DE1941675C - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Diehtmanschette für einen Radial-Wellendichtring mit einem llaflteil und mit einer innen liegenden ringförmigen Dichtlippe und einer sich im wüM.ntlic|icn axial zwischen Haftteil und Dichtlippe erstreckenden Membran.The invention relates to a dieht cuff for a radial shaft seal with an oil seal and an inner ring-shaped one Sealing lip and one in the wüM.ntlic | icn axially extending between the adhesive part and the sealing lip Membrane.

Dichtmanschetten dieser Art werden vornehmlich zur Abdichtung von sich drehenden oder axiai bewegenden Wellen verwendet. Die Dichtmanschette kann hierbei derart ausgebildet sein, daß sie mit einem radial sich erstreckenden Flansch oder einem ähnlich gestalteten Haftteil unmittelbar durch axiale oder radiale Verspannuim in einem Maschinengehäuse befestigt werden kann. Die Dichtmanschette kann aber auch in ein napfartiges Gehäuse eingeformt sein, wie dies bei Wellendichtringen nach der DIN 3760 Form AB vorgesehen ist.Sealing sleeves of this type are mainly used to seal rotating or axiai moving parts Waves used. The sealing collar can be designed in such a way that it is with a radially extending flange or a similarly designed adhesive part directly through axial or radial Verspannuim fixed in a machine housing can be. The sealing collar can, however, also be molded into a cup-like housing, such as this is provided for with shaft seals according to DIN 3760 Form AB.

Es sind Dichtmanschetten mit Wellendichtung in einer innenliegendcn ringförmigen Lippe bekannt, bei denen in Umfangsriehlung mehrere im Abstand voneinander angeordnete, in radialer und axialer Richtung sich erstreckende Rippen vorgesehen sind. Sie dienen zum Versteifen und Anpressen der Dichtlippe. Ein solcher Wellendichtung besteht aus einem ringförmigen Metallrahmen mit kanalartigem Querschnitt, an dessen schräg nach innen gerichteter Schenkelkant.· der I.ippenteil der Dichtung aus synthetischem Gummi aufvulkanisiert ist. Zwischen der Dichtlippe und dem äußeren Teil des Rahmens befinden sich radial gerichieU Rippen, die mit letzterem verbunden sind und als Anlage für die Dichtlippe dienen. Sie bilden also eine feste Abstützung zwischen der Dichtlippe und dem ringförmigen Metallrahmen. Beim Aufschieben der Dichtung auf die Wellen ist daher die Aufweitung der Dichtlippe bei diesen bekannten Wellendichtringen begrenzt, da sich ihr die Rippen entgegenstellen, mit der Folge, daß die Dichtlippe in erhöhtem Maße an die abzudichtende Welle angepreßt und dabei versteift wird.Sealing sleeves with a shaft seal in an inner annular lip are known those in the circumferential ring several spaced apart, in the radial and axial directions extending ribs are provided. They serve to stiffen and press the sealing lip. Such a shaft seal consists of an annular metal frame with a channel-like cross-section, on its inclined inward leg edge. The first lip part of the seal is made of synthetic Rubber is vulcanized. Located between the sealing lip and the outer part of the frame radially gerichieU ribs associated with the latter are connected and serve as a system for the sealing lip. So they form a firm support between the sealing lip and the ring-shaped metal frame. When sliding the seal onto the Wave is therefore limited the expansion of the sealing lip in these known shaft seals, since Oppose her the ribs, with the result that the sealing lip to an increased extent to the to be sealed Shaft is pressed and stiffened in the process.

Die Lebensdauer und die Einsatzgrenzen werden aber in erheblichem Maße durch die während des Betriebes infolge von Reibung zwischen Welle und Diclitkantc entstehende Wärme beeinflußt, weil die Reibungswärme zu einer starken Aufheizung der Dichtlippe und ihrer Umgebung führen. Infolgedessen verhärtet sich die Dichtlippe rasch und neigt an ihrer Kante zur Rißbildung. Darüber hinaus ist eine erhöhte Empfindlichkeit der Dichtlippe gegen die Einwirkung des abzudichtenden Mediums zu berücksichtigen, die eine erhöhte Neigung zur Quellung und Alterung mit sich bringt. Der Verschleiß ist daher ziemlich hoch.The service life and the limits of use are, however, to a considerable extent by the during the Operation as a result of friction between the shaft and Diclitkantc affects heat, because the Frictional heat lead to strong heating of the sealing lip and its surroundings. Consequently the sealing lip hardens quickly and tends to crack at its edge. In addition, is a take into account the increased sensitivity of the sealing lip to the effects of the medium to be sealed, which has an increased tendency to swell and age. The wear is therefore quite high.

