DE1074342B - Axial sealing ring - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Description
DEUTSCHESGERMAN
Die Erfindung betrifft einen axial wirkenden Dichtungsring für bewegte Maschinenteile, insbesondere Wellen-Axial wirkende Dichtungsringe für bewegte Maschinenteile, insbesondere Wellen, die geringe Einbaubreiten aufweisen und zur Erzeugung der axialen Anpreßkraft Federelemente mit federnden Segmenten, Lappen oder Zungen enthalten, sind bereits bekannt. Hierbei wird ein biegsamer und konvexer Ring als Feder verwendet, der die Form eines Tellers ohne Boden hat und eine bestimmte Anzahl radialer, in gleichem Abstand befindlicher Schlitze aufweist, die sich, vom Außenumfang ausgehend, nach der Mitte erstrecken. Dieser Ring wird mit einem oder mehreren membranförmigen, dichten und elastisch verformbaren Dichtungsbälgen fest verbunden, die an ihm anliegen oder ihn ummanteln. Der Dichtungsbalg ist dabei mit dem Dichtteil und mit dem Haftteil des Dichtungsringes jeweils in Umbördelungen od. dgl. befestigt.The invention relates to an axially acting sealing ring for moving machine parts, in particular shaft-axial acting sealing rings for moving Machine parts, especially shafts, which have small installation widths and for generating the axial Contact pressure containing spring elements with resilient segments, tabs or tongues are already known. A flexible and convex ring is used as a spring, which has the shape of a plate without Has bottom and has a certain number of radial, equally spaced slots that extending from the outer circumference towards the center. This ring comes with one or more membrane-shaped, tight and elastically deformable sealing bellows that rest against it or sheath it. The sealing bellows is with the sealing part and with the adhesive part of the sealing ring each in flanges or the like attached.
Bei anderen bekannten Abdichtungen ist das Federelement als etwa napfförmige, einen abgebogenen Mittelteil aufweisende Ringfeder ausgebildet und in dem Dichtungsring eingebettet. Die Anpreßfeder hat dabei die Form eines flachen Ringes, woran sich mehrere, z. B. vier radiale Lappen anschließen, die beim Einbetten in den membranartigen Dichtungsbalg zu liegen kommen und flach., vorzugsweise S-förmig in die Ringebene hinein gekrümmt sind, so daß der Dichtteil um ein gewisses Maß in Richtung der Dichtseite aus der Ebene des Dichtungsringes herausgedrückt wird. Die in den Dichtungsbalg eingebetteten, axial federnden Lappen sollen dabei außerdem in Verbindung mit dem Balg das zwischen dem Dichtteil und der Anlauffläche auftretende Reibungsmoment aufnehmen. In other known seals, the spring element is bent as an approximately cup-shaped one Central part having annular spring formed and embedded in the sealing ring. The pressure spring has while the shape of a flat ring, what several, z. B. connect four radial lobes that when Embed in the membrane-like sealing bellows come to rest and lie flat., Preferably S-shaped in the ring plane are curved in, so that the sealing part to a certain extent in the direction of the sealing side is pushed out of the plane of the sealing ring. The embedded in the sealing bellows, axially resilient tabs should also be in connection with the bellows between the sealing part and absorb frictional torque occurring on the contact surface.
