DE4200927A1 - Shaft sealing ring - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Radialwellendichtring mit einer Dichtungsachse und einer eine abzudichtende Welle umfangsseitig berührende Dichtlippe aus polymerem Werkstoff, wobei die Dichtlippe gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilte, radial nach innen vorstehende Rippen aufweist.The invention relates to a radial shaft seal with a Sealing axis and a shaft to be sealed on the circumference touching sealing lip made of polymer material, the Sealing lip evenly distributed in the circumferential direction, radially has inwardly projecting ribs.
Ein solcher Radialwellendichtring ist aus der DE-PS 28 35 359 bekannt. Der vorbekannte Radialwellendichtring für hydro dynamische Wellendichtungen weist die radial nach innen vor stehenden Rippen nur im entspannten Zustand auf. Während der bestimmungsgemäßen Verwendung, wenn das ringförmige Abdicht element eine abzudichtende Welle umfangsseitig vollständig dichtend berührt, geht die ringscheibenförmige Gestalt mit den radial nach innen vorstehenden Rippen verloren und das Ab dichtungselement bildet eine zur Wellenachse konisch nach innen geneigte Dichtlippe, die, in Umfangsrichtung gesehen, gegenüber einer Umfangskreislinie in axialer Richtung sinusförmig ver lagert ist. Die Wellung in axialer Richtung bedingt eine Rückförderwirkung des abzudichtenden Mediums in Richtung des abzudichtenden Raumes durch axiale Umlenkung der Flüssigkeits bestandteile zwischen der Wellenoberfläche und der Dichtlippe des Abdichtelementes. Dabei ist allerdings zu beachten, daß sich während der bestimmungsgemäßen Verwendung des ringförmigen Abdichtelementes die Lage der Dichtlippe bezogen auf die Wellenoberfläche während der Gebrauchsdauer durch Relaxations erscheinungen verändern kann und dadurch gegebenenfalls zu Beeinträchtigungen der Abdichtung führt. Da der Rückförder effekt auf einer axialen Umlenkung der Flüssigkeitsbestandteile auf der Welle beruht, ist aber eine während der Gebrauchsdauer stets gleichbleibende geometrische Form und eine gleichbleiben de Zuordnung der beiden Teile zueinander erforderlich. Die Gebrauchseigenschaften sind während einer langen Gebrauchs dauer, insbesondere bei stillstehender Welle, also statischer Abdichtung, wenig befriedigend.Such a radial shaft seal is from DE-PS 28 35 359 known. The known radial shaft seal for hydro dynamic shaft seals are shown radially inwards standing ribs only in a relaxed state. During the Intended use if the annular seal element a shaft to be sealed completely on the circumference touched sealingly, the ring-shaped shape goes with the radially inward projecting ribs lost and the Ab sealing element forms a conical inward to the shaft axis inclined sealing lip, which, seen in the circumferential direction, opposite ver a circular circumferential line in the axial direction is stored. The corrugation in the axial direction causes one Return effect of the medium to be sealed in the direction of the space to be sealed by axial deflection of the liquid components between the shaft surface and the sealing lip of the sealing element. However, it should be noted that itself during the intended use of the ring Sealing element, the position of the sealing lip based on the Wave surface during the period of use through relaxation phenomena can change and thereby possibly Impairment of the seal leads. Because the return effect on an axial deflection of the liquid components relies on the wave, but is one during its useful life always the same geometrical shape and the same de Assignment of the two parts to each other required The Features of use are during a long use duration, especially when the wave is stationary, i.e. static Sealing, unsatisfactory.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Radialwellen dichtring der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, daß sich ausgezeichnete Gebrauchseigenschaften während einer langen Gebrauchsdauer bei verbesserten Abdichtungsergebnissen einstellen und eine Leckage der im abzudichtenden Raum befind lichen Flüssigkeit sowohl bei stillstehender, als auch bei rotierender Welle zuverlässig vermieden wird.The invention has for its object a radial shaft to further develop the sealing ring of the type mentioned at the beginning, that excellent performance characteristics during a long service life with improved sealing results adjust and leakage in the room to be sealed liquid both when standing still and when rotating shaft is reliably avoided.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestal tungen nehmen die Unteransprüche Bezug.This object is achieved with the characteristic Features of claim 1 solved. On advantageous form the subordinate claims refer.