Die Erkenntnis, daß als entscheidender Faktor für die Reibung und die entstehende Wärme die Anpreßkraft, mit der die Dichtkanle auf die Oberfläche der abzudichtenden Welle gepreßt wird, einer besonderen Aufmerksamkeit bedarf, ist somit von ausschlaggebender Bedeutung. Diese Anpreßkraft ist in hohem MaUe von der Aufweitung abhängig, welche die Dichllippe beim Aufschieben auf die Welle erfährt, und außerdem von der Fcderkonstantcn, der gegebenenfalls zum Anpressen der Dichtlippe verwendeten ringförmigen Zugfeder abhängig. Bs hat sich jedoch darüber hinaus gezeigt, dal) diese Anpreßkraft erheblich von der Steifigkeit und demzufolge von der Dicke der sich an die Dichtlippe anschließenden Membran abhängt, Seither war man bestrebt, für die Membran eine verhältnismäßig große Dicke vorzusehen, weil die Membran dn/u dienen sollte, die Dichtlippe so zu fixieren, daß die Dichtkante längs ihres ganzen Um fangs in einer senkrecht zur Wcllenaclisc verlaufenden Ebene auf der Oberfläche ik< Welle anliegt und andererseits die Diehtli| pe so zu versteifen, daß sie bei hin- und hergehender axialer Bewegung der Welle nicht um die Dichtkante kippen kann. Außerdem soll durch die Membran eine Vcrstellung der Dichtlippe sichergestellt werden, die bei Erwärmung bzw. Quellung oder Erweichung keine Veränderung des Kontaktvvinkels zuläßt und außerdem eine gute Oberleitung des Reibmomentes von der Dichtlippe zum Haftteil sicherstellt.
X5 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vergrößerung der Lebensdauer der Dichtmanscheitu zu erzielen, und zwar vornehmlich dadurch, daß unter Ausschöpfimg der oben geschilderten Erkenntnisse der von der Membran herrührende Anteil der so Anpreßkraft weitgehend beseitigt oder auf einen sehr geringen Wert erniedrigt wird.The realization that the pressing force with which the sealing channel is pressed onto the surface of the shaft to be sealed is a decisive factor for the friction and the heat generated, is therefore of crucial importance. This pressing force depends to a large extent on the widening which the sealing lip undergoes when it is pushed onto the shaft, and also on the constant spring force of the annular tension spring that may be used to press the sealing lip. Bs, however, has also shown, dal), this pressing force depends greatly on the rigidity and consequently the thickness of the adjoining the sealing lip membrane Since then, it was sought to provide a relatively large thickness for the membrane because the membrane dn / u should serve to fix the sealing lip so that the sealing edge rests along its entire circumference in a plane perpendicular to the wall on the surface ik < wave and on the other hand the diehtli | to stiffen pe in such a way that it cannot tilt around the sealing edge when the shaft moves back and forth. In addition, the membrane is intended to ensure a displacement of the sealing lip which does not allow any change in the contact angle when heated, swelling or softening, and which also ensures good overhead transmission of the frictional torque from the sealing lip to the adhesive part.
X5 The invention is based on the object of increasing the service life of the Dichtmanscheitu, principally by the fact that the portion of the contact pressure resulting from the membrane is largely eliminated or reduced to a very low value, taking full advantage of the knowledge described above.