DE1266076B

DE1266076B - Shaft seal

Info

Publication number: DE1266076B
Application number: DEK61008A
Authority: DE
Inventors: Richard Heinrich
Original assignee: Kupfer Asbest Co
Current assignee: Kupfer Asbest Co
Priority date: 1966-12-23
Filing date: 1966-12-23
Publication date: 1968-04-11
Also published as: FR1552331A

Description

Wellendichtung Die Erfindung betrifft eine Dichtung für drehbare Wellen od. dgl. mit einer beispielsweise an einem Gehäuse angeordneten Manschette aus elastischem Werkstoff, insbesondere Kunststoff, die mindestens eine Dichtlippe für die Anlage an der Welle od, dgl. aufweist, wobei die Dichtlippe in dem Bereich der Dichtfläche mit Einschnitten versehen ist. Es sind Wellendichtungen aus elastischem Werkstoff bekannt, deren an der Welle anliegender Teil der Dichtlippe durch feine zur Dichtkante parallel verlaufende Ringschnitte unterteilt ist. Diese Maßnahme ergibt zwar eine befriedigende Lösung des Dichtproblems zwischen Welle und Dichtlippe, verhindert jedoch eine Schmierung zwischen diesen. Selbst wenn geringe Mengen des abzudichtenden Mediums insbesondere während der Drehbewegung der Welle in den Grenzbereich zwischen Lippe und Welle gelangen und von den Ringschnitten infolge der dort auftretenden Kapillarwirkung nach oben gesaugt werden, genügen diese jedoch nicht, um eine stehende Welle im Moment des Anlaufens wirksam mit Schmiermittel zu versorgen. Daraus resultiert naturgemäß ein erhöhter Verschleiß der Dichtlippe, der vergleichsweise rasch zur Unbrauchbarkeit des Dichtungselementes führt. Eine weitere Folge des momentanen Trockenlaufs der Welle in dem Dichtelement ist das häufig auftretende unangenehme Pfeifgeräusch, das erst dann nachläßt, wenn durch die umlaufende Welle wieder eine entsprechende Flüssigkeitsmenge zur Reibungsstelle gebracht wird (deutsche Patentschrift 694 689).Shaft seal The invention relates to a seal for rotatable shafts od. The like. With a cuff arranged for example on a housing made of elastic Material, in particular plastic, which has at least one sealing lip for the system Od on the shaft, the like. The sealing lip in the area of the sealing surface is provided with incisions. They are shaft seals made of elastic material known, whose part of the sealing lip resting on the shaft through fine to the sealing edge parallel ring cuts is divided. This measure results in a satisfactory solution of the sealing problem between shaft and sealing lip, prevented however, lubrication between them. Even if small amounts of the sealant Medium especially during the rotary movement of the shaft in the border area between Lip and shaft get and from the ring cuts as a result of the occurring there Capillary action sucked upwards, but this is not enough to make a standing To effectively supply the shaft with lubricant at the moment of start-up. This results naturally an increased wear of the sealing lip, which comparatively quickly leads to Leads to uselessness of the sealing element. Another episode of the current one Dry running of the shaft in the sealing element is the unpleasant thing that often occurs Whistling sound that only subsides when the rotating wave causes another corresponding amount of liquid is brought to the point of friction (German patent specification 694 689).

Es ist auch bekannt (USA.-Patentschrift 3 044 786), die Lösung des Schmierproblems zwischen Dichtlippe und Welle durch in der Dichtlippe vorgesehene Schmierlöcher, durch welche das abzudichtende Medium als Schmiermittel an die Reibungsstelle gebracht werden soll, anzustreben. Es ist jedoch nicht sicher, daß dadurch eine dauerhafte Schmierwirkung erreicht wird, da die relativ engen Schmierlöcher leicht durch den Abrieb an der Dichtlippe oder durch sonstige Verunreinigungen im abzudichtenden Medium verstopft werden können.It is also known (US Pat. No. 3,044,786), the solution of the Lubrication problems between the sealing lip and the shaft caused by those provided in the sealing lip Lubrication holes through which the medium to be sealed is used as a lubricant at the friction point should be brought to strive. However, it is not certain that this will result in a permanent lubricating effect is achieved because the relatively narrow lubrication holes are easy by abrasion on the sealing lip or by other impurities in the seal to be sealed Medium can become clogged.