Bei dem erfindungsgemäßen Radialwellendichtring ist es vor gesehen, daß die Dichtlippe innenseitig durch eine hohlkegelige in Richtung der von dem abzudichtenden Raum abgewandten Seite in ihrem Durchmesser erweiterten Innenfläche begrenzt ist, daß die Innenfläche auf der von dem abgedichteten Raum abgewandten Seite der Dichtlippe mit der Dichtungsachse einen ersten Winkel einschließt, der 0,02- bis 0,5mal so groß ist wie ein zweiter Winkel, den die Innenfläche auf der dem abgedichteten Raum zugewandten Seite der Dichtlippe mit der Dichtungsachse ein schließt und daß die Rippen durch eine sich nur in Umfangs richtung entlang einer Umfangskreislinie fortsetzende Wellung der Innenfläche gebildet sind. Diese Ausgestaltung bedingt, daß die nur in Umfangsrichtung entlang einer Umfangskreislinie ausgebildete Wellung mit ihren radial nach innen weisenden Rippen die abzudichtende Welle mit unterschiedlicher Vor spannung dichtend anliegend berühren. Die Rippen, die von der Dichtungsachse den kleinsten Abstand aufweisen, liegen mit einer relativ vergrößerten Vorspannung gegenüber den Rippen an der Welle an, die von der Dichtungsachse einen größeren Abstand aufweisen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es vorge sehen, daß die Dichtlippe, die sich entlang einer Umfangskreis linie erstreckt, in allen Teilbereichen die abzudichtende Welle dichtend berührt. Eine Ausgestaltung, nach der die Dichtlippe nur zum überwiegenden Teil die Welle berührt und in den anderen Teilbereichen mit der Welle einen Spalt von kapillaraktiver Enge begrenzt, ist ebenfalls denkbar.It is the case with the radial shaft seal ring according to the invention seen that the sealing lip inside by a hollow cone towards the side facing away from the space to be sealed is limited in its enlarged inner surface diameter that the inner surface facing away from the sealed room Side of the sealing lip with the sealing axis a first angle which is 0.02 to 0.5 times the size of a second Angle that the inner surface on the the sealed space facing side of the sealing lip with the sealing axis closes and that the ribs are only circumferentially Direction along a circumferential circular line the inner surface are formed. This configuration requires that that only in the circumferential direction along a circumferential circular line trained corrugation with their radially inward facing Rib the shaft to be sealed with different pre Touch the tension tightly. The ribs made by the Seal axis have the smallest distance, are with a relatively increased bias against the ribs the shaft at a greater distance from the seal axis exhibit. In the context of the present invention, it is featured see that the sealing lip that extends along a circumferential circle line extends in all areas the shaft to be sealed touched sealing. An embodiment according to which the sealing lip only touches the wave for the most part and in the others Sub-areas with the shaft a gap of capillary active Tight limits is also conceivable.
Die Pumpwirkung des abzudichtenden Mediums in Richtung des abzudichtenden Raumes beruht bei dem erfindungsgemäßen Radial wellendichtring im Gegensatz zum Stand der Technik nicht auf einer Umlenkung der Flüssigkeitsbestandteile in axialer Rich tung auf der Wellenoberfläche, bedingt beispielsweise durch in axialer Richtung sinusförmig verlaufenden Vorsprünge, sondern auf einer schwellenden Kraft, die während der dynamischen Abdichtung in radialer Richtung auf die abzudichtende Flüssig keit wirkt. Durch die Ausgestaltung der Innenfläche des Radial wellendichtringes werden die Flüssigkeitsbestandteile, die den hydrodynamischen Schmierfilm bilden, in Richtung des abzudich tenden Raumes gedrückt wird.The pumping action of the medium to be sealed in the direction of the The space to be sealed is based on the radial according to the invention In contrast to the prior art, the shaft sealing ring does not open a deflection of the liquid components in the axial direction tion on the shaft surface, caused for example by in axial direction sinusoidal projections, but on a swelling force during dynamic Sealing in the radial direction on the liquid to be sealed speed works. By designing the inner surface of the radial oil seals are the liquid components that the Form hydrodynamic grease film in the direction of the seal tending space.