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Membran sehr dünn gehalten ist und die Rippen mit ihren axialen Enden gegenüber dem Haftteil abbiegbar angeordnet sind. Diese als Verbindung zwischen der Dichtlippe und dem Haftteil dienende Membran zeichnet sich gegenüber den mit relativ dicken Membranen ausgerüsteten Manschetten vor allem dadurch aus, daß der von der Mcmb-an herrührende Anteil der Radialkraft nur sehr gering ist. Da durch die stegförmigen Rippen keine Radialkraft erzeugt werden kann, können beim Aufweiten der Dichtmanschette in den Rippen keine tangentialen Zugspannungen auftreten, welche eine in radialer Richtung liegende Komponente ergeben könnten. Infolge der beim Überstülpen der Dichtlippe auf die Welle verursachten Aufweitung entsteht bei den bekannten Dichtungen eine Dehnung der Dichtlippe und der Membran. Infolgedessen treten über den Umfang tangentiale Zugspannungen in der Membran auf. Diese bewirken einen auf die Welle wirkenden radial gerichteten Preßdruck. Im Gegensatz dazu sind bei der erfindungsgemäßen Ausbildung wegen der geringen Stärke der Membran nur sehr kleine Tangential- und Radialkräftc vorhanden. Darüber hinaus ist jedoch infolge der Anordnung der Rippen sichergestellt, daß die Dichtlippe in ihrer Lage genau und stabil gehalten wird. Es wird dadurch vermieden, daß die Dichtlippe um die Dichtkante bei axialer Bewegung der Welle kippen kann und daß die Membran beim Aufweiten der Dichtlippe sich durchbiegt und eine Veränderung des Kontaktwinkels verursacht wird. Außerdem wird eine geringere Empfindlichkeit gegen Durchbiegungen bei Veränderung des Wirkab-Standes einer zur Unterstützung der Dichtwirkung verwendeten, über die Dichtlippe gelegten Ringfeder erzielt.This object is achieved according to the invention in that the membrane is kept very thin and the axial ends of the ribs are arranged such that they can be bent relative to the adhesive part. This as a connection Serving between the sealing lip and the adhesive part of the membrane is distinguished from the with relative thick membranes equipped cuffs mainly from the fact that the Mcmb-an resulting portion of the radial force is only very small. Since there is no radial force due to the web-shaped ribs can be generated, can not be tangential when expanding the sealing sleeve in the ribs Tensile stresses occur, which could result in a component lying in the radial direction. As a result of the expansion caused when the sealing lip is slipped onto the shaft, the known Seals an expansion of the sealing lip and the membrane. As a result, step over the Perimeter tangential tensile stresses in the membrane. These cause one to act on the shaft radially directed pressure. In contrast, are in the training according to the invention because the thinness of the membrane means that there are only very small tangential and radial forces. About it In addition, however, due to the arrangement of the ribs, it is ensured that the sealing lip is precisely positioned and is kept stable. It is avoided that the sealing lip around the sealing edge with axial Movement of the shaft can tilt and that the membrane bends when the sealing lip is expanded and causing a change in the contact angle. It also has a lower sensitivity against deflection when the effective distance is changed to support the sealing effect used ring spring placed over the sealing lip.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Rippen entweder nur an der Innenseite der Membran, also auf der der Welle zugewandten Seite der Membran oder an der Außenseite der Membran, nämlich an der der Welle abgewandten Seite der Membran, angeordnet sind.It has proven to be particularly advantageous if the ribs either only on the inside of the Membrane, i.e. on the side of the membrane facing the shaft or on the outside of the membrane, namely on the side of the membrane facing away from the shaft.

