CH341368A - Seal made of elastic material - Google Patents

Seal made of elastic material

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CH341368A
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CH
Switzerland
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seal
lip
groove
sealing
sealed
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Application number
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German (de)
Inventor
Vielmo Oskar
Original Assignee
Bosch Gmbh Robert
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/16Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/32Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • F16J15/3204Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip
    • F16J15/3208Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip provided with tension elements, e.g. elastic rings
    • F16J15/3212Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip provided with tension elements, e.g. elastic rings with metal springs

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sealing With Elastic Sealing Lips (AREA)

Description

  

  Dichtung aus elastischem Werkstoff    Die Erfindung betrifft eine Dichtung aus elasti  schem Werkstoff mit einem radial gerichteten Rücken  und axial daran angefügter Dichtlippe, die durch  eine in einer Ringnut liegende Ringfeder in Dicht  richtung belastet ist.  



  Bei den bekannten Lippendichtungen ist der von  der Ringfeder belastete Teil stärker ausgebildet als  der Teil, der zwischen der Feder und dem Rücken  der Dichtung liegt. Die Ringfeder hat einen ver  hältnismässig kleinen Durchmesser und liegt in einer  entsprechend schmalen Nut; sie drückt die Lippe  radial nach aussen. Die     Anpresskraft    der Feder wird  deshalb durch die Dehnungselastizität der Lippe be  grenzt, die mit der Zeit nachlässt, besonders wenn die  Lippe am Umfang abgenützt ist. Die Dichtung ge  nügt deshalb nach einer gewissen Benützungsdauer  nicht mehr. Anderseits wird das dünne Teil der Lip  pendichtung von dem zugeführten Druckmittel auf  gebläht, so dass es in Gefahr ist, zu brechen oder gegen  die zu dichtende Fläche gedrückt und übermässig stark  abgenützt wird.  



  Diese Nachteile werden nach der Erfindung da  durch vermieden, dass sich die Ringfeder gegen ihre  Auflage an der äussern Flanke der Ringnut presst und  dadurch, bezogen auf den seitlich des Dichtungs  rückens liegenden     Nutgrund,    ein das freie Ende  der Dichtlippe gegen die abzudichtende Fläche hin  drückendes Moment bewirkt, dessen Wirkung im  nicht eingebauten Zustand der Dichtung erkennbar ist  an einer in der Gegend des     Nutgrundes    beginnenden  Ablenkung des zur Dichtung bestimmten Mantels  der Dichtlippe.  



  Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der  Zeichnung dargestellt. Sie zeigt in den       Fig.    1 bis 3 eine erste Ausführungsform in ver  schiedenen Belastungszuständen, in den       Fig.    4 bis 6 drei weitere Ausführungsformen.    Die Lippendichtung nach der ersten Ausführungs  form besteht aus einem radial gerichteten Rücken 1,  an den sich die Dichtlippe 2 axial anschliesst. Die  Dichtung soll auf ihrer Aussenseite wirken; sie ist des  halb in ihrem äussern Umfang 3     kegelig        ausgeführt.     In ihrer Mitte besitzt sie eine Öffnung 4, deren Wan  dung mit einem Stahlring 5 bewehrt ist und dazu  dient, die Dichtung auf einer nicht dargestellten  Welle oder Stange zu befestigen.  



  Die Lippe 2 bildet auf ihrer Innenseite eine Ring  nut 6 mit etwa halbkreisförmigem Querschnitt, die  sich unmittelbar an dem Rücken 1 anschliesst.  



  Die Lippendichtung ist aus elastischem und  abriebfestem Werkstoff, z. B. synthetisch hergestell  tem Gummi, hergestellt. Im unbelasteten Zustand,  das heisst ohne Federbelastung, hat sie die Form nach       Fig.    1. Die Aussenfläche 3 bildet einen Kegel gleich  bleibender Steigung.  



  In die Nut 6 ist eine Ringfeder 7 eingelegt. Sie  ist aus Runddraht in Schraubenform gewickelt. Die       Krümmungshalbmesser    des Wickels ist etwas grösser  als der Halbmesser des Querschnittes der Nut 6. Die  Ringfeder liegt daher an zwei gegenüberliegenden  Stellen 8 und 9 der Nut 6 an, die beide etwa auf  einem Kreisbogen um die Achse der Lippendich  tung liegen.

   Sie belastet die Ringnut in Dichtrichtung,  das heisst in Richtung der     Dichtungsaxe,    und drückt  diese Ringnut an den genannten Stellen auseinander,  wodurch sie, bezogen auf den seitlich des Dichtungs  rückens 1 liegenden     Nutgrund    11, ein das freie Ende  10 der Lippe gegen die abzudichtende Fläche hin  drückendes Moment bewirkt, das heisst, dass das freie  Ende 10 der Lippe um den Grund 11 der Ringnut  nach aussen gedrückt wird. In nicht eingebautem  Zustand der Dichtung ist die Wirkung der Feder  bzw. des erwähnten Momentes an einer in der Gegend  des     Nutgründes    11 beginnenden Ablenkung des zur      Dichtung bestimmten Mantels 3 der Lippe 10 zu er  kennen, wobei die Aussenfläche 3 die Form eines  Kegels mit zwei verschieden schrägen Zonen annimmt.