Zur Wellenachse geneigte, an der Dichtfläche der Dichtlippe angebrachte Rippen bewirken zwar einen guten Rückfördereffekt der abzudichtenden Flüssigkeit, wenn die Welle umläuft; bei stillstehender Welle wird jedoch keine absolute Abdichtung gewährleistet, da die Flüssigkeit allmählich zwischen den Rippen durchsickern kann (deutsche Patentschrift 1153 578, deutsches Gebrauchsmuster 1779 631).Ribs, which are inclined to the shaft axis and attached to the sealing surface of the sealing lip, have a good return effect of the liquid to be sealed when the shaft rotates; However, when the shaft is at a standstill, absolute sealing is not guaranteed, since the liquid can gradually seep through between the ribs (German patent specification 1153 578, German utility model 1779 631).

Sägezahnartige Dichtkanten, welche stirnseitig an der Dichlippe angebracht sind, bewirken in Verbindung mit der Dichtfläche eine gute Dichtwirkung bei stillstehender und bei laufender Welle, sind aber nicht zur Speicherung von Medium an der Dichtfläche geeignet (französische Patentschrift 1294 041).Sawtooth-like sealing edges, which are attached to the front face of the lip are, in connection with the sealing surface, produce a good sealing effect when the machine is stationary and when the shaft is running, but are not used to store medium on the sealing surface suitable (French patent specification 1294 041).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dichtung für drehbare Wellen so auszubilden, daß einerseits das abzudichtende Medium auch bei Stillstand der Welle nicht unter der Dichtzone hindurchfließen kann, andererseits jedoch für den Anlauf der Welle eine ausreichende Schmierung sichergestellt wird, wobei die Abdichtung und die schmierfähige Ausbildung der Dichtlippen auch noch bei abgenutzten Dichtlippen wirksam sein soll.The invention is based on the object of a seal for rotatable To train waves so that on the one hand the medium to be sealed even at standstill the shaft cannot flow under the sealing zone, but on the other hand for adequate lubrication is ensured for the start-up of the shaft, whereby the Sealing and the lubricious formation of the sealing lips even when they are worn Sealing lips should be effective.

Bei einer Wellendichtung der eingangs geschilderten Art wird dies gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß Einschnitte quer zur Umfangsrichtung der Dichtfläche angeordnet sind.In the case of a shaft seal of the type described above, this will be the case achieved according to the invention in that incisions transversely to the circumferential direction of the Sealing surface are arranged.

Die erfindungsgemäße Anordnung von quer zur Umfangsrichtung der Dichfläche liegenden Einschnitten ermöglicht, daß die Dichtlippenlamellen beim Stillstand der Welle satt aneinander anliegen und somit einen Durchtritt des Mediums durch diese Einschnitte verhindern. Bei der Drehbewegung der Welle, insbesondere beim Anlaufen der Welle, verschieben sich diese Lamellen geringfügig gegeneinander und klaffen etwas auf. Der dadurch entstehende Spalt genügt, um sofort eine ausreichende Menge der abzudichtenden Flüssigkeit zwischen die Lamellen eindringen zu lassen, welche eine sofortige Schmierung zwischen Lippe und Welle bewirken. Somit wird der Verschleiß beim Anlaufen der Welle stark herabgesetzt. Auch die beim Trockenlauf auftretenden Anlaufpfeifgeräusche werden weitgehend vermieden.The arrangement according to the invention from transversely to the circumferential direction of the sealing surface lying incisions allows the sealing lip lamellae at a standstill Shafts lie snugly against each other and thus a passage of the medium through them Prevent cuts. When the shaft rotates, especially when it starts up the shaft, these lamellas shift slightly against each other and gape something on. The resulting gap is enough to get a sufficient amount immediately to allow the liquid to be sealed to penetrate between the lamellae, which cause immediate lubrication between lip and shaft. Thus, the wear and tear when starting up the wave is greatly reduced. Even when running dry Whistling noises that occur are largely avoided.

Vorteilhaft haben sämtliche Einschnitte untereinander gleiche Tiefe. Daraus ergibt sich ein gleichmäßiger Anpreßdruck der Dichtlippe an der Welle.Advantageously, all of the incisions have the same depth as one another. This results in a uniform contact pressure of the sealing lip on the shaft.

Zweckmäßig sind die Einschnitte von der Dichtkante nach beiden Seiten geführt. Daraus ergibt sich eine relativ große Beweglichkeit der Lamellen zueinander, was die Spaltbildung und somit auch die Anlaufschmierfähigkeit des Dichtelementes fördert.The incisions from the sealing edge to both sides are useful guided. This results in a relatively large mobility of the slats to each other, what the gap formation and thus also the starting lubricity of the sealing element promotes.

Eine besonders günstige Wirkung ergibt sich, wenn die Einschnitte in Axialebenen liegen. Auch dieses Ausbildungsmerkmal begünstigt die Schmiermittelzufuhr an die Dichtstelle im Moment des Wellenanlaufs.A particularly beneficial effect is obtained when the incisions lie in axial planes. This training feature also favors the supply of lubricant to the sealing point at the moment the shaft starts running.