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Radialwellendicht ringes ergibt sich eine ausgezeichnete Schmierung zwischen der Dichtlippe und der angrenzenden Welle, was einen außergewöhn lich geringen Verschleiß der Dichtlippe und eine sehr hohe Gebrauchsdauer bei gleichbleibend guten Abdichtungsergebnissen, unabhängig von der Drehrichtung der Welle, bedingt. Vorteilhaft darüber hinaus ist, daß durch den erfindungsgemäßen Radial wellendichtring nicht nur flüssigkeitsgefüllte Räume gegen die Umgebung abgedichtet werden können, sondern daß durch die Pumpwirkung des Radialwellendichtringes auch Flüssigkeit, die sich außerhalb des abzudichtenden Raumes befindet, an der Dichtlippe vorbei in den abgedichteten Raum gefördert werden kann und dann, wenn der Fördervorgang abgeschlossen ist, in diesem gehalten wird. Durch die sich nur in Umfangsrichtung und nur entlang einer Umfangskreislinie fortsetzende Wellung der Innenfläche wird das abzudichtende Medium, das den hydrodyna mischen Schmierfilm zwischen Dichtlippe und Welle bildet, einerseits durch die Wellenrotation in gleicher Drehrichtung geschleppt und andererseits immer wieder in Richtung des abzudichtenden Raumes zurückgefördert.Due to the radial shaft seal according to the invention There is excellent lubrication between the ringes Sealing lip and the adjacent shaft, which is exceptional Lich low wear of the sealing lip and a very high Service life with consistently good sealing results, regardless of the direction of rotation of the shaft. Advantageous moreover is that by the radial according to the invention shaft seal not only liquid-filled rooms against the Environment can be sealed, but that by the Pump effect of the radial shaft seal also liquid that is outside of the room to be sealed, at the Sealing lip are conveyed past in the sealed space can and then, when the funding process is completed, in this is held. Due to the fact that only in the circumferential direction and corrugation continuing only along a circumferential circular line The inner surface is the medium to be sealed, which the hydrodyna mix lubricating film forms between sealing lip and shaft, on the one hand due to the shaft rotation in the same direction of rotation dragged and on the other hand again and again in the direction of the promoted space to be sealed.
Zur Funktion des Radialwellendichtringes ist folgendes auszu führen:The following must be stated regarding the function of the radial shaft sealing ring to lead:
Die Dichtlippe ist innenseitig durch eine Dichtfläche begrenzt, die hohlkegelförmig gestaltet ist und auf der dem abzudichten den Raum abgewandten Seite in ihrem Durchmesser derart er weitert ist, daß die Merkmale aus dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 erfüllt sind. Bei statischer Abdichtung, wenn eine Relativbewegung zwischen der abzudichtenden Welle und dem Radialwellendichtring nicht stattfindet, berührt die Dichtlippe die Welle in allen Umfangsteilbereichen dichtend anliegend. Die Dichtlippe berührt die Welle nur entlang einer Umfangskreis linie und weist keine Wellungen in axialer Richtung auf. Durch die nur in radialer Richtung gewellten Rippen der Innenfläche ergibt sich in Bereichen der größten Abständen von der Dich tungsachse eine relativ kleinere Kraft auf die Wellenoberfläche als in Bereichen mit kleineren Abständen. Durch die in sich ge schlossene Berührungslinie von Dichtlippe und Welle bei sta tischer Abdichtung kann eine Leckage in diesem Betriebszustand zuverlässig vermieden werden. Für eine dynamische Abdichtung ist die Ausgestaltung des Radialwellendichtringes, insbesondere die Geometrie der Innenfläche von ausschlaggebender Bedeutung. Neben der Wellung der Innenfläche in radialer Richtung bewirken die unterschiedlich großen Winkel der Innenfläche auf der dem abzudichtenden Raum zugewandten und auf der von dem abzudichten den Raum abgewandten Seite der Dichtlippe bezogen auf die Dichtungsachse insgesamt eine Förderwirkung des abzudichtenden Mediums in Richtung des abzudichtenden Raumes.The inside of the sealing lip is delimited by a sealing surface, which is designed as a hollow cone and on which to seal the side facing away from the room in its diameter is further that the features from the characteristic part of Claim 1 are met. With static sealing, if one Relative movement between the shaft to be sealed and the Radial shaft sealing ring does not take place, touches the sealing lip the shaft fits tightly in all peripheral sections. The Sealing lip only touches the shaft along a circumferential circle line and has no corrugations in the axial direction. By the ribs of the inner surface that are corrugated only in the radial direction arises in areas of greatest distance from you axis a relatively smaller force on the shaft surface than in areas with smaller distances. Through the ge closed contact line of sealing lip and shaft at sta table sealing can leak in this operating condition can be reliably avoided. For a dynamic seal is the design of the radial shaft seal, in particular the geometry of the inner surface is of crucial importance. In addition to the corrugation of the inner surface in the radial direction the different sized angles of the inner surface on the facing the room to be sealed and on which to seal the side of the sealing lip facing away from the room Overall sealing axis a promotional effect of the to be sealed Medium in the direction of the space to be sealed.
