a strip-shaped or band-shaped element. When assembling the shaft sealing ring 1, the sealing element 4 is then first glued at a first location 23 with the first portion 12 to the first leg 5 of the support element 2 or - with respect to the first embodiment - to the gumming applied there. Then, the sealing element 4 is bent and glued at a second location 24 with the second portion 13 to the second leg 6 of the support member 2 or - with respect to the first embodiment - to the applied there rubber coating 3. However, the adhesive steps at the first location 23 and at the second location 24 may also be performed simultaneously in a single step.
Fig. 3A und 3B zeigen jeweils einen Teil einer in dem dritten Abschnitt 14 desFIGS. 3A and 3B each show a part of one in the third section 14 of FIG
Dichtelements 4 vorgesehenen Dichtlippe 25, wobei Fig. 3A den Zustand der Dichtlippe 25 vor dem Anbringen an das Stützelement 2, wie oben beschrieben, zeigt und Fig. 3B den Zustand der Dichtlippe 25 in gebogenem bzw. an dem Stützelement 2 befestigten Zustand zeigt. Es ist erkennbar, dass der dritte Abschnitt 14 an seiner der Welle 9 gegenüberliegenden bzw. an seiner die Welle 9 kontaktierenden Oberfläche mit einer Vielzahl von Schlitzen 22 ausgebildet ist, welche im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Wenn das Dichtelement 4 beim Zusammenbau des Wellendichtrings 1 gebogen wird, wie oben bereits beschrieben, entstehen an den Schlitzen 22 jeweilige aufgespreizte Nuten 26, welche dem dritten Abschnitt 14 eine erhöhte Flexibilität verleihen und somit ebenfalls eine bessere Anlage an die Oberfläche 21 der Welle 9 ermöglichen.Fig. 3A shows the state of the sealing lip 25 before attachment to the support member 2, as described above, and Fig. 3B shows the state of the sealing lip 25 in the bent or on the Support element 2 attached state shows. It can be seen that the third section 14 is formed on its surface opposite the shaft 9 or on its surface contacting the shaft 9 with a multiplicity of slots 22, which run essentially parallel to one another. When the sealing element 4 is bent during assembly of the shaft sealing ring 1, as already described above, at the slots 22 respective spread grooves 26 which give the third portion 14 increased flexibility and thus also allow better contact with the surface 21 of the shaft 9 ,
Insgesamt betrachtet wird mit dem erfindungsgemäßen Wellendichtring 1 eine konstruktiv einfache und somit kostengünstige Lösung zur sicheren Anpressung des Dichtelements 4 an die Oberfläche 21 einer Welle 9 gewährleistet. Overall, a structurally simple and thus cost-effective solution for secure contact pressure of the sealing element 4 to the surface 21 of a shaft 9 is ensured with the shaft seal 1 according to the invention.

Claims

Ansprüche claims
1 . Wellendichtring (1 ), welcher ein Dichtelement (4) mit einer Dichtlippe (25) zum abdichtenden Anliegen an einer Oberfläche (21 ) einer Welle (9), ein Stützelement (2), an welchem das Dichtelement (4) mittelbar oder unmittelbar befestigt ist, und eine Gummierung (3) aufweist, welche an zumindest einem Abschnitt des Stützelements (2) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (4) einen ersten Abschnitt (12), welcher an einem ersten Schenkel (5) des Stützelements (2) befestigt ist, und einen zweiten Abschnitt (13) aufweist, welcher an einem zweiten Schenkel (6) des Stützelements (2) befestigt ist.1 . Shaft sealing ring (1) having a sealing element (4) with a sealing lip (25) for sealing abutment on a surface (21) of a shaft (9), a support element (2) to which the sealing element (4) is attached directly or indirectly , and a rubber coating (3), which is provided on at least a portion of the support element (2), characterized in that the sealing element (4) has a first portion (12) which on a first leg (5) of the support element (2 ), and a second portion (13) which is fixed to a second leg (6) of the support element (2).