Nach einem weiteren Merkmal gemäß der Erfindung ist die in Umfangsrichtung gemessene Breite der Rippen kleiner als ihr gegenseitiger Abstand. DieAccording to a further feature of the invention, the circumferential width is measured the ribs smaller than their mutual distance. the

Rippen können auch an der Innen- und Außenseite der Membran angeordnet sein, Als vorteilhaft hat sichRibs can also be arranged on the inside and outside of the membrane. It has been found to be advantageous

_ M₁M₁J für einen Radial-_ M ₁ M ₁ J for a radial

..._; in axialer Ansicht,..._; in axial view,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie IMI nach Fig. I,FIG. 2 shows a section along the line IMI according to FIG.

Fig. 3 einen Teilsehnitt nach der Linie III-III der Fig. 2 undFig. 3 is a partial section along the line III-III of Fig. 2 and

Fig. 4 und 5 abgewandelte Ausfuhr ungsbeispiele in einem Querschnitt tiargestellt, der dem Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 2 entsprich¹.FIGS. 4 and 5 modified export ungsbeispiele tiargestellt in a cross-section corresponding to the section along the line III-III in Fig. 2 entsprich. ¹

Die DiLhtmanschette nach Jen Fig. I bis 3 besteht aus einem einstückig aus synthetischem Material hergestellten Haftteil I, einer Dichtlippe 2 und einer die Dichllippe mit dem Haftteil verbindenden, sehr dünnwandigen Membran 6. Das Haftteil I ist zur Befestigung in einem Maschinengehäuse oder zum Einsatz in einem nicht dargestellten Blcchgchiiusc vorgesehen. Die Dichtlippc 2 liegt mit ihrer Dichtkante 3 auf der Umfangsfläclie einer nicht dargestellten, drehbaren und axial hin- und herbewcgbaren Welle auf und verhindert den Durchtritt eines abzudichtenden Mediums, beispielsweise eines Schmiermittels. Um eine satte Auflage der Dichlkantc auf der Welle zu gewährleisten, ist über den Umfang der Dichtlippe eine Ringfeder 4 aufgezogen.The DiLhtmanschette by Jen Fig. I to 3 consists of a produced in one piece from synthetic material sticking part I, a sealing lip 2 and a the Dichllippe connected with the coupling part, very thin-walled membrane 6. The adhesive part I is to be mounted in a machine housing or for use in a not shown Blcchgchiiusc provided. The sealing lip 2 rests with its sealing edge 3 on the circumferential surface of a rotatable and axially reciprocating shaft, not shown, and prevents the passage of a medium to be sealed, for example a lubricant. In order to ensure that the Dichlkantc rests firmly on the shaft, an annular spring 4 is drawn over the circumference of the sealing lip.

Da die Membran 6 einerseits die Aufgabe hat, ein Kippen der Dichtlippc um die Dichtkante 3 bei axialer Bewegung der Welle zu verhindern, andererscits sich aber möglichst wenig durchbiegen und dabei den Kontaktwinkel der Dichtlippe verändern soll, wenn die D'chtlippe auf die Welle aufgeschoben und dabei aufgeweitet wird, ist sie auf ihrem zwischen der Dichtlippe und dem Haftteil freiliegenden Abschni't sehr dünn gehalten und weist an ihrer der Welle zugekehrten Innenseite mehrere Rippen 5 auf, welche nach dem in Fig. 3 wiedergegebenen Querschnitt in Umfangsrichlung im Aivsland voneinander angeordnet sind und sich in radialer und axialer Richtung erstrecken und dabei mit zunehmender Entfernung von der Dichtlippe 2 gegen den llaftteil 1 hin verjüngen. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist vorgesehen, daß die Membran fi auf der Dichlungsaußcnscite, die Stege 5 dagegen auf der Luftseite liegen. Hierdurch wird eine besonders gute Kühlung der Dichtung erreicht.Since the membrane 6 on the one hand has the task of tilting the sealing lip around the sealing edge 3 to prevent axial movement of the shaft, but otherscits bend as little as possible and thereby should change the contact angle of the sealing lip when the D'chtlippe is pushed onto the shaft and is expanded in the process, it is on its section that is exposed between the sealing lip and the adhesive part kept very thin and has several ribs 5 on its inside facing the shaft, which arranged according to the cross section shown in Fig. 3 in the circumferential direction in the Aivsland from each other are and extend in the radial and axial directions and thereby with increasing distance from the sealing lip 2 taper towards the airfoil 1. In the embodiment of FIG. 3 it is provided that the membrane fi on the sealing exterior, the webs 5, however, are on the air side. This results in particularly good cooling achieved the seal.

Vorteilhafterweise werden die Rippen achsparallel angeordnet, sie können aber auch zur Achse geneigt sein und zwar nach links oder rechts, gegebenenfalls in abwechselnder Richtung. Sowohl der Abstand der Rippen voneinander als auch deren Dicke kann den Erfordernissen angepaßt werden. Unter Rippen entsprechend der Erfindung sind auch solche zu verstehen, ikrcn Dicke gröl.»;r ist als der Zwischenraum zwischen zwei Rippen, d. h. also Ausführungsformcn, bei denen die Zwischenräume die Form von NutenThe ribs are advantageously arranged axially parallel, but they can also be inclined to the axis, namely to the left or to the right, optionally in an alternating direction. Both the distance between the ribs and their thickness can be adapted to requirements. Lower rib according to the invention are also understood to be those ikrcn thickness GroEL ";. R is defined as the space between two ribs, ie Ausführungsformcn in which the gaps in the form of grooves

haben, die bei tier Herstellung der Membran ausgespart worden sind.have left out the membrane during animal production have been.