Durch die nur in radialer Richtung gewellten Rippen in Ver bindung mit der beschriebenen Geometrie der Dichtlippe wirkt bei Rotation beispielsweise der Welle eine schwellende Radial kraft in Richtung der Wellenoberfläche und eine Verdrängung der Flüssigkeitsbestandteile, die sich im Wirkungsbereich der Innenfläche befinden, in beide axiale Richtungen. Bei Nach lassen der Radialkraft ergibt sich demgegenüber eine Bewegung von Flüssigkeitsbestandteilen in Richtung der Dichtlippe. Die unterschiedlichen Winkel der Innenfläche, die die Dichtlippe bildet, bewirken insgesamt eine Förderwirkung des abzudichten den Mediums in Richtung des abzudichtenden Raumes. Durch die Vermeidung von Axialvorsprüngen oder anderen Umlenkvorrich tungen zum Umlenken der Flüssigkeit in Richtung des abzudichten den Raumes ist die Funktion des erfindungsgemäßen Radialwellen dichtringes unabhängig von der Drehrichtung der Welle und/oder des Radialwellendichtringes gegeben. Due to the ribs corrugated only in the radial direction in Ver bond with the described geometry of the sealing lip acts when the shaft rotates, for example, a swelling radial force in the direction of the shaft surface and a displacement of the Liquid constituents that are in the range of action of the Inner surface, in both axial directions. At night In contrast, if the radial force is left, there is a movement of liquid components in the direction of the sealing lip. The different angles of the inner surface that the sealing lip forms, promote a promotional effect of the seal the medium in the direction of the space to be sealed. Through the Avoidance of axial projections or other deflection devices to deflect the liquid in the direction of the seal the space is the function of the radial waves according to the invention sealing rings regardless of the direction of rotation of the shaft and / or given the radial shaft seal.
Auch die Art des Radialwellendichtring-Werkstoffes sowie dessen Werkstoffkennwerte beeinflussen die Funktion der Dichtungsan ordnung. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist es vorge sehen, daß die Differenz aus in Umfangsrichtung benachbarten größten und kleinsten Abständen der Dichtlippe von der Dich tungsachse kleiner ist, als 0,3 mm. Bei einer Überschreitung einer Abstandsdifferenz von 0,3 mm ist in den meisten Fällen eine Schleppwirkung der abzudichtenden Flüssigkeit durch die Relativrotation von Welle und Radialwellendichtring zueinander nicht mehr sicher gewährleistet.Also the type of radial shaft seal material and its Material properties influence the function of the seal order. According to an advantageous embodiment, it is featured see that the difference from circumferentially adjacent largest and smallest distances of the sealing lip from you tion axis is smaller than 0.3 mm. If exceeded a distance difference of 0.3 mm in most cases a drag effect of the liquid to be sealed by the Relative rotation of shaft and radial shaft seal to each other no longer guaranteed.
Die Innenfläche kann durch in Umfangsrichtung aufeinander folgende Kegelflächen von gedachten Kegeln gebildet sein, die abwechselnd eine radial innerhalb und eine radial außerhalb der Dichtlippe liegende Kegelachse haben. Die gleichmäßige Wölbung der Kegelflächen bewirkt eine gleichmäßige Förderwirkung des abzudichtenden Mediums zurück in den abzudichtenden Raum. Darüber hinaus ist von Vorteil, daß die gleichmäßig ausgebil deten Kegelflächen einfach und wirtschaftlich herstellbar sind.The inner surface can by circumferentially on each other following conical surfaces of imaginary cones are formed, the alternately one radially inside and one radially outside the Have a conical axis lying on the sealing lip. The even curvature of the conical surfaces causes an even conveying effect of the medium to be sealed back into the space to be sealed. In addition, it is advantageous that the training is even conical surfaces are simple and economical to produce.
Die Innenflächen können in Umfangsrichtung eine sinusförmige Wellung aufweisen, die sich nur in radialer Richtung erstreckt. Durch die unterschiedlichen Steigungen entlang der Sinuskurve, die sich entlang einer Umfangskreislinie erstreckt, treten in verschiedenen Bereichen der Dichtlippe verschieden starke Förderwirkungen auf. Durch die Gestalt der sinusförmigen Innenfläche kann der Radialwellendichtring besonders gut an unterschiedliche Viskositäten der abzudichtenden Medien ange paßt werden. The inner surfaces can be sinusoidal in the circumferential direction Have corrugation that extends only in the radial direction. Due to the different slopes along the sinus curve, which extends along a circumferential circular line enter different areas of the sealing lip of different thickness Funding effects. By the shape of the sinusoidal The radial shaft sealing ring is particularly good at the inner surface different viscosities of the media to be sealed be fit.