Zweckmäßigerweise verlaufen die Einschnitte parallel zur Achse der Welle, jedoch diese nicht schneidend. Dies ermöglicht ohne wesentliche Beeinflussung der erfindungsgemäßen Vorteile eine Drehrichtungsänderung der Welle.The incisions expediently run parallel to the axis of the Shaft, but not cutting it. This is possible without any significant influence the advantages according to the invention a change in the direction of rotation of the shaft.

In Weiterbildung der Erfindung verlaufen die Einschnitte unter einem Winkel a zur Achse. Durch diese unter einem spitzen Winkel von etwa 15° in Drehrichtung der Welle -verlaufenden Einschnitte wird eine besonders große Rückförderleistung des abzudichtenden Mediums sichergestellt.In a further development of the invention, the incisions run under one Angle a to the axis. Through this at an acute angle of about 15 ° in the direction of rotation the wave-running incisions is a particularly high return capacity of the medium to be sealed ensured.

Zweckmäßigerweise sind die Einschnitte in Umfangsrichtung der Wellenbohrung in gleichmäßigen Abständen angeordnet. Auch dieses trägt zur gleichmäßigen Abdichtung zwischen Dichtelement und Welle bei.The incisions are expediently in the circumferential direction of the shaft bore evenly spaced. This also contributes to an even seal between sealing element and shaft.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es ist dargestellt in F i g. 1 eine erfindungsgemäße Wellendichtung im Axialschnitt, F i g. 2 die Wellendichtung gemäß F i g. 1 in axialer Ansicht, F i g. 3 ein Schnitt nach der Linie 111-11I gemäß F i g. 2, F i g. 4 bis 6 eine weitere Ausführungsform einer Wellendichtung in Darstellungen gemäß den F i g. 1 bis 3.The invention is illustrated below with reference to the drawings Embodiments explained in more detail. It is shown in FIG. 1 an inventive Axial section of the shaft seal, FIG. 2 the shaft seal according to FIG. 1 in axial View, fig. 3 shows a section along line 111-11I according to FIG. 2, fig. 4 to 6 shows a further embodiment of a shaft seal in representations according to FIGS i g. 1 to 3.

Die in den F i g. 1 bis 3 dargestellte Wellendichtung enthält eine mit einem metallischen Gehäuse 1 an ihrem äußeren Rand verbundene Dichtmanschette 2 aus Kunststoff. Diese ist konusförmig gegen das in der Zeichnung nicht dargestellte, links von der Manschette zu denkende abzudichtende Medium vorgewölbt und endigt an ihrer innersten Rinezone in einem verstärkten Ringwulst 3. In dem in F i g. 1 dargestellten axialen Querschnitt weist der Ringwulst 3 die Form eines mit seiner Spitze gegen die drehbare Welle 5 gerichteten Keiles auf. Der als Dichtlippe wirkende Ringwulst 3 trägt an seinem gegen das Gehäuse 1 gerichteten Rücken eine nicht näher bezeichnete Nut, in welche eine Schraubenfeder 4 eingelegt ist. Diese hält den Ringwulst 3 gegen die Mantelfläche der Welle 5 gespannt.The in the F i g. 1 to 3 shown shaft seal contains a sealing sleeve connected to a metallic housing 1 at its outer edge 2 made of plastic. This is conical against the one not shown in the drawing, medium to be sealed to the left of the cuff bulges and ends at their innermost rine zone in a reinforced annular bulge 3. In the one shown in FIG. 1 shown axial cross section, the annular bead 3 has the shape of a with his Tip against the rotatable shaft 5 directed wedge. The one acting as a sealing lip Annular bead 3 carries a not closer on its back facing the housing 1 designated groove in which a helical spring 4 is inserted. This holds the ring bead 3 clamped against the outer surface of the shaft 5.