Bei dem in Fig. 4 wiedergegehencu abgewandelten Aiisführung.sbeispiel, das in einem ähnlich der Schnittlinie IH-III in Fig. 2 geführten Querschnitt wiedergegeben ist, liegt die Membran i> auf der Innenseite der Dichtung, die Stege IO hingegen auf ihrer Außenseite.In the case of the modified one shown in FIG Aiisführung.sample that in a similar to the Section line IH-III is shown in Fig. 2 guided cross-section, the membrane is i> on the inside of the seal, the webs IO, however, on its outside.

Beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 5 sind besonders günstige Kühluiigsverhültnisse und eine hohe Bicgungssteifigkcit vorhanden, da die zwischen der in Fig. 4 nicht wiedenjegebeiien Dichtlippe und dem Haftteil angeordnete, sehr dünn ausgebildete Membran sowohl an ihrer Innen- als auch an ihrer Außenseite radial sich erstreckende kippen 11 bzw. 12 hat.In the embodiment according to FIG. 5 are particularly favorable cooling ratios and a high one Flexibility stiffness is present, since the sealing lip between the sealing lip in FIG Adhesive part arranged, very thin membrane both on its inside and on its outside radially extending tilts 11 and 12 respectively.

Claims (8)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Dichtmannscheüc für einen Radial-Wcllendichtring mit einem Haftteil und mit einer inneiiücgenden ringförmigen Dichtlippe und einer sich im wesentlichen axial zwischen Haftteil und Dichtlippe erstreckenden Membran, wobei zwischen dem Haftteil und der Dichtlippe an der Membran mehrere in Umfangsrichtung im Abstand voneinander angeordnete, in radialer und axialer Richtung sich erstreckende Rippen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (6) sehr dünn gehalten ist und die Rippen (5, 10, II, 12) mit ihren axialen Enden gegenüber dem Haftlcil (1) abbiegbar angeordnet sind.1. Dichtmannscheüc for a radial shaft seal with an adhesive part and with an inner annular sealing lip and a self membrane extending substantially axially between adhesive part and sealing lip, with between the adhesive part and the sealing lip on the membrane several in the circumferential direction at a distance mutually arranged, extending in the radial and axial direction ribs are characterized by that the membrane (6) is kept very thin and the ribs (5, 10, II, 12) with their axial Ends opposite the Haftlcil (1) are arranged to be bent. 2. Dichlmanschette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (5) nur an. de Innenseite der Membran, also auf der der Welle zugewandten Seite der Membran, angeordnet sind.2. Dichlmanschette according to claim 1, characterized in that the ribs (5) only on. de Inside of the membrane, that is to say on the side of the membrane facing the shaft, arranged are. 3. Dichtmanschette nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (10) an der Außenseite der Membran (9), nämlich an der der Welle abgewandten Seite der Membran, angeordnet sind.3. Sealing sleeve according to claim I, characterized in that the ribs (10) on the Outside of the membrane (9), namely on the side of the membrane facing away from the shaft, arranged are. 4. Dichtmanscheitc nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in Umfangsrichtung gemessene Breite der Rippen (5, 10, 11, 12, 13) kleiner ist als ihr gegenseitiger Abstand.4. Dichtmanscheitc according to one of the preceding claims, characterized in that that the circumferential width of the ribs (5, 10, 11, 12, 13) is smaller than you mutual distance. 5. Dichtnianschette nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (Ii, 12) an eier Innen- und Außenseite der Membran angeordnet sind.5. Dichtnianschette according to claim I, characterized characterized in that the ribs (Ii, 12) on eggs Inside and outside of the membrane are arranged. 6. Dichtmanschetle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (5, 10, 11, 12) von der Dichtlippc (2) gegen den Haftteil (1) hin keilförmig verjüngt sind.6. Sealing sleeve according to one of claims 1 to 5, characterized in that the Ribs (5, 10, 11, 12) from the sealing lip (2) tapered towards the adhesive part (1) in a wedge shape are. 7. Dichtmanscheftc nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen in axialen Längsebenen verlaufen.7. Dichtmanscheftc according to one of the preceding claims, characterized in that that the ribs run in axial longitudinal planes. 8. Dichlmanschette nach einem der Ansprüche I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen abweichend von der axialen Langsehcnc verlaufen.8. Dichl sleeve according to one of claims I to 6, characterized in that the Ribs deviating from the axial long tendon get lost. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings