DE102013018184A1

DE102013018184A1 - seal

Info

Publication number: DE102013018184A1
Application number: DE201310018184
Authority: DE
Inventors: Martin Franz Goerres; Edgar Freitag; Daniel Dix; Jürgen Jäckel; Michael Grösch; Werner Knapp; Oliver Klipp; Marina Nussko
Original assignee: Carl Freudenberg KG
Current assignee: Carl Freudenberg KG
Priority date: 2013-10-30
Filing date: 2013-10-30
Publication date: 2015-04-30

Abstract

Dichtring, umfassend eine radial innen angeordnete Innenumfangsseite (1) und eine radial außen angeordnete Außenumfangsseite (2), wobei die Innenumfangsseite (1) oder die Außenumfangsseite (2) eine Gleitfläche (3) mit zumindest einer Schmiermitteltasche (4.1, 4.2, ...) aufweist. Die Schmiermitteltasche (4.1, 4.2, ...) erstreckt sich von einer ersten Stirnseite (5, 6) der Gleitfläche (3) in Richtung der anderen zweiten Stirnseite (6, 5) und ist nur in die erste Stirnseite (5, 6) offen übergehend ausgebildet.Sealing ring comprising a radially inner inner side (1) and a radially outer outer peripheral side (2), wherein the inner peripheral side (1) or the outer peripheral side (2) has a sliding surface (3) with at least one lubricant pocket (4.1, 4.2, ... ) having. The lubricant pocket (4.1, 4.2, ...) extends from a first end face (5, 6) of the sliding surface (3) in the direction of the other second end face (6, 5) and is only in the first end face (5, 6). openly trained.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft einen Dichtring, umfassend eine radial innen angeordnete Innenumfangsseite und eine radial außen angeordnete Außenumfangsseite, wobei die Innenumfangsseite oder die Außenumfangsseite eine Gleitfläche mit zumindest einer Schmiermitteltasche aufweist.The invention relates to a sealing ring, comprising a radially inner side disposed inner peripheral side and a radially outer outer circumferential side, wherein the inner peripheral side or the outer peripheral side has a sliding surface with at least one lubricant pocket.

Stand der TechnikState of the art

Ein solcher Dichtring ist aus der DE 197 26 433 A1 bekannt. Der vorbekannte Dichtring umfasst zumindest eine dynamisch beanspruchte erste Dichtlippe aus elastomerem Werkstoff, die eine abzudichtende Fläche unter elastischer Vorspannung dichtend berührt und in Umfangsrichtung im Wesentlichen sinusförmig gewellt ausgebildet ist. Der ersten Dichtlippe ist auf der dem abzudichtenden Raum axial abgewandten Seite mit axialem Abstand benachbart eine zweite Dichtlippe zugeordnet, die sich in Umfangsrichtung parallel zur ersten Dichtlippe erstreckt und mit der ersten Dichtlippe und der abzudichtenden Fläche einen Hohlraum begrenzt, der mit einem Sperrfett befüllt ist. Dadurch wird eine sich in Umfangsrichtung erstreckende und in sich geschlossen ausgebildete Schmiermitteltasche gebildet.Such a sealing ring is from the DE 197 26 433 A1 known. The previously known sealing ring comprises at least one dynamically stressed first sealing lip made of elastomeric material, which sealingly contacts a surface to be sealed under elastic prestressing and is formed substantially sinusoidally corrugated in the circumferential direction. The first sealing lip is assigned to the space to be sealed axially facing away from the axial distance adjacent a second sealing lip which extends in the circumferential direction parallel to the first sealing lip and bounded by the first sealing lip and the surface to be sealed a cavity which is filled with a barrier grease. As a result, a lubricant pocket extending in the circumferential direction and formed in a closed manner is formed.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dichtring der eingangs genannten Art derart weiter zu entwickeln, dass die Funktion der zumindest einen Schmiermitteltasche während der bestimmungsgemäßen Verwendung des Dichtrings verbessert ist. Insbesondere soll die Schmiermitteltasche während der bestimmungsgemäßen Verwendung des Dichtrings stets in ausreichendem Maße mit Schmiermittel gefüllt sein. Der Dichtring soll gleichbleibend gute Gebrauchseigenschaften während einer langen Gebrauchsdauer aufweisen, wobei abrasiver Verschleiß auf der Gleitfläche minimiert werden soll.The invention has for its object to further develop a sealing ring of the type mentioned in that the function of at least one lubricant bag is improved during the intended use of the sealing ring. In particular, the lubricant bag should always be filled sufficiently with lubricant during the intended use of the sealing ring. The sealing ring should consistently have good performance characteristics for a long service life, with abrasive wear on the sliding surface to be minimized.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug.This object is achieved by the features of claim 1. In advantageous embodiments, the dependent claims relate.