Die Differenz aus den in Umfangsrichtung benachbarten größten und kleinsten Abständen der Dichtlippe von der Dichtungsachse kann kleiner sein als 0,15 mm und ist bevorzugt kleiner als 0,1 mm. Je kleiner die Differenz der Abstände der gewellten Innenfläche von der Dichtungsachse ist, desto sicherer werden Flüssigkeitsbestandteile auch bei kleinen Umfangsgeschwindig keiten, beispielsweise der Welle, mitgeschleppt.The difference from the largest neighboring in the circumferential direction and smallest distances of the sealing lip from the sealing axis can be smaller than 0.15 mm and is preferably smaller than 0.1 mm. The smaller the difference in the distances of the corrugated Inner surface of the seal axis is the more secure Liquid components even at small circumferential speeds speed, for example the shaft.
Auch die Dichtungswirkung nimmt mit kleiner werdenden Diffe renzen der Abstände zu, so daß Differenzen, die kleiner sind als 0,1 mm, bevorzugt zur Abdichtung dünnflüssiger Medien Anwendung finden. Große Differenzen im Bereich zwischen 0,1 mm und 0,3 mm sind wirtschaftlicher herstellbar und zum Abdichten relativ zäherer Medien geeignet.The sealing effect also decreases with decreasing differences limit the distances so that differences that are smaller than 0.1 mm, preferably for sealing thin media Find application. Large differences in the range between 0.1 mm and 0.3 mm are more economical to manufacture and for sealing suitable for relatively tough media.
Gute Gebrauchseigenschaften während einer langen Gebrauchsdauer in Verbindung mit einer wirtschaftlichen Herstellbarkeit können durch eine Innenfläche des Radialwellendichtringes erzielt werden, deren benachbarte Scheitelpunkte eine Umfangser streckung von wenigstens 1,5 mm aufweisen. Die Größe der Umfangserstreckung ist im wesentlichen abhängig vom Durchmesser der abzudichtenden Welle, von deren Rotationsgeschwindigkeit und der Viskosität des abzudichtenden Mediums.Good performance characteristics over a long period of use in connection with an economic manufacturability achieved by an inner surface of the radial shaft sealing ring whose neighboring vertices are a circumference have an extension of at least 1.5 mm. The size of the Extent of extent depends essentially on the diameter the shaft to be sealed and its rotational speed and the viscosity of the medium to be sealed.
Radialwellendichtringe zur Abdichtung von Wellen mit größeren Durchmessern können eine Innenfläche aufweisen, die zwischen einander benachbarten Scheitelpunkten der Wellung eine Umfangs erstreckung von wenigstens 5 mm aufweist. Unabhängig von der Umfangserstreckung zwischen den benachbarten Scheitelpunkten sind zumindest zwei vollständige Wellungen entlang der Innen fläche anzuordnen. Mit zunehmender Länge der Umfangs erstreckung bei annähernd gleicher Wellenamplitude werden die Winkel, die von der Innenfläche der Wellung und der angrenzen den Wellenoberfläche gebildet werden und sich alle auf einer Umfangskreislinie befinden, kleiner, wodurch sich eine bessere Abdichtung und ein höherer Förderdruck des abzudichtenden Mediums zurück in den abzudichtenden Raum bei dynamischer Abdichtung ergibt.Radial shaft seals for sealing shafts with larger ones Diameters can have an inner surface that between adjacent vertices of the corrugation a circumference Extension of at least 5 mm. Independent of Extent of circumference between the adjacent vertices are at least two complete undulations along the inside to arrange area. With increasing length of the perimeter extension with approximately the same wave amplitude Angles that are contiguous to the inner surface of the corrugation and the the wave surface are formed and all on one Circumferential line are smaller, creating a better one Sealing and a higher delivery pressure of the to be sealed Medium back into the space to be sealed with dynamic Sealing results.