2. Wellendichtring (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (2) ringförmig ausbildet ist, wobei der erste Schenkel (5) und der zweite Schenkel (6) in einem Winkel zueinander angeordnet sind, welcher in einem Bereich zwischen 80° und 100°, insbesondere bei ungefähr 90°, liegt.2. shaft seal (1) according to claim 1, characterized in that the support element (2) is annular, wherein the first leg (5) and the second leg (6) are arranged at an angle to each other, which in a range between 80 ° and 100 °, in particular at about 90 °.
3. Wellendichtring (1 ) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Abschnitt (1 ) und dem zweiten Abschnitt (2) ein Spalt (18) ausgebildet ist.3. shaft seal (1) according to claim 2 or 3, characterized in that between the first portion (1) and the second portion (2), a gap (18) is formed.
4. Wellendichtring (1 ) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (4) einen dritten Abschnitt (14) zum Anliegen an der Oberfläche (21 ) der Welle (9) aufweist, welcher mit zumindest einem, insbesondere mit einer Vielzahl von Schlitzen (22) versehen ist.4. shaft seal (1) according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the sealing element (4) has a third portion (14) for abutment against the surface (21) of the shaft (9), which with at least one , in particular with a plurality of slots (22) is provided.
5. Wellendichtring (1 ) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (4) einen vierten Abschnitt (15) aufweist, welcher mit zumindest einer, insbesondere mit einer Vielzahl von Öffnungen (19) versehen ist.5. shaft seal (1) according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the sealing element (4) has a fourth section (15) which is provided with at least one, in particular with a multiplicity of openings (19).
6. Wellendichtring (1 ) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (12) unmittelbar an den ersten Schenkel (5) des Stützelements (2) und der zweite Abschnitt (13) unmittelbar an den zweiten Schenkel (6) des Stützelements (2) jeweils geklebt sind.6. shaft seal (1) according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the first portion (12) directly to the first leg (5) of the support element (2) and the second portion (13) directly to the second Legs (6) of the support element (2) are glued respectively.
7. Wellendichtring (1 ) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils der erste Abschnitt (12) an die Gummierung (3), welche auf dem ersten Schenkel (5) aufgebracht ist, und der zweite Abschnitt (13) an die Gum- mierung (3), welche auf dem zweiten Schenkel (6) aufgebracht ist, geklebt sind.7. Shaft sealing ring (1) according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that in each case the first portion (12) on the rubber coating (3), which on the first leg (5) is applied, and the second section ( 13) to the rubberization (3), which is applied to the second leg (6) are glued.
8. Wellendichtring (1 ) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellendichtring (1 ) aus Polytetrafluorethylen hergestellt ist.8. shaft seal (1) according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that the shaft seal (1) is made of polytetrafluoroethylene.
9. Wellendichtring (1 ) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (4) ein im Wesentlichen ringförmiges Element bildet, wobei der zweite Abschnitt (13) und der vierte Abschnitt (15) als Stütze wirken, um die dichtende Anlage des dritten Abschnitts (14) an der Oberfläche (21 ) der Welle (9) aufrecht zu erhalten.9. shaft seal (1) according to one or more of claims 1 to 8, characterized in that the sealing element (4) forms a substantially annular element, wherein the second portion (13) and the fourth portion (15) act as a support, to maintain the sealing engagement of the third portion (14) on the surface (21) of the shaft (9).
10. Wellendichtring (1 ) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hohlraum (20), welcher durch das Dichtelement (4) ausgebildet ist, durch Kraftstoff auffüllbar ist, welcher durch die zumindest eine Öffnung (19) in den Hohlraum (20) eintreten kann, wobei durch den Kraftstoff ein Innendruck in dem Hohlraum (20) aufgebaut wird, um die dichtende Anlage des dritten Abschnitts (14) an der Oberfläche (21 ) der Welle (9) zu unterstützen. 10. shaft seal (1) according to one or more of claims 1 to 9, characterized in that a cavity (20) which is formed by the sealing element (4), can be filled by fuel, which by the at least one opening (19) into the cavity (20), wherein an internal pressure is built up in the cavity (20) by the fuel to assist the sealing engagement of the third portion (14) on the surface (21) of the shaft (9).
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