Zur Lösung der Aufgabe ist es vorgesehen, dass sich die Schmiermitteltasche von einer ersten Stirnseite der Gleitfläche in Richtung der anderen zweiten Stirnseite erstreckt und nur in die erste Stirnseite offen übergehend ausgebildet ist. Hierbei ist von Vorteil, dass die Schmiermitteltasche nicht allseitig gegenüber der Umgebung verschlossen ist, sondern dass die Schmiermitteltasche durch ihren offenen Übergang in die erste Stirnseite der Gleitfläche strömungsleitend mit dem entsprechenden, abzudichtenden Raum in Verbindung steht. Dadurch ist die Schmiermitteltasche während der bestimmungsgemäßen Verwendung des Dichtrings stets in ausreichendem Maße mit Schmiermittel gefüllt. Das abzudichtenden Medium und das Schmiermittel in der Schmiermitteltasche sind identisch. Während der bestimmungsgemäßen Verwendung des Dichtrings wird das Schmiermittel in der Schmiermitteltasche immer wieder erneuert, so dass es auch während einer langen Gebrauchsdauer des Dichtrings in stets ausreichendem Maße vorhanden ist und stets gleichbleibend gute Schmiereigenschaften aufweist.To achieve the object, it is provided that the lubricant bag extends from a first end face of the sliding surface in the direction of the other second end face and is designed to be open only in the first end face. The advantage here is that the lubricant bag is not closed to all sides from the environment, but that the lubricant bag is communicating through its open transition into the first end face of the sliding surface in fluid communication with the corresponding space to be sealed. As a result, the lubricant bag is always sufficiently filled with lubricant during the intended use of the sealing ring. The medium to be sealed and the lubricant in the lubricant pocket are identical. During the intended use of the sealing ring, the lubricant in the lubricant bag is renewed again and again, so that it is always present even during a long service life of the sealing ring and always has consistently good lubricating properties.

Das Schmiermittel in den stirnseitig offenen Schmiermitteltaschen wird durch das abzudichtende Medium im jeweils abzudichtenden Raum gebildet, der axial an die jeweilige Stirnseite angrenzt.The lubricant in the frontally open lubricant pockets is formed by the medium to be sealed in each space to be sealed, which is axially adjacent to the respective end face.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass die Gleitfläche mehrere in Umfangsrichtung verteilt angeordnete Schmiermitteltaschen aufweist. Die Schmiermitteltaschen können gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt angeordnet sein. Durch solche Ausgestaltungen wird sichergestellt, dass die Kontaktflächen von Gleitfläche und abzudichtendem Maschinenelement, das zum Beispiel durch eine Welle gebildet ist, ausreichend geschmiert sind und deshalb abrasiver Verschleiß auf den Kontaktflächen auf ein Minimum reduziert ist. Außerdem ist von Vorteil, dass im Bereich der Schmiermitteltaschen keine unmittelbare Berührung von Dichtring und abzudichtendem Maschinenelement erfolgt. Durch die Schmiermitteltaschen ist die reale Kontaktfläche zwischen Gleitfläche und abzudichtendem Maschinenelement reduziert und dadurch auch die Reibung. Eine gute Schmierung zwischen dem Dichtring und dem abzudichtenden Maschinenelement bewirkt, dass das abzudichtende Maschinenelement während der bestimmungsgemäßen Verwendung des Dichtrings in nur sehr geringem Maße einläuft. Für eine lange Lebensdauer von Dichtring und Maschinenelement ist das von hervorzuhebendem Vorteil.According to an advantageous embodiment, it may be provided that the sliding surface has a plurality of circumferentially distributed lubricant pockets. The lubricant pockets can be arranged distributed uniformly in the circumferential direction. Such embodiments ensure that the contact surfaces of sliding surface and machine element to be sealed, which is formed for example by a shaft, are sufficiently lubricated and therefore abrasive wear on the contact surfaces is reduced to a minimum. In addition, it is advantageous that in the area of the lubricant pockets there is no direct contact between the sealing ring and the machine element to be sealed. The lubricant pockets reduce the real contact surface between the sliding surface and the machine element to be sealed, and thus also the friction. Good lubrication between the sealing ring and the machine element to be sealed has the effect that the machine element to be sealed runs in only to a very small extent during the intended use of the sealing ring. For a long life of sealing ring and machine element that is of advantage to be highlighted.

Eine Reduzierung der realen Kontaktfläche und eine besonders gute, weil gleichmäßige Schmierung zwischen der Gleitfläche und dem abzudichtenden Maschinenelement kann dadurch erreicht werden, dass die stirnseitig nur einerseits offenen Schmiermitteltaschen stirnseitig beiderseits der Gleitfläche angeordnet sind und dass sich die Schmiermitteltaschen, ausgehend von ihren jeweils offenen ersten Stirnseiten, in Richtung der jeweils anderen Stirnseite erstrecken. Die Gleitfläche dichtet während der bestimmungsgemäßen Verwendung des Dichtrings zwei axial aneinander angrenzende, abzudichtende Räume gegeneinander ab, wobei sich in den Schmiermitteltaschen jeweils das Schmiermittel befindet, das in den jeweils axial angrenzenden abzudichtenden Räumen abgedichtet wird.A reduction of the real contact surface and a particularly good, because even lubrication between the sliding surface and the machine element to be sealed can be achieved that the front side only one hand open lubricant pockets are arranged on both sides of the sliding surface and that the lubricant pockets, starting from their respective first open End sides, extend in the direction of the other end face. The sliding surface seals during the intended use of the sealing ring two axially adjacent, sealed spaces from each other, in each case the lubricant is in the lubricant pockets, which is sealed in the respective axially adjacent sealed spaces.

Die einander in Umfangsrichtung benachbart zueinander angeordneten Schmiermitteltaschen können quer zu Umfangsrichtung abwechselnd stirnseitig offen und in Umfangsrichtung relativ versetzt, einander auf Lücke zugeordnet sein. Hierbei ist von Vorteil, dass sich die Schmiermitteltaschen einer jeden Stirnseite weit in Richtung der anderen Stirnseite erstrecken können, ohne dass dies zu einem Strömungskurzschluss von einem zum anderen abzudichtenden Raum führen würde. Sogar eine axiale Überlappung der Schmiermitteltaschen ist durch eine derartige Ausgestaltung möglich. Durch die axiale Überlappung der Schmiermitteltaschen können die Reibung und daraus resultierend der abrasive Verschleiß zwischen der Gleitfläche und dem abzudichtenden Maschinenelement weiter verringert werden. The lubricant pockets arranged adjacent to one another in the circumferential direction can be alternately open at the end face and offset in the circumferential direction, offset transversely to the circumferential direction, being associated with each other in a gap. It is advantageous that the lubricant pockets of each end face can extend far in the direction of the other end side, without this leading to a flow short circuit of a space to be sealed to the other. Even an axial overlap of the lubricant pockets is possible by such a configuration. Due to the axial overlap of the lubricant pockets, the friction and, as a result, the abrasive wear between the sliding surface and the machine element to be sealed can be further reduced.

