DE3927458C2

DE3927458C2 -

Info

Publication number: DE3927458C2
Application number: DE3927458A
Authority: DE
Inventors: Hans 5093 Burscheid De Deuring
Original assignee: Dichtungstechnik G Bruss & Co Kg 2071 Hoisdorf De GmbH
Current assignee: Dichtungstechnik G Bruss GmbH and Co KG
Priority date: 1989-08-19
Filing date: 1989-08-19
Publication date: 1993-08-05
Also published as: DE3927458A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Wellendichtring mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to a shaft seal with the features the preamble of claim 1.

Bei einem bekannten Wellendichtring dieser Art haben die Schutz- und die Dichtlippe mit wachsendem Abstand zur Wellenoberfläche gleichbleibende und untereinander gleiche axiale Wandstärke (DE 36 12 420 A1).In a known shaft seal of this type, the Protective and sealing lip with increasing distance from Shaft surface constant and identical to each other axial wall thickness (DE 36 12 420 A1).

Aus der EP-PA 01 33 928 ist ein ähnlicher Wellendichtring zu entnehmen. Der Dichtmechanismus dieses Wellendichtringes beruht auf dem Flächenkontakt zwischen dem Dichtlippenteil und der Wellenoberfläche. Um eine sichere Abdichtung zu erzeugen, die auch bei höchsten auftretenden Temperaturen den Anforderungen gerecht wird, ist der Innendurchmesser der Dichtscheibe beziehungsweise der Schutz- und Dichtlippe kleiner als der Außendurchmesser der abzudichtenden Welle. Hierdurch ergibt sich eine sogenannte Überdeckung zwischen den Bauteilen, was zur Folge hat, daß beim Einbau des Wellendichtringes die Schutz- und Dichtlippe umgebogen wird und der umgebogene Teil mit hoher Radialkraft auf der Welle liegt. Obwohl zur Abdichtung eine Radialkraft notwendig ist, bringt dies gleichzeitig eine Anzahl von Nachteilen mit sich.A similar shaft sealing ring is known from EP-PA 01 33 928 refer to. The sealing mechanism of this shaft seal is based on the surface contact between the sealing lip part and the wave surface. To ensure a secure seal generate that even at the highest occurring temperatures the inside diameter meets the requirements the sealing washer or the protective and sealing lip smaller than the outside diameter of the shaft to be sealed. This results in a so-called overlap between the components, which means that when installing the Shaft sealing ring, the protective and sealing lip is bent and the bent part with high radial force on the shaft lies. Although a radial force is required for sealing this brings a number of disadvantages at the same time with yourself.

Eine hohe Radialkraft erzeugt ein Bremsmoment auf der Welle, und die Welle muß zur Vermeidung übermäßigen Verschleißes kostenträchtig bearbeitet werden, indem die Wellenoberfläche zum Beispiel gehärtet werden muß. Anzustreben ist deshalb eine Dichtung, die zwar eine gewisse Radialkraft erzeugt, diese aber so gering wie möglich ist. Bei der bekannten Wellendichtung wurde deshalb auf der konvexen beziehungsweise auf der konkaven Seite der Dichtlippe eine konzentrische kreisförmige Nut angebracht, um so die Flexibilität der Dichtlippe zu erhöhen. Diese Maßnahme bedarf jedoch einer kostenintensiven Werkzeug- und Vorrichtungsaufwendung.A high radial force creates a braking torque on the shaft, and the shaft must avoid excessive wear costly to edit by the shaft surface for example, needs to be hardened. It should therefore be aimed at a seal that creates a certain radial force, but this is as low as possible. With the known Shaft seal was therefore on the convex respectively a concentric one on the concave side of the sealing lip circular groove attached, so the flexibility to increase the sealing lip. However, this measure is required a costly tool and fixture expense.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Wellendichtring im Hinblick auf seine Herstellung zu verbilligen, ohne die Lebensdauer und Abdichtgüte negativ zu beeinflussen.The invention has for its object a generic Shaft sealing ring with regard to its manufacture too cheapen without negatively affecting the service life and sealing quality to influence.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This task is characterized by the characteristics of the Claim 1 solved.

Auf diese Weise kann mit nur einer Werkzeugeinstellung eine Dichtlippe mit hoher Flexibilität erzeugt werden. Damit ergibt sich eine rationelle, preiswerte Herstellung.In this way, with just one tool setting Sealing lip can be generated with high flexibility. In order to there is a rational, inexpensive production.