    Dieser Zustand ist in     Fig.    2 dargestellt.  



  Wird die Lippendichtung in eine Bohrung ein  geschoben, gegen deren Wand 12 sie abdichten soll       (Fig.    3), so wird das freie Ende 10 der Lippe wieder  nach innen gedrückt. Die Ringfeder 7 gibt dabei in  Richtung der     Dichtungsaxe    etwas nach und verschiebt  sich gegen die Mittelachse der Dichtung hin. Sie  versucht weiterhin, das freie Ende 10 der Lippe um  den     Nutgrund    11 nach aussen zu schwenken und  übt ein solches Moment auch dann noch aus, wenn  das Ende 10 der Lippe auf seiner Aussenseite schon  weitgehend abgenützt ist, da sie in der Nut 6 ent  sprechend nachrückt.

   Voraussetzung für diese Wir  kung ist, dass der links vom     Nutgrund    11 liegende, in  den Rücken 1 übergehende Teil der Dichtung und das  Ende 10 der Lippe im Verhältnis zu der am Nut  grund 11 liegenden Stelle der Lippe verhältnismässig  kräftig ausgebildet sind. Das ist aus den gezeich  neten Massverhältnissen zu sehen; die dünnste Stelle  der Lippe liegt an dem     Nutgrund    11. Diese Wirkung  kann aber auch durch andere Massnahmen erreicht  werden, z. B. dadurch, dass die Dichtlippe in der  Nähe des     Nutgrundes    11 weicher ausgeführt wird als  an den andern Stellen.  



  Der Aussendurchmesser der Dichtung ist so be  messen, dass er an dem Umfang, der dem     Nutgrund     11 gegenüberliegt, gleich dem Durchmesser der ab  zudichtenden Bohrung ist.  



  Bei der Ausführungsform nach     Fig.    4 ist in der  sonst     gleichen    Dichtung eine Ringnut 13 angebracht,  deren Querschnitt etwa V-förmig ist. Die Ringfeder 7  legt sich gegen die     kegeligen        Seitenflanken    der Ring  nut und dreht wiederum das freie Ende 14 der Dich  tung um den     Nutgrund    15 nach aussen.  



  Bei dem Ausführungsbeispiel nach     Fig.    5 ist eine  Ringnut 16 von etwa halbkreisförmigem Querschnitt  vorgesehen, die sich nicht unmittelbar an den Rücken  17 der Dichtung anschliesst, sondern gegen das freie  Ende 18 der Lippe 2 verlegt ist. Das Dichtungs  stück 19 zwischen dem Rücken 17 und der Ringnut  16 ist so kräftig ausgebildet, dass es weder unter dem  betriebsmässig auftretenden Druck von z. B.5-7 atü  des abzudichtenden Druckmittels, noch unter der  Kraft einer eingelegten Ringfeder 20 merklich zusam  mengedrückt wird oder nach aussen nachgibt.  



  Die Ringfeder 20 legt sich in der schon vor  stehend beschriebenen Weise gegen die Seiten der  Ringnut 16 und spreizt das freie Ende 18 der  Lippe um den     Nutgrund    21 nach aussen gegen die  zu dichtende Fläche hin.  



  Das Ausführungsbeispiel nach     Fig.    6 ist als In  nendichtung gedacht. An den Rücken 22 der Dich  tung schliesst sich ein aussenliegender Befestigungs  ring 23. Ein Stahlring 24 mit     winkelförmigem    Quer  schnitt ist als Verstärkung eingefügt. An den Rücken  22 schliesst sich die innenliegende Lippe 25,     in    deren  Aussenseite unmittelbar anschliessend an den Rücken    22 eine Ringnut 26 mit etwa halbkreisförmigem  Querschnitt liegt. Eine Ringfeder 27 ist in diese  Ringnut eingelegt und spreizt das freie Ende 28 der  Lippe 25 um den Grund 29 der Ringnut 26 nach  innen. Die innenliegende Dichtfläche 30 hat daher  vor dem Aufschieben auf das abzudichtende Teil   etwa eine Stange - die Form zweier aneinander  grenzender Kegel mit verschiedener Steigung.  



  Durch die Spreizwirkung der Ringfeder 27, die  in diesem Fall nach innen wirkt, wird auch hier wie  in den andern Beispielen eine     Anpresskraft    auf das  freie Ende 28 der Lippe ausgeübt, auch wenn es  nach einer gewissen Betriebsdauer schon abgenützt  sein sollte.  