Die Gleitfläche kann axial mittig eine gedachte Radialebene aufweisen, wobei die Schmiermitteltaschen eine Erstreckung in axialer Richtung aufweisen, die sich, ausgehend von der jeweils offenen ersten Stirnseite, axial über die gedachte Radialebene hinaus erstreckt.The sliding surface may have an imaginary radial plane axially in the middle, wherein the lubricant pockets have an extension in the axial direction which, starting from the respectively open first end side, extends axially beyond the imaginary radial plane.

Generell können die Schmiermitteltaschen unterschiedlich ausgestaltet sein. Durch die jeweilige Ausgestaltung der Schmiermitteltaschen kann der erfindungsgemäße Dichtring drehrichtungsabhängig oder drehrichtungsunabhängig eingesetzt werden.In general, the lubricant pockets can be designed differently. Due to the respective design of the lubricant pockets, the sealing ring according to the invention can be used depending on the direction of rotation or independent of the direction of rotation.

Nach einer ersten Ausgestaltung können die Schmiermitteltaschen muldenförmig vertieft ausgebildet sein. Solche muldenförmig vertieft ausgebildeten Schmiermitteltaschen sind einfach und kostengünstig herstellbar. Kerbspannungen, wie sie beispielsweise durch scharfkantig begrenzt ausgebildete Schmiermitteltaschen entstehen können, sind bei einer muldenförmigen Ausgestaltung auf ein Minimum reduziert. Die muldenförmig vertieft ausgebildeten Schmiermitteltaschen können beispielsweise ellipsoid ausgestaltet sein. Durch eine solche Ausgestaltung ist der Übergang von den Schmiermitteltaschen zur ersten Stirnseite der Gleitfläche besonders strömungsgünstig gestaltet. Während der bestimmungsgemäßen Verwendung sind die Schmiermitteltaschen deshalb stets in ausreichendem Maße mit Schmiermittel gefüllt.According to a first embodiment, the lubricant pockets can be formed trough-shaped recessed. Such trough-shaped recessed lubricant pockets are simple and inexpensive to produce. Notch stresses, such as those that can occur, for example, due to lubricant pockets formed in a sharp-edged fashion, are reduced to a minimum in the case of a trough-shaped design. The trough-shaped recessed lubricant pockets may for example be designed ellipsoid. By such an embodiment, the transition from the lubricant pockets to the first end face of the sliding surface is designed particularly streamlined. During normal use, the lubricant pockets are therefore always sufficiently filled with lubricant.

Die Schmiermitteltaschen können spiegelsymmetrisch zur gedachten Radialebene angeordnet sein. Durch eine solche Anordnung der Schmiermitteltaschen kann der Dichtring drehrichtungsunabhängig eingesetzt werden.The lubricant pockets can be arranged mirror-symmetrically to the imaginary radial plane. By such an arrangement of the lubricant pockets, the sealing ring can be used independent of direction of rotation.

Die Schmiermitteltaschen können, ausgehend von der offenen ersten Stirnseite, V-förmig oder dachförmig ausgebildet sein. In beiden Fällen ergibt sich jeweils eine große Kanallänge, dadurch eine größere Schmierfläche und insgesamt eine bessere Schmierung und Wärmeabfuhr aus dem Dichtring, jeweils bezogen auf Schmiermitteltaschen, die vergleichsweise kürzer sind und sich zum Beispiel in axialer Richtung erstrecken. Durch die großen Schmierflächen sind weniger Kontaktflächen bedingt und durch die verbesserte Hydrodynamik ist der Verschleiß der Kontaktflächen auf ein Minimum reduziert. Während der bestimmungsgemäßen Verwendung des Dichtrings wird das Schmiermittel durch eine Schleppströmung von einer Schmiermitteltasche in die umfangsseitig jeweils benachbarten Schmiermitteltaschen geschleppt.The lubricant pockets can, starting from the open first end face, be V-shaped or roof-shaped. In both cases results in each case a large channel length, thereby a larger lubricating surface and overall better lubrication and heat dissipation from the sealing ring, each based on lubricant pockets that are relatively shorter and extend, for example, in the axial direction. Due to the large lubrication surfaces fewer contact surfaces are required and due to the improved hydrodynamics, the wear of the contact surfaces is reduced to a minimum. During the intended use of the sealing ring, the lubricant is dragged by a drag flow from a lubricant bag in the circumferentially adjacent each lubricant pockets.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass entlang der gedachten Radialebene zumindest eine in sich geschlossen ausgebildete, weitere Schmiermitteltasche angeordnet ist. Bevorzugt gelangen mehrere in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnete, weitere Schmiermitteltaschen zur Anwendung. Durch die weiteren Schmiermitteltaschen wird die reale Kontaktfläche zwischen dem Dichtring/der Gleitfläche und dem abzudichtenden Maschinenelement weiter reduziert, ebenso wie die Reibung zwischen diesen Bauteilen. Dadurch sind die Standzeiten des Dichtrings besonders groß. In den weiteren Schmiermitteltaschen kann ein Sperrfett angeordnet sein, das sich von dem Schmiermittel in den Schmiermitteltaschen unterscheidet und dadurch gut an die jeweiligen Gegebenheiten des Anwendungsfalles angepasst ist.According to an advantageous embodiment, provision may be made for at least one self-contained, further lubricant pocket to be arranged along the imaginary radial plane. Preferably, a plurality of circumferentially uniformly distributed, further lubricant pockets are used. The further lubricant pockets further reduce the real contact area between the sealing ring / sliding surface and the machine element to be sealed, as well as the friction between these components. As a result, the service life of the sealing ring are particularly large. In the other lubricant pockets may be arranged a barrier grease, which differs from the lubricant in the lubricant pockets and is thus well adapted to the particular circumstances of the application.