Eine trapezförmige Gestaltung der Dichtscheibe, wie sie Anspruch 2 lehrt, ist an sich aus der DE 30 34 692 A1 bekannt.A trapezoidal design of the sealing washer, like it Teaches claim 2 is known per se from DE 30 34 692 A1.

Aufgrund der Anordnung der Dichtscheibe unter einem spitzen Winkel liegt die Schutzlippe relativ flach zur Wellenoberfläche, so daß auch die Radialkraft der der Schutzlippe gegenüber bekannten Ausführungen geringer ausfällt.Due to the arrangement of the sealing washer under a pointed one Angle, the protective lip lies relatively flat to the shaft surface, so that the radial force is opposite that of the protective lip known versions is lower.

Des weiteren läßt sich die Radialkraft minimieren, ohne Einbußen bei der Abdichtgüte hinnehmen zu müssen, indem durch den Einschnitt an der Schutz- und Dichtlippe je eine Dichtkante gebildet ist, wobei der lichte Durchmesser der Dichtkanten vor dem Einbau des Wellendichtringes dem Außendurchmesser der abzudichtenden Welle entspricht. Diese besondere Einschnittanordnung am Innenumfang der Dichtscheibe erzeugt hier eine Dichtkante, die im Gegensatz zum Stand der Technik keine Überdeckung aufweist. Die zur Abdichtung notwendige Radialkraft entsteht erst beim Umbiegen der Dichtlippe. Je nach Anwendungsfall kann die Radialkraft variiert werden, indem beim mechanischen Herstellverfahren durch die Wahl von Dichtscheibendicke und -länge sowie von Einschnittiefe und Schnittwinkel die Flexibilität der Dichtlippe gesteuert wird.Furthermore, the radial force can be minimized without To suffer losses in the sealing quality by due to the incision on the protective and sealing lip Sealing edge is formed, the clear diameter of the Sealing edges before installing the shaft sealing ring the outer diameter corresponds to the shaft to be sealed. These special incision arrangement on the inner circumference of the sealing washer creates a sealing edge here which, in contrast to the State of the art has no coverage. The one for sealing The necessary radial force only arises when bending the sealing lip. Depending on the application, the radial force can be varied by the mechanical manufacturing process through the choice of sealing washer thickness and length as well as Cutting depth and cutting angle the flexibility of the sealing lip is controlled.

Sollte gegebenenfalls eine hohe Radialkraft erforderlich sein, so besteht die Möglichkeit, auf der konkaven Seite der bogenförmigen Dichtlippe eine Rückzugfeder anzuordnen, welche sich zur Lagefixierung auf der Dichtlippe vorzugsweise axial an einen umlaufenden Radialschenkel des Gehäuses abstützt.A high radial force may be required there is a possibility on the concave side to arrange a return spring for the arcuate sealing lip, which is preferred for fixing the position on the sealing lip axially to a circumferential radial leg of the housing supports.

Die Andrückung von Dichtlippen mittels Ringzugfedern sowie deren Abstützung an einem umlaufenden Radialschenkel des Gehäuses ist an sich bekannt (Fig. 4 der DE 34 02 366 C2).The pressing of sealing lips by means of ring tension springs and their support on a circumferential radial leg of the housing is known per se ( FIG. 4 of DE 34 02 366 C2).

Um ein Einlaufen in die Wellenoberfläche zu vermeiden, weist der Radialschenkel vorteilhaft eine axiale Verlängerung auf, die lösbar mit dem Radialschenkel verbunden ist. Hierdurch besteht einerseits die Möglichkeit, daß die axiale Verlängerung nach dem Lösen vom Radialschenkel den Laufring des Wellendichtringes bildet. Andererseits kann man bei Dichtscheiben aus PTFE-Material, die nach der Fertigstellung auf Spannelemente aufgezogen und bis zur Montage in diesem Zustand gelagert werden, auf die zusätzliche Herstellung von Spannelementen und deren Entsorgung verzichten.To avoid running into the shaft surface, the radial arm advantageously has an axial extension on, which is detachably connected to the radial leg. On the one hand, this gives the possibility that the axial Extension after loosening the radial leg of the race of the shaft sealing ring. On the other hand, you can at Sealing washers made of PTFE material after completion mounted on clamping elements and until they are installed in them Condition to be stored on the additional manufacturing dispense with clamping elements and their disposal.