Es hat sich gezeigt, daß derartige Dichtungsringe, bei denen der elastische Dichtungsbalg an den federnden Segmenten, Lappen oder Zungen des Federelementes anliegt oder diese ummantelt, in ihrer Federungscharakteristik sehr steif sind. Infolge der zwischen dem Dichtungsbalg und den Zungen des Federelementes entstehenden Reibung ergibt sich eine ziemlich steil verlaufende Federkennlinie des Dichtungsringes, was sich auf die Dichtwirkung ungünstig auswirkt. Die erreichbaren Federwege solcher Dichtungsringe sind klein und ■—· besonders, wenn zur Aufnahme des an der gleitenden Dichtfläche entstehenden Reibungsmomentes das Federelement aus etwas stärkerem Material hergestellt ist — die Anpreßkräfte groß, so daß mit einem großen Verschleiß und einer geringen Lebensdauer gerechnet werden muß. Außerdem können von den federnden Segmenten, Lappen oder Zungen des Federelementes, dessen Materialstärke nur ein oder wenige zehntel Millimeter beträgt, leicht Be-Axial wirkender DichtungsringIt has been shown that such sealing rings, in which the elastic sealing bellows to the resilient Segments, lobes or tongues of the spring element rests or these are encased, are very stiff in their suspension characteristics. As a result of the between the sealing bellows and the tongues of the spring element resulting in a fairly large amount of friction steep spring characteristic of the sealing ring, which has an unfavorable effect on the sealing effect. The achievable spring travel of such sealing rings is small and ■ - · especially when to accommodate the Frictional torque arising on the sliding sealing surface causes the spring element to be somewhat stronger Material is made - the pressing forces are great, so that with a large amount of wear and a low Lifetime must be expected. In addition, the resilient segments, lobes or tongues of the spring element, the material thickness of which is only one or a few tenths of a millimeter, slightly Be-Axial acting sealing ring
Anmelder:Applicant:
Kupfer-Asbest-Co. Gustav Bach,
Heilbronn/NeckarCopper asbestos co. Gustav Bach,
Heilbronn / Neckar
Gustav Augustin, Heilbronn/Neckar,
ist als Erfinder genannt worden.Gustav Augustin, Heilbronn / Neckar,
has been named as the inventor.
Schädigungen an dem Dichtungsbalg hervorgerufen werden, die eine Undichtheit und somit den Ausfall des ganzen Dichtungsringes zur Folge haben.Damage to the sealing bellows is caused, which leads to a leak and thus failure of the entire sealing ring.
Es wurden auch bereits Dichtungen vorgeschlagen, bei welchen als Dichtttngsfeder eine Blattfeder mit federnden radialen Zungen dient, die mit ihrem äußeren oder inneren ringförmigen Stirnteil zwischen einer Membran und dem Dichtungsgehäuse eingespannt ist, wobei Feder und Dichtungsbalg oder Membran eng auifeinanderliegen und zwischen zwei Ringen eingeklemmt sind. Eine zuverlässige feste Einspannung der Feder ist aber hierbei nicht möglich, weil der Balg notwendig ziemlich weich sein muß und deshalb auch nur eine weiche Auflage für die Feder bildet. Auch ist eine ungestörte Bewegung der Feder als solcher bei diesen bekannten Dichtungen nicht möglich, weil sie daran durch den Balg gehindert ist.Seals have also already been proposed in which a leaf spring is used as a sealing spring resilient radial tongues are used with their outer or inner annular end part between a Diaphragm and the seal housing is clamped, the spring and sealing bellows or diaphragm tightly lie on top of each other and are wedged between two rings. A reliable fixed clamping of the However, spring is not possible here because the bellows must necessarily be quite soft and therefore also only forms a soft pad for the spring. There is also an undisturbed movement of the spring as such not possible with these known seals because they are prevented from doing so by the bellows.
Gemäß der Erfindung werden die Nachteile der verschiedenen bekannten Dichtungsringe dadurch vermieden, daß bei einem axial wirkenden, in bekannter Weise aus einem axial wirkenden Haftteil, einem Dicht- oder Gleitteil und einem diese beiden Teile verbindenden Dichtungsbalg und einer Blattfeder bestehenden Dichtungsring die aus einem starren Einspannteil und federnden, beispielsweise zungen- oder lappenförmigen Elementen bestehende Dichtungsfeder so angeordnet ist, daß sie mit ihrem Einspannteil den in radialer Richtung verlaufenden Teil des Dichtungsbalges nicht berührt, und daß die federnden Elemente in einer zu dem beweglichen Teil des Dichtungsbalges ungefähr parallelen, einen relativ großen Abstand aufweisenden Ebene verlaufen, wobei sie den Balg nicht berühren.According to the invention, the disadvantages of the various known sealing rings are avoided by that in an axially acting, in a known manner from an axially acting adhesive part, a Sealing or sliding part and a sealing bellows connecting these two parts and a leaf spring Sealing ring consisting of a rigid clamping part and resilient, for example tongue-shaped or lobe-shaped Elements existing sealing spring is arranged so that they with their clamping part in radial direction extending part of the sealing bellows does not touch, and that the resilient elements in a relatively large distance approximately parallel to the movable part of the sealing bellows Run flat, not touching the bellows.