Die Innenfläche auf der von dem abzudichtenden Raum abgewandten Seite der Dichtlippe kann eine axiale Länge von wenigstens 1 mm aufweisen. Hierbei ist von Vorteil, daß sowohl eine gute statische als auch eine gute dynamische Abdichtung gewähr leistet ist, wobei insbesondere bei dynamischer Abdichtung die axiale Länge in Verbindung mit der geringen, radialen Spalt weite zwischen der Innenfläche und der abzudichtenden Welle einen Dichtspalt von kapillaraktiver Enge bilden. Die Flüssig keitsbestandteile, die den hydrodynamischen Schmierfilm bilden, werden dadurch sicher im Bereich der Innenfläche des Radial wellendichtringes gehalten.The inner surface facing away from the room to be sealed Side of the sealing lip can have an axial length of at least 1 mm exhibit. The advantage here is that both a good static as well as a good dynamic seal is performed, the especially with dynamic sealing axial length in connection with the small radial gap distance between the inner surface and the shaft to be sealed form a sealing gap of capillary active narrowness. The liquid constituents that form the hydrodynamic lubricating film, are thereby safe in the area of the inner surface of the radial shaft seal held.
Die Innenfläche kann in axialer Richtung beiderseits durch sich senkrecht zu der Dichtungsachse erstreckende Stirnflächen begrenzt sein. Gemäß dieser vorteilhaften Ausgestaltung ist eine genauer definierte Belastung der Innenfläche in radialer Richtung auf die Welle zu erzielen. Außerdem ist die Herstell barkeit einer Innenfläche, die in axialer Richtung beiderseits durch sich senkrecht zu der Dichtungsachse erstreckende Stirn flächen begrenzt ist, gegenüber anderen Ausgestaltungen verein facht. The inner surface can be on both sides in the axial direction End faces extending perpendicular to the sealing axis be limited. According to this advantageous embodiment a more precisely defined radial load on the inner surface Towards the shaft. In addition, the manufacture Availability of an inner surface on both sides in the axial direction by forehead extending perpendicular to the sealing axis area is limited, compared to other configurations fold.
Die Innenfläche kann auf der von dem abgedichteten Raum abge wandten Seite der Dichtlippe mit der Dichtungsachse einen Winkel einschließen, der zwischen 20 und 200 liegt. Dieser Bereich ist für eine Vielzahl von Anwendungen gut geeignet.The inner surface can be removed from the sealed space turned side of the sealing lip with the sealing axis Include an angle between 20 and 200. This Range is well suited for a variety of applications.
Eine besonders vorteilhafte Wirkung in bezug auf die Funktion des Radialwellendichtringes hinsichtlich der Stärke der Rück förderwirkung und der Abdichtung, sowie dessen Gebrauchsdauer ergibt sich, wenn die Innenfläche auf der von dem abgedichteten Raum abgewandten Seite der Dichtlippe mit der Dichtungsachse einen Winkel einschließt, der 3,123 bis 3,875° beträgt.A particularly beneficial effect in terms of function of the radial shaft sealing ring with regard to the strength of the rear promotional effect and the seal, as well as its service life results when the inner surface is on the one sealed by the Side of the sealing lip facing away from the room with the sealing axis includes an angle that is 3.123 to 3.875 °.
Der Gegenstand der Erfindung wird nachfolgend anhand der als Anlage beigefügten Zeichnungen weiter verdeutlicht. Es zeigen:The object of the invention is based on the as Appendix attached drawings further clarified. Show it:
Fig. 1 eine Dichtlippe des erfindungsgemäßen Radialwellen dichtringes in einem stark vergrößerten Ausschnitt, der eine Welle umgibt. Der Radialwellendichtring ist im Schnitt A-A gemäß Fig. 3 schematisch dargestellt; Fig. 1 shows a sealing lip of the radial shaft sealing ring according to the invention in a greatly enlarged section that surrounds a shaft. The radial shaft sealing ring is shown schematically in section AA according to FIG. 3;
Fig. 2 eine Dichtlippe des erfindungsgemäßen Radialwellen dichtringes entlang des Schnittes B-B entsprechend Fig. 3; FIG. 2 shows a sealing lip of the radial shaft sealing ring according to the invention along the section BB corresponding to FIG. 3;
Fig. 3 einen Radialwellendichtring in schematischer Darstellung in einer Ansicht;3 shows a radial shaft sealing ring in a schematic illustration in a view.
Fig. 4 und 5 eine stark vergrößerte Dichtlippe eines Radialwellendichtringes, dessen Innenfläche in axialer Richtung beiderseits durch sich senkrecht zu der Dichtungsachse erstreckende Stirnflächen begrenzt ist. FIGS. 4 and 5 is a greatly enlarged sealing lip of a radial shaft sealing ring, whose inner surface is bounded on both sides in the axial direction by extending perpendicular to the sealing axis faces.