Überdies entfällt das Härten der Wellenoberfläche, und die Dichtkanten können beim Montieren des Wellendichtringes oder bei der Lagerung nicht beschädigt werden. Um eine ausreichende Schmierung und Kühlung der Dichtkanten während des Betriebes sicherzustellen, sind im Radialschenkel des Gehäuses Durchbrüche vorgesehen.In addition, the hardening of the shaft surface and the Sealing edges can be used when installing the shaft sealing ring or not damaged during storage. To one adequate lubrication and cooling of the sealing edges during ensure the operation are in the radial leg of the Housing breakthroughs provided.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigenThe invention is shown in the drawing and is explained in more detail below. Show it

Fig. 1 Querschnitt eines erfindungsgemäßen Wellendichtringes Fig. 1 cross section of a shaft seal according to the invention

Fig. 2 Wellendichtring im eingebauten Zustand mit zusätzlicher Ringzugfeder Fig. 2 shaft seal in the installed state with additional ring tension spring

Fig. 3 Wellendichtring mit Laufring Fig. 3 shaft seal with race

Fig. 4 Ausschnittsvergrößerung gemäß Fig. 3 Fig. 4 detail enlargement of FIG. 3

Fig. 5 Wellendichtring gemäß Fig. 3 nach dem Einbau. Fig. 5 shaft sealing ring according to Fig. 3 after installation.

Die Fig. 1 zeigt einen Wellendichtring 1, bestehend aus einem metallischen Gehäuse 2 und einer polymeren Dichtscheibe 3. Die Dichtscheibe ist zwischen zwei Schenkeln 4, 5 eingeklemmt und weist einen trapezförmigen Querschnitt auf. Die Dichtscheibe 3 besteht ferner aus einem mit dem Gehäuse 2 verbundenen Haftteil 6 und einem mit einer Welle korrespondierenden Dichtteil 7, welches durch einen Einschnitt 8 in eine Schutzlippe 9 und eine Dichtlippe 10 gespalten ist. Erfindungsgemäß verläuft der Einschnitt 8 unter einem spitzen Winkel α zur Achse a des Wellendichtringes 1. Die Dichtscheibe 3 ist unter einem spitzen Winkel β zur Wellendichtringachse a in dem Gehäuse 2 festgelegt. Der Einschnitt 8 verläuft vom Innenumfang der Dichtscheibe 3, und zwar beginnend an der Stelle, die dem Außendurchmesser der abzudichtenden Welle entspricht. Das bedeutet, daß der lichte Durchmesser der durch den Einschnitt 8 gebildeten Dichtkanten 11, 12 an der Schutz- und Dichtlippe 9, 10 dem Außendurchmesser der Welle entspricht. Zwischen Dichtkante 11, 12 und Wellenoberfläche besteht somit keine Überdeckung. Im Einbauzustand entsteht durch Biegen der Dichtlippe 10 die zur Abdichtung notwendige Radialkraft. Fig. 1 shows a shaft sealing ring 1, consisting of a metallic housing 2, and a polymeric sealing disc 3. The sealing washer is clamped between two legs 4 , 5 and has a trapezoidal cross section. The sealing disk 3 further consists of an adhesive part 6 connected to the housing 2 and a sealing part 7 corresponding to a shaft, which is split by an incision 8 into a protective lip 9 and a sealing lip 10 . According to the invention, the incision 8 extends at an acute angle α to the axis a of the shaft sealing ring 1 . The sealing washer 3 is fixed in the housing 2 at an acute angle β to the shaft sealing ring axis a. The incision 8 runs from the inner circumference of the sealing disk 3 , starting at the point which corresponds to the outer diameter of the shaft to be sealed. This means that the inside diameter of the sealing edges 11 , 12 formed by the incision 8 on the protective and sealing lip 9 , 10 corresponds to the outside diameter of the shaft. There is therefore no overlap between the sealing edge 11 , 12 and the shaft surface. In the installed state, the radial force required for sealing is created by bending the sealing lip 10 .

In der Fig. 2 ist eine Wellendichtung im eingebauten Zustand dargestellt. Durch die besondere geometrische Form und Anordnung der Dichtscheibe 3 innerhalb des Gehäuses 2′ wird die Dichtlippe 10 beim Aufschieben auf die Welle 13 umgebogen, während die Schutzlippe 9, bedingt durch die Lage des Einschnittes 8, ihre ursprüngliche Position beibehält. Zur Radialkraftvergrößerung ist auf der konkaven Seite 14 der Dichtlippe 10 eine Ringzugfeder 15 angeordnet, welche sich ihrerseits an einem umlaufenden Radialschenkel 16 des Gehäuses 2′ axial abstützt. Die Wandstärke der Schutzlippe 9 nimmt durch die Lage des Einschnittes 8 proportional zur Abnahme der Wandstärke der Dichtlippe 10 zu. Da darüber hinaus keine Überdeckung zur Welle 13 vorhanden ist, ist die relativ verformungssteife Schutzlippe 9 in der Lage, Schmutz von der Dichtlippe 10 fernzuhalten.In FIG. 2, a shaft seal is shown in the installed state. Due to the special geometric shape and arrangement of the sealing washer 3 within the housing 2 ', the sealing lip 10 is bent when pushed onto the shaft 13 , while the protective lip 9 , due to the position of the incision 8 , retains its original position. To increase the radial force, an annular tension spring 15 is arranged on the concave side 14 of the sealing lip 10 , which in turn is axially supported on a circumferential radial leg 16 of the housing 2 '. The wall thickness of the protective lip 9 increases in proportion to the decrease in the wall thickness of the sealing lip 10 due to the position of the incision 8 . In addition, since there is no overlap with the shaft 13 , the relatively deformation-resistant protective lip 9 is able to keep dirt away from the sealing lip 10 .