Dank dieser Anordnung werden bei zweckentsprechender Bemessung von Balg und Feder ein großer Federweg bzw. Hub und eine günstig verlaufende Federkennlinie erreicht. ■ · ■Thanks to this arrangement, if the bellows and the spring are appropriately dimensioned, a large one Spring travel or stroke and a favorable spring characteristic is achieved. ■ · ■
909 727/281909 727/281
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Nach, einem weiteren Merkmal der Erfindung kann charakteristik durch zusätzliche Reibungskräfte oder
der als geschlossener Bauteil ausgebildete, Keine losen eine Beschädigung des Dichtungsbalges 3 durch die
Bestandteile aufweisende Dichtungsring an der Über- Federzungen 5 nicht möglich ist. Der aus elastischem
gangssteile zwischen Balg und Dichtteil mit einem als Werkstoff, beispielsweise Gummi, bestehende Dich-Widerlager
für die Feder dienenden Hartstoffring 5 tungsbalg 3 ist an der der Ebene der Lauffläche entausgerüstet
werden, der an seinem äußeren Umfang gegengesetzten Stirnfläche des Gehäuseringes 8 in
mit einer parallel zur Ebene der Lauffläche liegenden, einer in sich geschlossenen Ringfläche 11 bis an den
umlaufenden Nut von etwa U-förmigem Querschnitt Außendurchmesser des Dichtungsringes vorgezogen
versehen ist, in welche die Zungen des Federelementes und mit dieser Stirnfläche fest, vorzugsweise durch
eingreifen, wobei sich ein Schenkel dieses Ringes von io Vulkanisation verbunden,
außen gegen den Dichtungsbalg legt. Der in Fig. 2 im Einbauzustand dargestellte Dich-According to a further feature of the invention can be characterized by additional frictional forces or designed as a closed component, no loose damage to the sealing bellows 3 by the components having sealing ring on the over-spring tongues 5 is not possible. The elastic joint parts between the bellows and sealing part with a material such as rubber, existing you-abutment for the spring serving hard material ring 5 bellows 3 is de-equipped at the plane of the running surface, the opposite end face of the housing ring 8 on its outer periphery in with a parallel to the plane of the running surface, a self-contained ring surface 11 is provided up to the circumferential groove of approximately U-shaped cross-section outer diameter of the sealing ring, in which the tongues of the spring element and with this end face firmly, preferably through, engage one leg of this ring connected by vulcanization,
on the outside against the sealing bellows. The seal shown in Fig. 2 in the installed state
Ferner wird vorgeschlagen, den aus elastischem tungsring ist mit dem aus dem Gehäusering 8 und der Werkstoff, beispielsweise Gummi bestehenden Dich- elastischen Ringfläche 11 bestehenden Haftteil 1 in der tungsbalg stirnseitig an dem zur Versteifung des Haft- Aufnahmebohrung des Maschinengehäuses 12 beteiles der Dichtung dienenden Metallring, welcher 15 festigt. Der axial bewegliche Dichtteil 2 liegt unter vorteilhaft einen winkelförmigen Querschnitt erhält, der nachgiebigen Kraft der Federzungen 5 gegen den bis an den Durchmesser der Sitzfläche vorzuziehen. Bund 13 der Welle 14 dichtend an. Die aus elastischem Die dadurch entstehende gummi-metall-kombinierte Werkstoff bestehende Ringfläche 11 gewährleistet Sitzfläche bietet größte Gewähr sowohl für einen un- auch dann, wenn durch den Einpreßvorgang am verschiebbar festen als auch für einen absolut dichten ao Außendurchmesser des Gehäuseringes 8 Längsriefen Sitz des Dichtungsringes in seiner Aufnahmebohrung. entstanden sein sollten, einen absolut dichten Sitz,It is also proposed that the elastic processing ring is with that of the housing ring 8 and the Material, for example rubber existing sealing elastic ring surface 11 existing adhesive part 1 in the tungsbalg