Fig. 4 zeigt die Dichtlippe gemäß Schnitt A-A aus Fig. 3, während Fig. 5 die Dichtlippe entlang des Schnittes B-B zeigt. FIG. 4 shows the sealing lip according to section AA from FIG. 3, while FIG. 5 shows the sealing lip along section BB.
In Fig. 1 ist der erfindungswesentliche Teil des Radial wellendichtringes mit der Dichtungsachse 6 dargestellt, der eine abzudichtende Welle 1 mit einer Dichtlippe 2 aus polymerem Werkstoff umfangsseitig anliegend und dichtend berührt. Zur besseren Verständlichkeit des Wirkungsprinzips des erfindungs gemäßen Radialwellendichtringes ist dieser in Fig. 1 mit einem geringen Radialspalt zur Welle 1 dargestellt. Die Dichtlippe 2 ist durch eine Innenfläche 2.1 gebildet, die auf der von dem abgedichteten Raum 8 abgewandten Seite der Dichtlippe 2 mit der Dichtungsachse 6 einen ersten Winkel 9 einschließt, der unge fähr 0,15mal so groß ist wie der zweite Winkel 10, den die Innenfläche 2.1 auf der dem abgedichteten Raum 8 zugewandten Seite der Dichtlippe 2 mit der Dichtungsachse 6 einschließt. Der erste Winkel 9 beträgt in diesem Ausführungsbeispiel ungefähr 6,5°, der zweite Winkel 10 ca. 45°. Der im Vergleich zum zweiten Winkel 10 wesentlich spitzere erste Winkel 9, bewirkt eine Förderwirkung des durch die rotierende Welle mitgeschleppten Mediums in Richtung des abzudichtenden Raumes 8. Die Innenfläche 2.1 ist nur in Umfangsrichtung entlang einer Umfangskreislinie sinusförmig gewellt, wodurch bei rotierender Welle auf den Flüssigkeitsfilm zwischen Welle 1 und Radialwellendichtung eine pulsierende Kraft in radialer Richtung ausgeübt wird. Diese Radialkraft bewirkt durch die radiale Wellung und die V-förmig ausgebildete Innenfläche 2.1 abwechselnd eine Verdrängung der Flüssigkeitsbestandteile in beide axiale Richtungen und anschließend, bei sich verringern der Kraft eine Bewegung der Flüssigkeitsbestandteile in Richtung der Dichtlippe 2. Durch die geometrische Form der Innenfläche 2.1 ergibt sich insgesamt eine Förderwirkung in Richtung des abgedichteten Raumes 8. In Fig. 1, the part of the radial shaft sealing ring essential to the invention is shown with the sealing axis 6 , which touches a shaft 1 to be sealed with a sealing lip 2 made of polymeric material on the circumference and sealing. For better understanding of the principle of operation of the radial shaft sealing ring according to the Invention, this is shown in Fig. 1 with a small radial gap to the shaft 1 . The sealing lip 2 is formed by an inner surface 2.1 which, on the side of the sealing lip 2 facing away from the sealed space 8 , includes a first angle 9 with the sealing axis 6 , which is approximately 0.15 times as large as the second angle 10 which the Includes inner surface 2.1 on the side of the sealing lip 2 facing the sealed space 8 with the sealing axis 6 . In this exemplary embodiment, the first angle 9 is approximately 6.5 °, the second angle 10 approximately 45 °. The first angle 9 , which is significantly more acute than the second angle 10 , has the effect of conveying the medium entrained by the rotating shaft in the direction of the space 8 to be sealed. The inner surface 2.1 is corrugated sinusoidally only in the circumferential direction along a circumferential circular line, as a result of which a pulsating force is exerted in the radial direction on the liquid film between the shaft 1 and the radial shaft seal when the shaft rotates. Due to the radial corrugation and the V-shaped inner surface 2.1, this radial force alternately displaces the liquid components in both axial directions and subsequently, with the force reducing movement of the liquid components in the direction of the sealing lip 2 . The geometric shape of the inner surface 2.1 results overall in a conveying effect in the direction of the sealed space 8 .