Die Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wellendichtringes. Am Radialschenkel 16′ des Gehäuses 2′′ ist eine axiale Verlängerung 17 angeordnet, die bis zur Montage des Wellendichtringes über eine Sollbruchstelle 18 (Fig. 4) mit dem Gehäuse 2′′ verbunden ist. Während des Versandes oder der Lagerung dient die Verlängerung 17 als Schutzhülse der Dichtscheibe 3. Unmittelbar vor oder auch während des Einbaues des Wellendichtringes kann die Verbindung zwischen Radialschenkel 16′ und Verlängerung gelöst werden. FIG. 3 shows another embodiment of a shaft sealing ring according to the invention. On the radial leg 16 'of the housing 2' 'is arranged an axial extension 17 which is' connected to the assembly of the shaft sealing ring via a predetermined breaking point 18 (Fig. 4) to the housing 2'. During shipping or storage, the extension 17 serves as a protective sleeve for the sealing disk 3 . Immediately before or during the installation of the shaft seal, the connection between the radial leg 16 'and extension can be released.

Fig. 5 zeigt einen Wellendichtring gemäß Fig. 3 im eingebauten Zustand. Mittels eines Montagewerkzeuges 19 wird die Wellendichtung auf die Welle geschoben. Die während der Montage als Schutzhülse fungierende axiale Verlängerung 17 wurde vom Radialschenkel 16′ gelöst und bildet nunmehr den Laufring des Wellendichtringes. Zur Schmierung und Kühlung der Dichtkante 12 sind im Radialschenkel 16′ über den Umfang verteilt Durchbrüche 20 vorgesehen. FIG. 5 shows a shaft sealing ring according to FIG. 3 in the installed state. The shaft seal is pushed onto the shaft by means of an assembly tool 19 . The axial extension 17 acting as a protective sleeve during assembly was detached from the radial leg 16 'and now forms the race of the shaft sealing ring. For lubrication and cooling of the sealing edge 12 'openings 20 are provided in the radial leg 16 ' distributed over the circumference.

Claims

1. Shaft sealing ring, consisting of a preferably metallic housing and a polymeric sealing washer with an adhesive part attached to the housing and a sealing part corresponding to the shaft to be sealed, the sealing part being split into a protective and sealing lip by an essentially radially circumferential cut , wherein the incision, viewed in cross section, runs at an acute angle to the axis of the shaft sealing ring, characterized in that the axial wall thickness of the sealing lip ( 10 ) decreases with a radial distance from the shaft surface before assembly and the axial wall thickness of the protective lip ( 9 ) is proportional increases.

2. Shaft sealing ring according to claim 1, characterized in that the sealing disc ( 3 ) has a trapezoidal cross section.

3. shaft sealing ring according to claims 1 and 2, characterized in that the sealing part ( 7 ) before installation, seen in cross section, extends at an acute angle β to the axis a of the shaft sealing ring ( 1 ).

4. shaft sealing ring according to claims 1 to 3, characterized in that through the incision ( 8 ) on the protective and sealing lip ( 9 , 10 ) each a sealing edge ( 11 , 12 ) is formed, and that the inside diameter of the sealing edges ( 11 , 12 ) corresponds to the outside diameter of the shaft ( 13 ) to be sealed before installing the shaft sealing ring.

5. Shaft sealing ring according to claims 1 to 4, characterized in that the sealing lip ( 10 ) after the installation of the shaft sealing ring ( 1 ) has an arcuate cross section, and that on the concave sealing lip side ( 14 ) an annular tension spring ( 15 ) is arranged.

6. Shaft seal according to claims 1 to 5, characterized in that the annular tension spring ( 15 ) is supported axially on a circumferential radial leg ( 16 , 16 ') of the housing ( 2 ', 2 '').