at the end of the stiffening of the holding hole of the machine housing 12 is involved the seal serving metal ring, which strengthens 15. The axially movable sealing part 2 is below advantageously receives an angular cross section, the resilient force of the spring tongues 5 against the preferable up to the diameter of the seat. Collar 13 of the shaft 14 sealingly. The one made of elastic The resulting rubber-metal-combined material ensures the existing ring surface 11 The seat offers the greatest guarantee for both un- and when by the press-in process on slidably fixed and also for an absolutely tight outer diameter of the housing ring 8 longitudinal grooves Seat of the sealing ring in its mounting hole. should have arisen, an absolutely tight fit,
Weitere Einzelheiten des Erfindungsgegenstandes während die metallische Preßsitzverbindung zwischen sind aus den in der Zeichnung dargestellten Beispielen Gehäusering 8 und Maschinengehäuse 12 eine in zu entnehmen. Es zeigt radialer und axialer Richtung unverschiebbare Haf-More details of the subject matter of the invention while the metallic press fit connection between are from the examples shown in the drawing housing ring 8 and machine housing 12 one in refer to. It shows radial and axial direction immovable
Fig. 1 einen Querschnitt durch einen axial wirken- 25 tung ergibt.1 shows a cross section through an axially acting device.
den Dichtungsring mit einem ringförmigen, in sich In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel des in Formi the seal ring having an annular, self-n Fig. 3 I st one embodiment in the form of
geschlossenen, mit Zungen versehenen Federelement eines flachen Ringes ausgebildeten Federelementes 4 in uneingebautem Zustand, mit radial nach innen gerichteten Federzungen 5 dar-closed spring element provided with tongues of a flat ring spring element 4 when not installed, with spring tongues 5 pointing radially inwards.
Fig. 2 einen Querschnitt durch den gleichen Dich- gestellt,
tungsring im Einbauzustand, 30 Der Dichtungsring in Fig. 4 besitzt gegenüber der2 shows a cross section through the same seal,
processing ring in the installed state, 30 The sealing ring in Fig. 4 has opposite the
Fig. 3 eine Draufsicht auf das in den Dichtungsrin- Jn pig. \ und 2 dargestellten Ausführungsform ein gen nach Fig. 1 und 2 verwendete Federelement, Federelement mit etwa winkelförmigem QuerschnittFig. 3 is a plan view of the in Dichtungsrin- J n pig. \ Un illustrated embodiment 2 d a gene according to Fig. 1 and 2 spring element used, spring member having about winkelförmigem cross section
Fig. 4 einen Querschnitt durch einen axial wirken- in Gestalt fortlaufender, endlos miteinander verbundeden ^Dichtungsring mit einem aus einem Bandstreifen ner bzw. zusammenhängender Zungen 5, wobei sich endlicher Länge geformten Federelement in uneinge- 35 die Zungen gegen den axial beweglichen Dichtteil 2 bautem Zustand, abstützen und wobei der nicht gefiederte Teil 15 einenFig. 4 shows a cross section through an axially wirken- continuous in shape, endless composite Eden together ^ seal ring with a ner from a flat strip or continuous tongues 5, wherein said finite length shaped spring element in uneinge- 35 the tongues against the axially movable sealing part 2 bautem State, support and wherein the non-feathered part 15 a
Fig. 5 einen Querschnitt durch den Dichtungsring zylindrischen, starren Ring bildet, der zwischen einem nach Fig. 4 im Einbauzustand, zylindrischen Führungsring 16 und einer DruckscheibeFig. 5 forms a cross section through the sealing ring cylindrical, rigid ring between a 4 in the installed state, cylindrical guide ring 16 and a pressure disk
Fig. 6 eine Draufsicht auf das in den Dichtungsrin- 17 gehalten ist.