In Fig. 2 ist der erfindungsgemäße Radialwellendichtring dargestellt, der unter einer im Vergleich zu Fig. 1 ver größerten radialen Vorspannung die Oberfläche der Welle 1 berührt. In dieser Figur ist der kleinste Abstand 5 der Innenfläche 2.1 von der Dichtungsachse 6 gezeigt (vergleiche Fig. 3). Trotz der im Vergleich zu Fig. 1 relativ größeren Vorspannung, mit der die Dichtlippe 2 die Oberfläche der Welle 1 berührt, bleibt die geometrische Form der Innen fläche 2.1 weitestgehend erhalten. Eine axiale Verlagerung der Dichtlippe 2 auf der Oberfläche der Welle 1 erfolgt nicht, so daß die Dichtlippe sowohl bei statischer als auch bei dyna mischer Abdichtung die Welle 1 entlang einer Umfangskreislinie berührt. Die vorteilhaften Gebrauchseigenschaften der erfin dungsgemäßen Radialwellendichtung sind unabhängig von der Drehrichtung der Welle 1.In Fig. 2, the radial shaft seal according to the invention is shown, which touches the surface of the shaft 1 under a greater radial preload compared to Fig. 1. The smallest distance 5 of the inner surface 2.1 from the sealing axis 6 is shown in this figure (see FIG. 3). Despite the relatively greater bias compared to FIG. 1, with which the sealing lip 2 contacts the surface of the shaft 1 , the geometric shape of the inner surface 2.1 is largely preserved. An axial displacement of the sealing lip 2 on the surface of the shaft 1 does not take place, so that the sealing lip touches the shaft 1 along a circumferential circle line both with static and with dynamic sealing. The advantageous performance characteristics of the radial shaft seal according to the invention are independent of the direction of rotation of the shaft 1 .
In Fig. 3 ist der Radialwellendichtring gemäß der Fig. 1 und 2 in einer Ansicht gezeigt. Zur Verdeutlichung der Wir kungsweise sind die größten 4 und kleinsten Abstände 5 der Innenflächen 2.1 von der Dichtungsachse 6 stark vergrößert dargestellt. Die Innenfläche 2.1 ist in Umfangsrichtung sinus förmig gewellt, wobei die Wellung entlang einer kreisförmigen Umfangslinie nur in radialer Richtung ausgebildet ist. Die Umfangserstreckung zwischen den einander benachbarten Scheitel punkten der Wellung ist mit der Bezugsziffer 7 versehen. Unabhängig von der Größe des Radialwellendichtringes sind zuminderst zwei vollständige Wellungen mit einer jeweiligen Umfangserstreckung 7 entlang des Innenumfanges des Radial wellendichtringes erforderlich. In Fig. 3, the radial shaft sealing ring according to the Fig. 1 and shown in an image 2. To illustrate the We approximately the largest 4 and smallest distances 5 of the inner surfaces 2.1 of the sealing axis 6 are shown greatly enlarged. The inner surface 2.1 is corrugated sinusoidally in the circumferential direction, the corrugation being formed along a circular circumferential line only in the radial direction. The circumferential extent between the adjacent vertices points of the corrugation is provided with the reference number 7 . Regardless of the size of the radial shaft sealing ring, at least two complete corrugations with a respective circumferential extent 7 along the inner circumference of the radial shaft sealing ring are required.
In den Fig. 4 und 5 ist die winklig zur Dichtungsachse 6 geneigte Innenfläche 2.1 jeweils in axialer Richtung beider seits durch sich senkrecht zu der Dichtungsachse 6 erstreckende Stirnflächen 2.2, 2.3 begrenzt.In Figs. 4 and 5, the angularly inclined to the seal axis 6 inside surface is 2.1 in each case delimited on both sides in the axial direction by extending perpendicular to the sealing axis 6 end surfaces 2.2, 2.3.
In Fig. 5 ist der Radialwellendichtring aus Fig. 4 gezeigt, wobei die Innenfläche den kleinstmöglichen Abstand 5 gemäß Fig. 3 Schnitt B-B von der Dichtungsachse 6 aufweist. Die Innenfläche 2.1 weist auch bei der Ausgestaltung nach den Fig. 4 und 5 eine axiale Länge von wenigstens 1 mm auf. Das Funktionsprinzip der beispielhaft dargestellten Radialwellen dichtringe gemäß der Fig. 1, 2 und der Fig. 4, 5 ist im wesentlichen gleich. FIG. 5 shows the radial shaft sealing ring from FIG. 4, the inner surface having the smallest possible distance 5 according to FIG. 3 section BB from the sealing axis 6 . The inner surface 2.1 also has an axial length of at least 1 mm in the embodiment according to FIGS. 4 and 5. The operating principle of radial shaft sealing rings exemplified according to Fig. 1, 2 and Fig. 4, 5 is substantially the same.
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