  Bei den geschilderten Beispielen bildet die Dich  tung einen Teil einer Topfmanschette. Sie kann  jedoch auch an andern Teilen verwendet werden,  z. B. als Rand einer Membran.



  Seal made of elastic material The invention relates to a seal made of elastic material with a radially directed back and axially attached sealing lip which is loaded in the sealing direction by an annular spring located in an annular groove.



  In the known lip seals, the part loaded by the annular spring is designed to be stronger than the part which lies between the spring and the back of the seal. The ring spring has a relatively small diameter and is located in a correspondingly narrow groove; it presses the lip radially outwards. The pressing force of the spring is therefore limited by the elasticity of the lip, which decreases over time, especially if the lip is worn around the circumference. The seal is therefore no longer sufficient after a certain period of use. On the other hand, the thin part of the lip seal is inflated by the pressure medium supplied, so that it is in danger of breaking or being pressed against the surface to be sealed and being excessively worn.



  According to the invention, these disadvantages are avoided because the ring spring presses against its support on the outer flank of the ring groove and, based on the groove base on the side of the seal, a moment that presses the free end of the sealing lip against the surface to be sealed causes, the effect of which in the non-installed state of the seal can be seen from a deflection of the sealing lip jacket intended for sealing, which begins in the area of the groove base.



  Embodiments of the invention are shown in the drawing. It shows in FIGS. 1 to 3 a first embodiment in various load states ver, in FIGS. 4 to 6 three further embodiments. The lip seal according to the first embodiment consists of a radially directed back 1 to which the sealing lip 2 is axially attached. The seal should work on its outside; it is therefore 3 conical in its outer circumference. In its center it has an opening 4, the wall of which is reinforced with a steel ring 5 and is used to attach the seal to a shaft or rod, not shown.



  On its inside, the lip 2 forms a ring groove 6 with an approximately semicircular cross-section, which directly adjoins the back 1.



  The lip seal is made of elastic and abrasion-resistant material, e.g. B. synthetically manufactured rubber manufactured. In the unloaded state, that is to say without spring loading, it has the shape according to FIG. 1. The outer surface 3 forms a cone with a constant slope.



  An annular spring 7 is inserted into the groove 6. It is wound from round wire in the shape of a screw. The radius of curvature of the coil is slightly larger than the radius of the cross section of the groove 6. The ring spring is therefore at two opposite points 8 and 9 of the groove 6, both of which are approximately on an arc around the axis of the lip seal device.

   It loads the ring groove in the sealing direction, that is, in the direction of the sealing axis, and pushes this ring groove apart at the points mentioned, whereby, based on the groove base 11 lying on the side of the sealing back 1, the free end 10 of the lip against the surface to be sealed A pressing moment causes, that is, that the free end 10 of the lip is pressed outwards around the base 11 of the annular groove. When the seal is not installed, the effect of the spring or the moment mentioned is to be known at a deflection of the jacket 3 of the lip 10 intended for the seal, beginning in the area of the groove base 11, the outer surface 3 having the shape of a cone with two different assumes oblique zones.

    This state is shown in FIG.



  If the lip seal is pushed into a bore against the wall 12 of which it is to seal (FIG. 3), the free end 10 of the lip is pressed inward again. The ring spring 7 yields somewhat in the direction of the seal axis and shifts towards the central axis of the seal. She continues to try to pivot the free end 10 of the lip around the groove base 11 to the outside and exerts such a moment even when the end 10 of the lip is already largely worn on its outside, as it is in the groove 6 accordingly move up.

   The prerequisite for this we effect is that the part of the seal lying to the left of the groove base 11 and merging into the back 1 and the end 10 of the lip are relatively strong in relation to the point of the lip lying on the groove base 11. This can be seen from the dimensional relationships drawn; the thinnest point of the lip lies on the groove base 11. This effect can also be achieved by other measures, e.g. B. in that the sealing lip in the vicinity of the groove bottom 11 is made softer than at the other points.



  The outside diameter of the seal is to be measured so that it is equal to the diameter of the bore to be sealed on the circumference opposite the groove base 11.



  In the embodiment according to FIG. 4, an annular groove 13 is provided in the otherwise identical seal, the cross section of which is approximately V-shaped. The ring spring 7 lies against the tapered side flanks of the ring groove and in turn rotates the free end 14 of the device around the groove base 15 to the outside.



  In the exemplary embodiment according to FIG. 5, an annular groove 16 of approximately semicircular cross-section is provided, which does not directly adjoin the back 17 of the seal, but is moved against the free end 18 of the lip 2. The sealing piece 19 between the back 17 and the annular groove 16 is so strong that it is neither under the operational pressure of z. B.5-7 atü of the pressure medium to be sealed, is still noticeably compressed under the force of an inserted annular spring 20 or gives way to the outside.