gen nach Fig. 4 und. 5 verwendete Federelement, 40 Aus Fig. 5 wie auch aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß6 is a plan view of what is held in the sealing ring 17.
gene according to Fig. 4 and. 5 spring element used, 40 From Fig. 5 as well as from Fig. 4 it can be seen that
Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie X-X der Fig. 6, dieser Dichtungsring infolge der Federquerschnitts-Fig. 7 shows a section along the line XX of Fig. 6, this sealing ring due to the spring cross-section
Fig. 8 eine Draufsicht auf ein fertig ausgestanztes form über einen großen Federungsweg verfügt. Dar-Federband in unverformtem Zustand, über hinaus kann hierbei eine sehr flach verlaufende8 shows a plan view of a completely stamped-out form which has a large spring travel. Dar spring band in the undeformed state, in addition, this can be a very flat one
Fig. 9 einen Querschnitt durch einen axial wirken- Federkennlinie und somit auch bei großen Toleranzen
den Dichtungsring mit Hartstoffgleitring und beson- 45 für die Einbaubreite eine nahezu gleichbleibende
deren Vorrichtungen zur Aufnahme des Reibungs- Dichtpressung erreicht werden,
momentes in uneingebautem Zustand, Nach· Fig. 6 und 7 bildet der nicht gefiederte Teil9 shows a cross-section through an axially acting spring characteristic and thus the sealing ring with hard material sliding ring and, especially for the installation width, an almost constant 45 device for absorbing the friction sealing pressure, even with large tolerances,
moment in the unassembled state, according to · Fig. 6 and 7 the non-feathered part forms
Fig. 10 einen Querschnitt durch den Dichtungsring 15 des dargestellten Federelementes einen zylindrinach Fig. 9 im Einbauzustand. sehen Ring, der durch eine Steckverbindung zwischenFig. 10 shows a cross section through the sealing ring 15 of the illustrated spring element a cylindrinach Fig. 9 in the installed state. see ring made by a connector between
Gemäß der Ausführungsform nach Fig. 1 besteht 50 einem schmalen Lappen 18 und einer oder mehreren ein Dichtungsring aus einem Haftteil 1, einem Dicht- Bohrungen 19 nach Art eines Bajonettverschlusses teil 2 und einem diese Teile verbindenden Dichtungs- zusammengehalten wird.According to the embodiment of FIG. 1, 50 consists of a narrow tab 18 and one or more a sealing ring made of an adhesive part 1, a sealing bore 19 in the manner of a bayonet lock part 2 and a seal connecting these parts is held together.