Die Gleitfläche kann zumindest eine, sich in Umfangsrichtung wellenförmig erstreckende, in sich geschlossene, nutförmig ausgebildete Schmiermitteltasche aufweisen, die mit ihren axial einerseits in Umfangsrichtung angeordneten Wendepunkten offen übergehend nur in die erste Stirnseite der Gleitfläche ausgebildet ist. Ein Austausch des in der Schmiermitteltasche angeordneten Schmiermittels erfolgt ausschließlich mit dem abzudichtenden Medium, das der ersten Stirnseite der Gleitfläche benachbart zugeordnet ist. Die zweite Stirnseite der Gleitfläche berührt demgegenüber die Oberfläche des abzudichtenden Maschinenelements, in Umfangsrichtung betrachtet, kontinuierlich anliegend.The sliding surface can have at least one, in the circumferential direction wavy, self-contained, groove-shaped lubricant pocket formed openly with its axially on the one hand circumferentially arranged inflection points only in the first end side of the sliding surface. An exchange of lubricant arranged in the lubricant bag takes place exclusively with the medium to be sealed, which is associated with the first end side of the sliding surface adjacent. The second end face of the sliding surface, in contrast, touches the surface of the machine element to be sealed, viewed continuously in the circumferential direction.

Die Gleitfläche kann Bestandteil eines Gleitrings sein, der radial außen- oder innenseitig mit einem Anpressring verbunden ist und zusammen mit dem Anpressring den Dichtring bildet. Sowohl der Gleitring als auch der Anpressring können dadurch besonders gut an die jeweiligen Gegebenheiten des Anwendungsfalles angepasst werden.The sliding surface may be part of a sliding ring, which is radially outside or inside connected to a pressure ring and forms the sealing ring together with the pressure ring. Both the slip ring and the pressure ring can be particularly well adapted to the particular circumstances of the application.

Um zu verhindern, dass sich der Gleitring und der Anpressring relativ zueinander verdrehen, können diese bevorzugt stoff- und/oder formschlüssig miteinander verbunden sein.In order to prevent the sliding ring and the pressure ring from rotating relative to one another, they can preferably be connected to one another in a material and / or form-fitting manner.

Der Gleitring und der Anpressring können aus Dichtungswerkstoffen unterschiedlicher Härte bestehen. Zum Beispiel können zwei unterschiedlich harte Polyurethane zur Anwendung gelangen oder zum Beispiel thermoplastische Elastomere und Polyamid. Es ist vorteilhaft, wenn der Gleitring deutlich härter als der Anpressring ist. Für viele Anwendungsfälle hat es sich bewährt, wenn der Gleitring eine Härte > 92 Shore A und der Anpressring zum Beispiel eine Härte von 75 bis 85 Shore A aufweist.The slip ring and the pressure ring can be made of sealing materials of different hardness consist. For example, two different hardness polyurethanes may be used, for example, thermoplastic elastomers and polyamide. It is advantageous if the sliding ring is significantly harder than the contact pressure ring. For many applications, it has been proven that the sliding ring has a hardness> 92 Shore A and the pressure ring, for example, a hardness of 75 to 85 Shore A.

Die Erfindung betrifft außerdem die Verwendung eines Dichtrings, wie zuvor beschrieben. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass der Dichtring als Drehdruckdichtung Verwendung findet. Bei solchen Drehdruckdichtungen handelt es sich um Hochleistungsdichtungen für extreme Bedingungen, zum Beispiel in der Mobilhydraulik. Gelangen zum Beispiel unterschiedlich harte Werkstoffe für Gleitring und Anpressring zur Anwendung, können durch eine Tieftemperaturmischung aus Polyurethan hervorragende Eigenschaften in der Kälte erreicht werden, aber auch bei hochdynamischen Anwendungen. Unter Nutzung zum Beispiel einer Zwei-Komponenten-Spritzgusstechnologie können die guten Dichteigenschaften der Tieftemperaturmischung mit der hohen Extrusionsfestigkeit eines deutlich härteren Werkstoffs kombiniert werden.The invention also relates to the use of a sealing ring as described above. According to the invention, it is provided that the sealing ring is used as a rotary pressure seal. Such rotary pressure seals are high-performance seals for extreme conditions, for example in mobile hydraulics. For example, if differently hard materials are used for the slip ring and the pressure ring, a low-temperature mixture of polyurethane can achieve excellent properties in the cold, but also in highly dynamic applications. Using, for example, a two-component injection molding technology, the good sealing properties of the low-temperature mixture can be combined with the high extrusion resistance of a significantly harder material.

Drehdruckdichtungen können in ihrem Lebenszyklus mit Drücken von etwa 500 bis 700 bar und Temperaturen von 100 bis 120°C belastet werden.Rotary pressure seals can be loaded in their life cycle with pressures of about 500 to 700 bar and temperatures of 100 to 120 ° C.