  The annular spring 20 lies in the manner already described before standing against the sides of the annular groove 16 and spreads the free end 18 of the lip around the groove base 21 outwards against the surface to be sealed.



  The embodiment of FIG. 6 is intended as a nendichtung. On the back 22 of the device closes an external fastening ring 23. A steel ring 24 with an angular cross-section is inserted as a reinforcement. The inner lip 25 closes on the back 22, in the outer side of which there is an annular groove 26 with an approximately semicircular cross-section immediately adjacent to the back 22. An annular spring 27 is inserted into this annular groove and spreads the free end 28 of the lip 25 around the base 29 of the annular groove 26 inward. The inner sealing surface 30 therefore has approximately a rod before it is pushed onto the part to be sealed - the shape of two adjacent cones with different slopes.



  As in the other examples, the spreading action of the annular spring 27, which in this case acts inward, exerts a pressing force on the free end 28 of the lip, even if it should be worn out after a certain period of operation.



  In the examples described, the device forms part of a cup seal. However, it can also be used on other parts, e.g. B. as the edge of a membrane.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Dichtung aus elastischem Werkstoff mit einem radial gerichteten Rücken und axial daran ange fügter Dichtlippe, die durch eine in einer Ringnut liegende Ringfeder in Dichtrichtung belastet ist, da durch gekennzeichnet, dass sich die Ringfeder gegen ihre Auflage an der äussern Flanke der Ringnut presst und dadurch bezogen auf den seitlich des Dichtungs rückens liegenden Nutgrund, ein das freie Ende der Dichtlippe gegen die abzudichtende Fläche hin drük- kendes Moment bewirkt, dessen Wirkung im nicht eingebauten Zustand der Dichtung erkennbar ist an einer in der Gegend des Nutgrundes beginnenden Ablenkung des zur Dichtung bestimmten Mantels der Dichtlippe. UNTERANSPRGCHE 1. PATENT CLAIM Seal made of elastic material with a radially directed back and axially attached sealing lip which is loaded in the sealing direction by an annular spring located in an annular groove, characterized in that the annular spring presses against its support on the outer flank of the annular groove and thereby In relation to the groove base lying to the side of the back of the seal, a moment presses the free end of the sealing lip against the surface to be sealed, the effect of which, when the seal is not installed, can be recognized by a deflection of the seal intended for the seal beginning in the area of the groove base Mantle of the sealing lip. SUBClaims 1. Dichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Dichtlippe auf der mit der abzu dichtenden Fläche in Berührung kommenden Seite an ihrer dünnsten Stelle mindestens nahezu den glei chen Durchmesser wie die abzudichtende Fläche hat. 2. Dichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Lippe zwischen dem Rücken und ihrer dünnsten Stelle mindestens so stark aus gebildet ist, dass sie dort bis zu einem bestimmten betriebsmässig auftretenden Innendruck nicht bis zum Anliegen an die gegenüberliegende, feste Dichtfläche verformt wird. 3. Dichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Ringnut unmittelbar an den Rücken der Dichtung anschliesst und sich bis zum freien Ende der Lippe erstreckt. 4. Seal according to claim, characterized in that the sealing lip on the side coming into contact with the surface to be sealed has at its thinnest point at least almost the same diameter as the surface to be sealed. 2. Seal according to claim, characterized in that the lip between the back and its thinnest point is formed at least so strong that it is not deformed there up to a certain operationally occurring internal pressure until it comes into contact with the opposite, fixed sealing surface. 3. Seal according to claim, characterized in that the annular groove connects directly to the back of the seal and extends to the free end of the lip. 4th Dichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Ringfeder schraubenförmig ge wickelt ist und einen kreisförmigen Querschnitt hat. 5. Dichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass sie als Teil einer Topfmanschette ausgebildet ist, in die metallische Bewehrungen ein gelegt sind. Seal according to claim, characterized in that the ring spring is wound in a helical shape and has a circular cross-section. 5. A seal according to claim, characterized in that it is designed as part of a cup seal, are placed in the metallic reinforcements.
CH341368D 1955-01-21 1955-12-15 Seal made of elastic material CH341368A (en)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3570540A (en) * 1969-12-11 1971-03-16 Mine Safety Appliances Co Piston operated slide valve
DE4139919A1 (en) * 1991-12-04 1993-06-09 Fa. Carl Freudenberg, 6940 Weinheim, De GASKET FOR A TOGETHER BODY
US20150267816A1 (en) * 2014-03-21 2015-09-24 Saint-Gobain Performance Plastics Corporation Rotary shaft seal
US10393268B2 (en) 2014-03-27 2019-08-27 Saint-Gobain Performance Plastics Corporation Rotary shaft housing and seal

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