balg 3. Das die Form eines flachen Ringes aufweisende Bei einer weiteren Ausführungsform nach Fig. 9 istbellows 3. In a further embodiment according to FIG. 9, which has the shape of a flat ring
Federelement 4 mit radial nach innen gerichteten ein aus Hartstoff bestehender Gleitring 20 als Dicht-Federzungen 5, welche in einem bestimmten Abstand 55 teil verwendet, welcher mit dem Dichtungsbalg 3 fest, annähernd parallel zu dem Dichtungsbalg 3 angeord- d. h. vorzugsweise durch Vulkanisation verbunden ist net sind, ist zwischen zwei in dem Haftteil 1 befind- und an seiner der Dichtebene gegenüberliegenden liehen Zwischenringen 6 und 7 gehalten, die ihrerseits Stirnfläche mit einem ebenen, metallischen Ring 21 in dem zur Verstärkung des Haftteiles 1 dienenden versehen ist, an welchem die Federzungen 5 anliegen, und mit seinem Außendurchmesser die Sitzfläche der 60 Der Dichtungsbalg 3 ist bis über die äußere Mantel-Dichtung bildenden Gehäusering 8 zentriert und be- fläche des Gehäuseringes 22 gezogen und bildet einen festigt sind. Zwischen dem Dichtteil 2 und dem Dich- Weichstoffsitz, mit welchem nach Fig. 10 der Dichtungsbalg .3 ist ein Führungsring 9 fest eingefügt, tungsring in dem Maschinengehäuse 12 befestigt ist. welcher an seinem Außendurchmesser mit einer Nut Der nicht gefiederte, zylindrische Teil 15 des Feder-10 von rechteckigem Querschnitt zur Aufnahme der 65 elementes ist zwischen dem Gehäusering 22 und einem Federzungen 5 versehen ist. Außer an ihrem Wider- zylindrischen Ansatz des Deckels 23 gehalten, welcher lager in der Nut 10 des Führungsringes 9 haben die mit dem Gehäusering 22 verdrehsicher und axial un-Federzuttgen5 also keine Berührung mit dem axial verschiebbar verbunden ist. Zur Aufnahme des zwibeweglidhen Dichtteil 2 und dem Dichtungsbalg 3, so sehen derDichtfläche des Gleitringes 20 und dem Bund daß eine ungünstige Beeinflussung der Federungs- 70 13 der Welle 14 auftretenden Reibungsmomentes sindSpring element 4 with radially inwardly directed e in existing hard material seal ring 20 as a sealing spring tongues 5, which uses at a certain distance 55 in part, which is preferably connected to the sealing bellows 3 determines approximately parallel to the sealing bellows 3 angeord- ie by vulcanization net, is located between two in the adhesive part 1 and held at its opposite the sealing plane borrowed intermediate rings 6 and 7, which in turn is provided with a flat, metallic ring 21 in the end surface serving to reinforce the adhesive part 1, on which the spring tongues The sealing bellows 3 is centered over the housing ring 8 which forms the outer jacket seal and the surface of the housing ring 22 is drawn and forms a fixed part. A guide ring 9 is firmly inserted between the sealing part 2 and the soft-material seat with which, according to FIG. 10, the sealing bellows .3 is fixed in the machine housing 12. which is provided with a groove on its outside diameter. Except held on their counter-cylindrical extension of the cover 23, which bearings in the groove 10 of the guide ring 9, which are connected to the housing ring 22 in a rotationally secure and axially un-Federzuttgen5 so no contact with which is axially displaceable. To accommodate the intermediate sealing part 2 and the sealing bellows 3, see the sealing surface of the sliding ring 20 and the collar that an unfavorable influence of the suspension 70 13 of the shaft 14 are occurring frictional torque
am Innendurchmesser des Gleitringes 20 Nocken 24 vorgesehen, die mit entsprechenden Aussparungen 25 des Deckels 23 verdrehsicher, jedoch axial verschiebbar im Eingriff stehen.on the inside diameter of the sliding ring 20 cams 24 are provided, which with corresponding recesses 25 of the cover 23 rotatably, but are axially displaceable in engagement.
Selbstverständlich sind die hier erwähnten Ausführungsformen nur beispielsweise Anwendungs arten des Erfindungsgegenstandes. Die einzelnen Bauelemente bzw. das Zusammenwirken der Einzelteile können im Rahmen der Erfindung beliebig verändert oder kombiniert werden.Of course, the embodiments mentioned here are only examples of application types Subject of the invention. The individual components or the interaction of the individual parts can be in Within the scope of the invention can be changed or combined as desired.
Claims (7)
Deutsche Patentschrift Nr. 912 284;
TJSA.-Patentschrift Nr. 2 608 425.Considered publications:
German Patent No. 912 284;
TJSA. Patent No. 2,608,425.
Publications (1)
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