Der im Querschnitt keilförmige Ringwulst 3 wird gegen das abzudichtende Medium hin durch eine Kegelmantelfläche 6, die im folgenden und in den Ansprüchen als Stirnfläche bezeichnet ist, begrenzt. Diese Stirnfläche verschneidet sich mit einer zweiten Kegelmantelfiäche 7, welche sich gegen das abzudichtende Medium hin verjüngt und als Lauffläche dient. Die Verschneidungszone der Stirnfläche 6 und der Lauffläche 7 bildet die Dichtkante 8, welche in F i g. 3 in ihrer Abwicklung dargestellt ist. In denn Ringwulst 3 sind spanlos sehr feine Einschnitte 9 angebracht. Diese beginnen jeweils an der Dichtkante 8 und verlaufen, wie F i g. 2 und 3 deutlich erkennen lassen, in radialer Bohrung spiralförmig mit zunehmendem Abstand von der Achse der Welle 5: Die Einschnitte reichen von der Lauffläche 7 durchgehend bis zu der Stirnfläche 6 des Ringwulstes und lassen an der für die Abdichtung in erster Linie wirksamen, der Dichtkante 8 unmittelbar benachbarten Zone eine in einzelne Lamellen gefiederte Anordnung entstehen, die es ermöglicht, daß die einzelnen zwischen den Einschnitten 9 liegenden Lamellen bei Stillstand der abzudichtenden Welle satt aneinanderliegen, sich jedoch bei der Drehbewegung der Welle geringfügig gegeneinander verschieben können und dabei jeweils sehr enge Spalte entstehen lassen, in welche geringe Mengen des abzudichtenden Mediums eindringen und dann die erforderliche Schmierung bewirken können. Wie F i g. 3 außerdem erkennen läßt, verlaufen die nach außen zur Lauffläche 7 in Drehrichtung der Welle 1 spiralförmigen Einschnitte 9 unter einem spitzen Winkel a von etwa 15° zur Drehachse A-A der Welle 5 schräg geneigt: Hierdurch wird eine besonders große Rückförderleistung des abzudichtenden Mediums sichergestellt.The annular bead 3, which is wedge-shaped in cross section, is pressed against the Medium through a conical surface 6, which follows and in the claims is referred to as the end face, limited. This face intersects with a second conical surface 7, which extends against the medium to be sealed tapered and used as a tread. The intersection zone of the end face 6 and of the running surface 7 forms the sealing edge 8, which in FIG. 3 in their settlement is shown. Very fine incisions 9 are made in the annular bead 3 without cutting. These each begin at the sealing edge 8 and run, as shown in FIG. 2 and 3 clearly can be seen in a radial bore spirally with increasing distance from the Axis of the shaft 5: The incisions extend from the running surface 7 continuously to to the end face 6 of the annular bead and leave the seal in the first place Line effective, the sealing edge 8 immediately adjacent zone in a single Lamellae feathered arrangement arise, which makes it possible that the individual between the incisions 9 lying lamellae fed up when the shaft to be sealed is at a standstill lie against each other, but slightly against each other when the shaft rotates can move and thereby create very narrow gaps in which small amounts of the medium to be sealed penetrate and then the required Can cause lubrication. Like F i g. 3 also shows that they run after on the outside of the running surface 7 in the direction of rotation of the shaft 1, spiral incisions 9 inclined at an acute angle a of about 15 ° to the axis of rotation A-A of the shaft 5: This results in a particularly high return rate of the medium to be sealed ensured.

Bei der in den F i g. 4 bis 6 dargestellten Ausfzihrungsform haben die Einschnitte 9a über ihre gesamte Erstreckung gleiche Tiefe, d. h., ihr Grund 10 verläuft parallel zu den entsprechenden Flächen 6a, 7a der keilförmigen Dichtlippe 3 a. Die Einschnitte 9a liegen dabei, wie die F i g. 5 und 6 zeigen, in Radialebenen.In the case of the FIGS. 4 to 6, the incisions 9a have the same depth over their entire extent, ie their base 10 runs parallel to the corresponding surfaces 6a, 7a of the wedge-shaped sealing lip 3a. The incisions 9a are, as shown in FIG. 5 and 6 show in radial planes.

Claims

Claims: 1. Seal for rotatable shafts or the like. With a For example, a sleeve made of elastic material arranged on a housing, in particular plastic, which has at least one sealing lip for contact with the shaft Od. The like. The sealing lip with incisions in the area of the sealing surface is provided, characterized in that the incisions (9 or 9 a) transversely to Are arranged circumferential direction of the sealing surface.

2. Seal according to claim 1, characterized characterized in that all incisions (9 or: 9a) have the same depth among themselves to have.

3. Seal according to claim 1 or 2, characterized in that the incisions (9 or 9a) are guided from the sealing edge (8) to both sides.

4. Seal according to one of the preceding claims, characterized in that 'the incisions (9a) lie in axial planes.

5. Seal according to one of the preceding claims, characterized in that the incisions are parallel to the axis of the shaft (A-A), however, these are not cutting.

6. Seal according to claim 4 or 5, characterized characterized in that the incisions extend at an angle (a) to the axis (A-A) (Fig. 3).

7. Seal according to one of the preceding claims, characterized in that that the incisions (9 or 9a) in the circumferential direction of the Shaft bore are arranged in even sections. Considered publications: German Patent No. 694 689; German Auslegeschrift No. 1153 578; German Utility model number 1779 631; French Patent Nos. 1100 861, 1294 041; U.S. Patent No. 3,044,786.