Kurzbeschreibung der ZeichnungBrief description of the drawing

Mehrere Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Dichtrings werden nachfolgend anhand der 1 bis 14 näher erläutert.Several embodiments of the sealing ring according to the invention are described below with reference to the 1 to 14 explained in more detail.

Diese zeigen jeweils in schematischer Darstellung:These show in a schematic representation:

1 bis 4 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dichtrings mit sich in axialer Richtung erstreckenden Schmiermitteltaschen, 1 to 4 A first embodiment of a sealing ring according to the invention with extending in the axial direction of lubricant pockets,

5 bis 8, 11, 12 jeweils eine Draufsicht auf eine Gleitfläche mit unterschiedlich gestalteten Schmiermitteltaschen, 5 to 8th . 11 . 12 each a plan view of a sliding surface with differently shaped lubricant pockets,

9, 10, 14 jeweils eine perspektivische Ansicht der Außenumfangsseite eines Dichtrings mit voneinander abweichend gestalteten Schmiermitteltaschen und 9 . 10 . 14 in each case a perspective view of the outer peripheral side of a sealing ring with differing designed lubricant pockets and

13 zwei schematisch dargestellte Übergänge von Schmiermitteltaschen in die Kontaktfläche. 13 two schematically illustrated transitions of lubricant pockets in the contact surface.

Ausführung der ErfindungEmbodiment of the invention

In den 1 bis 4 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dichtrings gezeigt.In the 1 to 4 a first embodiment of a sealing ring according to the invention is shown.

Der in diesem Ausführungsbeispiel gezeigte Dichtring umfasst einen Gleitring 13 und einen Anpressring 14, die stoffschlüssig miteinander verbunden sind und aus unterschiedlich harten Dichtungswerkstoffen bestehen. Der Dichtring wird als Drehdruckdichtung verwendet.The sealing ring shown in this embodiment comprises a sliding ring 13 and a pressure ring 14 , which are materially interconnected and consist of different hard sealing materials. The sealing ring is used as a rotary pressure seal.

Der Gleitring 13 weist innenumfangsseitig die Gleitfläche 3 auf, die während der bestimmungsgemäßen Verwendung des Dichtrings auf der Oberfläche eines abzudichtenden Maschinenelements, beispielsweise einer Welle, abgestützt ist und diese dichtend umschließt. Der Dichtring dichtet dabei zwei axial zueinander benachbart angeordnete, gegeneinander abzudichtende Räume ab. Einer der abzudichtenden Räume schließt sich axial an die erste Stirnseite 5, der andere abzudichtende Raum in axialer Richtung an die zweite Stirnseite 6 an.The sliding ring 13 has inner side of the sliding surface 3 on, which is supported during the intended use of the sealing ring on the surface of a sealed machine element, such as a shaft, and surrounds this sealingly. The sealing ring seals two axially adjacent to each other, from each other to be sealed rooms. One of the spaces to be sealed closes axially to the first end face 5 , the other space to be sealed in the axial direction to the second end face 6 at.

In 1 ist eine perspektivische Ansicht des Dichtrings gezeigt. Die Innenumfangsseite 1 weist in diesem Ausführungsbeispiel die Gleitfläche 3 mit den Schmiermitteltaschen 4.1, 4.2, ... auf, während die Außenumfangsseite 2 demgegenüber keine Schmiermitteltaschen umfasst. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass sich die Schmiermitteltaschen 4.1, 4.2, ... von der ersten Stirnseite 5, 6 der Gleitfläche 3 in Richtung der anderen zweiten Stirnseite 6, 5 erstrecken und nur in die erste Stirnseite 5, 6 offen übergehend ausgebildet sind. Durch diese Ausgestaltung sind die ersten Stirnseiten 5, 6 der Schmiermitteltaschen 4.1, 4.2, ... strömungsleitend mit dem abzudichtenden Medium in den jeweils abzudichtenden Räumen verbunden.In 1 a perspective view of the sealing ring is shown. The inner circumference side 1 has in this embodiment, the sliding surface 3 with the lubricant pockets 4.1 . 4.2 , ... on, while the outer circumference side 2 In contrast, does not include lubricant pockets. According to the invention, it is provided that the lubricant pockets 4.1 . 4.2 , ... from the first front 5 . 6 the sliding surface 3 in the direction of the other second end face 6 . 5 extend and only in the first end face 5 . 6 are formed open temporarily. By this configuration, the first end faces 5 . 6 the lubricant pockets 4.1 . 4.2 , ... flow-conducting connected to the medium to be sealed in the spaces to be sealed.

Das Schmiermittel in den stirnseitig offenen Schmiermitteltaschen 4.1, 4.2, ... wird bei allen hier gezeigten Ausführungsbeispielen durch das abzudichtende Medium im jeweils abzudichtende Raum gebildet, der axial an die jeweilige Stirnseite angrenzt.The lubricant in the front side open lubricant pockets 4.1 . 4.2 , ... Is formed in all embodiments shown here by the medium to be sealed in the space to be sealed in each case, which is axially adjacent to the respective end face.

Im hier gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Schmiermitteltaschen 4.1, 4.2, ... gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt angeordnet. Axial mittig der Gleitfläche 3 ist eine gedachte Radialebene 9 angeordnet, wobei jede der Schmiermitteltaschen 4.1, 4.2, ... eine Erstreckung in axialer Richtung 10 aufweist, die sich ausgehend von der jeweils offenen ersten Stirnseite 5, 6, axial über die gedachte Radialebene 9 hinaus erstreckt. Durch eine solche Ausgestaltung ergibt sich eine Überlappung der einander in Umfangsrichtung 7 benachbarten Schmiermitteltaschen 4.1, 4.2, ... in axialer Richtung, insgesamt nur eine vergleichsweise kleine reale Kontaktfläche und daraus resultierend eine Reduzierung der Reibung während der bestimmungsgemäßen Verwendung des Dichtrings.In the embodiment shown here are the lubricant pockets 4.1 . 4.2 , ... evenly distributed in the circumferential direction. Axial center of the sliding surface 3 is an imaginary radial plane 9 arranged, with each of the lubricant pockets 4.1 . 4.2 , ... an extension in the axial direction 10 which, starting from the respectively open first end side 5 . 6 , axially over the imaginary radial plane 9 extends beyond. By such a configuration results in an overlap of each other in the circumferential direction 7 adjacent lubricant pockets 4.1 . 4.2 , ... in the axial direction, a total of only a comparatively small real contact surface and as a result, a reduction in friction during the intended use of the sealing ring.

Die zuvor beschriebene axiale Überlappung der Schmiermitteltaschen 4.1, 4.2, ... ist dadurch realisierbar, dass die einander in Umfangsrichtung 7 benachbart zueinander angeordneten Schmiermitteltaschen 4.1, 4.2, ... quer zu Umfangsrichtung 7 abwechselnd stirnseitig offen und in Umfangsrichtung 7 relativ versetzt zueinander auf Lücke 8 zugeordnet sind.The above-described axial overlap of the lubricant pockets 4.1 . 4.2 , ... is thereby realizable that the one another in the circumferential direction 7 adjacent to each other arranged lubricant pockets 4.1 . 4.2 , ... transverse to the circumferential direction 7 alternately open at the front and in the circumferential direction 7 relatively staggered to each other gap 8th assigned.

In 2 ist die Ansicht der Innenumfangsseite 1 des Dichtrings aus 1 gezeigt. Wie zuvor bereits ausgeführt, sind die Schmiermitteltaschen 4.1, 4.2, ... einander auf Lücke 8 zugeordnet und überlappen sich in axialer Richtung.In 2 is the view of the inner circumference side 1 of the sealing ring 1 shown. As previously stated, the lubricant pockets are 4.1 . 4.2 , ... each other on the gap 8th assigned and overlap in the axial direction.

In 3 ist ein Schnitt durch den Dichtring aus 1 gezeigt, ebenso wie in 4.In 3 is a section through the sealing ring 1 shown, as well as in 4 ,

Die Schnittführung in den 3 und 4 unterscheidet sich insofern voneinander, als in 3 die erste Stirnseite 5 dargestellt ist, in jede zweite Schmiermitteltasche offen übergehend ausgebildet ist, während in 4 die erste Stirnseite 6 gezeigt ist, in die die in Umfangsrichtung 7 übrigen Schmiermitteltaschen offen übergehend ausgebildet sind.The cut in the 3 and 4 differs from each other in so far as in 3 the first front side 5 is shown in any second lubricant bag is designed to be open, while in 4 the first front side 6 shown in the circumferential direction 7 remaining lubricant pockets are designed to be open.

Das Ausführungsbeispiel aus den 1 bis 4 ist zur gegenseitigen Abdichtung zweier abzudichtender Räume vorgesehen, wobei die jeweiligen Stirnseiten des Dichtrings mit unterschiedlichen Drücken druckbeaufschlagbar sind.The embodiment of the 1 to 4 is provided for the mutual sealing of two spaces to be sealed, wherein the respective end faces of the sealing ring can be pressurized with different pressures.

In den 5 und 6 sind zwei Ausführungsformen unterschiedlich gestalteter Schmiermitteltaschen 4.1, 4.2, ... gezeigt. In 5 sind die Schmiermitteltaschen 4.1, 4.2, ..., ausgehend von der offenen ersten Stirnseite 5, 6 V-förmig ausgebildet, während in 6 die Schmiermitteltaschen 4.1, 4.2, ..., ausgehend von der offenen ersten Stirnseite 5, 6, dachförmig ausgebildet sind.In the 5 and 6 are two embodiments of differently shaped lubricant pockets 4.1 . 4.2 , ... shown. In 5 are the lubricant pockets 4.1 . 4.2 , ..., starting from the open first face 5 . 6 V-shaped while in 6 the lubricant pockets 4.1 . 4.2 , ..., starting from the open first face 5 . 6 , roof-shaped.

Durch die großen Schmierflächen der Schmiermitteltaschen 4.1, 4.2, ... Sind die Kontaktflächen reduziert, wobei durch die verbesserte Hydrodynamik der Verschleiß der einander berührenden Kontaktflächen auf ein Minimum reduziert ist. Während der bestimmungsgemäßen Verwendung des Dichtrings wird das in den Schmiermitteltaschen befindliche Schmiermittel 4.1, 4.2, ... in die in Umfangsrichtung benachbarten Schmiermitteltaschen 4.1, 4.2, ... geschleppt. Das Schmiermittel gelangt in Form einer Mikroströmung von einer Schmiermitteltasche 4.1, 4.2, ... zur anderen.Due to the large lubrication surfaces of the lubricant pockets 4.1 . 4.2 , ... the contact surfaces are reduced, whereby the improved hydrodynamics reduce the wear of the contacting surfaces to a minimum. During proper use of the sealing ring, the lubricant in the lubricant pockets 4.1 . 4.2 , ... in the circumferentially adjacent lubricant pockets 4.1 . 4.2 , ... dragged. The lubricant passes in the form of a microflow of a lubricant bag 4.1 . 4.2 , ... to another.

Ebenso, wie die nachfolgend in 7 gezeigte Dichtfläche 3, sind die Dichtflächen 3 aus den 5 und 6 derart gestaltet, dass der Dichtring drehrichtungsunabhängig dieselbe Dichtwirkung aufweist.Likewise, as the following in 7 shown sealing surface 3 , are the sealing surfaces 3 from the 5 and 6 designed such that the sealing ring independent of direction of rotation has the same sealing effect.

In 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, das sich von den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen hauptsächlich dadurch unterscheidet, dass weitere Schmiermitteltaschen 11.1, 11.2, ... in Umfangsrichtung 7 entlang der gedachten Radialebenen 9 angeordnet sind. Diese weiteren Schmiermitteltaschen 11.1, 11.2, ... sind jeweils in sich geschlossen ausgebildet, nämlich im hier gezeigten Ausführungsbeispiel tellerförmig. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Kontaktfläche im Vergleich zu den Kontaktflächen aus den 5 und 6 weiter reduziert. Ein Austausch des Schmiermittels während der bestimmungsgemäßen Verwendung des Dichtrings erfolgt hauptsächlich in den Schmiermitteltaschen 4.1, 4.2, ..., weniger in den weiteren Schmiermitteltaschen 11.1, 11.2, ....In 7 a further embodiment is shown, which differs from the embodiments described above mainly in that more lubricant pockets 11.1 . 11.2 , ... in the circumferential direction 7 along the imaginary radial planes 9 are arranged. These other lubricant pockets 11.1 . 11.2 , ... are each formed closed in itself, namely in the embodiment shown here plate-shaped. In this embodiment, the contact surface compared to the contact surfaces of the 5 and 6 further reduced. An exchange of lubricant during the intended use of the sealing ring is mainly in the lubricant pockets 4.1 . 4.2 , ..., less in the other lubricant pockets 11.1 . 11.2 , ....

In den 8 sowie 11 und 12 ist jeweils die Ansicht einer Gleitfläche 3 gezeigt. In den 8 und 12 ist die Dichtwirkung drehrichtungsabhängig, in 11 drehrichtungsunabhängig. Abgesehen von der Drehrichtungsabhängigkeit, entsprechen die Gebrauchseigenschaften des Dichtrings aus 8 im Wesentlichen den Gebrauchseigenschaften des Dichtrings aus 5.In the 8th such as 11 and 12 is in each case the view of a sliding surface 3 shown. In the 8th and 12 the sealing effect depends on the direction of rotation, in 11 independent direction of rotation. Apart from the direction of rotation, the performance characteristics of the sealing ring correspond 8th essentially the performance characteristics of the sealing ring 5 ,

Im Ausführungsbeispiel gemäß 11 weist die Gleitfläche 3 stirnseitig beiderseits Druckaktivierungsabstände 15 auf, die jeweils wenige Zehntel Millimeter betragen. Bei Druckwechseln in den gegeneinander abzudichtenden Räumen reagiert der Dichtring durch die Druckaktivierungsabstände 15, die Druckaktivierungsnuten bilden, schneller.In the embodiment according to 11 has the sliding surface 3 frontally on both sides pressure activation distances 15 each amounting to a few tenths of a millimeter. When pressure changes in the spaces to be sealed against each other, the sealing ring reacts through the pressure activation distances 15 Making pressure activation grooves faster.

In 12 sind ebenfalls stirnseitig beiderseits Druckaktivierungsnuten vorgesehen, durch die das Schmiermittel einfacher in die Schmiermitteltaschen 4.1, 4.2, ... gelangt. Druckaktivierungsnuten sind durch Leitkanäle 16 gebildet, wobei die Leitkanäle 16 durch eine Leitkante 17 begrenzt sind. Die Leitkannte 17 bewirkt eine Umlenkung des Schmiermittels in die Schmiermitteltaschen 4.1, 4.2, .... Auch dadurch wird die Einleitung des Schmiermittels in die Schmiermitteltaschen 4.1, 4.2, ... begünstigt.In 12 are also frontally provided on both sides Druckaktivierungsnuten through which the lubricant easier in the lubricant pockets 4.1 . 4.2 , ... arrives. Pressure activation grooves are through guide channels 16 formed, with the guide channels 16 through a leading edge 17 are limited. The leading edge 17 causes a deflection of the lubricant in the lubricant pockets 4.1 . 4.2 , .... This is also the introduction of the lubricant in the lubricant pockets 4.1 . 4.2 , ... favors.

In den 9, 10 und 14 sind die Schmiermitteltaschen 4.1, 4.2, ... jeweils muldenförmig vertieft ausgebildet, wobei die Schmiermitteltaschen 4.1, 4.2, ... in 9 bogenförmig, in 10 und 14 kegelförmig ausgebildet sind. Durch die bogenförmige und kegelförmige Ausgestaltung der Schmiermitteltaschen 4.1, 4.2, ... weisen diese eine hohe Stabilität auf, wobei diese Geometrie auch bei Abdichtung hoher Drücke erhalten bleibt. Derartige Dichtringe sind besonders druckstabil. Die Geometrie der Schmiermitteltaschen 4.1, 4.2, ... hängt vom jeweiligen Anwendungsfall ab. Flache Schmiermitteltaschen 4.1, 4.2, ... sind eher zur Abdichtung niedriger Drücke und hohe Geschwindigkeiten, höhere Schmiermitteltaschen 4.1, 4.2, ... eher so Abdichtung höherer Drücke bei niedrigeren Geschwindigkeiten geeignet.In the 9 . 10 and 14 are the lubricant pockets 4.1 . 4.2 , ... each formed trough-shaped recessed, wherein the lubricant pockets 4.1 . 4.2 , ... in 9 arched, in 10 and 14 are formed cone-shaped. Due to the arcuate and conical configuration of the lubricant pockets 4.1 . 4.2 , ... have a high stability, this geometry is maintained even when sealing high pressures. Such seals are particularly pressure-stable. The geometry of the lubricant pockets 4.1 . 4.2 , ... depends on respective application. Flat lubricant pockets 4.1 . 4.2 , ... are more for sealing low pressures and high speeds, higher lubricant pockets 4.1 . 4.2 , ... more likely to seal higher pressures at lower speeds.

In 13 sind zwei Übergänge von Schmiermitteltaschen 4.1, 4.2, ... in die Kontaktfläche gezeigt. Durch die Gestalt der Übergänge können die hydrodynamischen Eigenschaften des Dichtrings an die jeweiligen Gegebenheiten des Anwendungsfalles angepasst werden. Die Übergangsradien bestimmen die Dicke des Schmierfilms zwischen den Kontaktflächen. Durch einen relativ dickeren Schmierfilm kann mehr Wärme als durch einen dünneren Schmierfilm transportiert werden.In 13 are two transitions of lubricant pockets 4.1 . 4.2 , ... shown in the contact area. Due to the shape of the transitions, the hydrodynamic properties of the sealing ring can be adapted to the particular circumstances of the application. The transition radii determine the thickness of the lubricating film between the contact surfaces. A relatively thicker lubricant film can carry more heat than a thinner lubricant film.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19726433 A1 [0002]

Claims

Sealing ring, comprising a radially inner inner side ( 1 ) and a radially outer outer peripheral side ( 2 ), wherein the inner peripheral side ( 1 ) or the outer peripheral side ( 2 ) a sliding surface ( 3 ) with at least one lubricant bag ( 4.1 . 4.2 , ...), characterized in that the lubricant bag ( 4.1 . 4.2 , ...) from a first end face ( 5 . 6 ) of the sliding surface ( 3 ) in the direction of the other second end face ( 6 . 5 ) and only in the first end face ( 5 . 6 ) is designed to be open.

Sealing ring according to claim 1, characterized in that the sliding surface ( 3 ) several in the circumferential direction ( 7 ) arranged lubricant pockets ( 4.1 . 4.2 , ...) having.

Sealing ring according to one of claims 1 or 2, characterized in that the lubricant pockets ( 4.1 . 4.2 , ...) evenly in the circumferential direction ( 7 ) are arranged distributed.

Sealing ring according to one of claims 1 to 3, characterized in that the front side only one hand, open lubricant pockets ( 4.1 . 4.2 , ...) frontally on both sides of the sliding surface ( 3 ) are arranged and that the lubricant pockets ( 4.1 . 4.2 , ...), starting from their respective open first end faces ( 5 . 6 ), in the direction of the other end face ( 6 . 5 ).

Sealing ring according to one of claims 1 to 4, characterized in that the one another in the circumferential direction ( 7 ) adjacent to each other lubricant pockets ( 4.1 . 4.2 , ...) transverse to the circumferential direction ( 7 ) alternately open at the front and in the circumferential direction ( 7 ) relatively staggered, gap to each other ( 8th ) assigned.

Sealing ring according to one of claims 1 to 5, characterized in that the sliding surface ( 3 ) axially centrally an imaginary radial plane ( 9 ) having.

Sealing ring according to one of claims 1 to 6, characterized in that the lubricant pockets ( 4.1 . 4.2 , ...) an extension in the axial direction ( 10 ), which, starting from the respectively open first end face ( 5 . 6 ), axially over the imaginary radial plane ( 9 ) extends.

Sealing ring according to one of claims 1 to 7, characterized in that the lubricant pockets ( 4.1 . 4.2 , ...) from the open first end face ( 5 . 6 ) in the axial direction ( 10 ) to the other end face ( 6 . 5 ).

Sealing ring according to one of claims 1 to 8, characterized in that the lubricant pockets ( 4.1 . 4.2 , ...) are formed trough-shaped recessed.

Sealing ring according to one of claims 1 to 9, characterized in that the lubricant pockets ( 4.1 . 4.2 , ...) mirror-symmetrical to the imaginary radial plane ( 9 ) are arranged.

Sealing ring according to one of claims 1 to 10, characterized in that the lubricant pockets ( 4.1 . 4.2 , ...), starting from the open first end face ( 5 . 6 ), V-shaped or roof-shaped.

Sealing ring according to one of claims 1 to 11, characterized in that along the imaginary radial plane ( 9 ) at least one self-contained, further lubricant pocket ( 11.1 . 11.2 , ...) is arranged.

Sealing ring according to one of claims 1 to 12, characterized in that the sliding surface ( 3 ) at least one, in the circumferential direction ( 7 ) Wavy extending, self-contained, groove-shaped lubricant bag ( 4.1 ), which with their axial one hand in the circumferential direction ( 7 ) arranged turning points ( 12.1 . 12.2 , ...) open only in the first end ( 5 . 6 ) of the sliding surface ( 3 ) is trained.

Sealing ring according to one of claims 1 to 13, characterized in that the sliding surface ( 3 ) Part of a sliding ring ( 13 ), the radially outside or inside with a pressure ring ( 14 ) and together with the pressure ring ( 14 ) forms the sealing ring.

Sealing ring according to claim 14, characterized in that the sliding ring ( 13 ) and the pressure ring ( 14 ) are cohesively connected to each other.

Sealing ring according to one of claims 14 or 15, characterized in that the sliding ring ( 13 ) and the pressure ring ( 14 ) consist of sealing materials of different hardness.

Use of a sealing ring according to one of claims 1 to 16 as a rotary pressure seal.