DE2435675A1 - READY-TO-INSTALL ELASTICALLY DEFORMABLE SEAL AND METHOD FOR MANUFACTURING IT - Google Patents

READY-TO-INSTALL ELASTICALLY DEFORMABLE SEAL AND METHOD FOR MANUFACTURING IT

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DE2435675A1
DE2435675A1 DE2435675A DE2435675A DE2435675A1 DE 2435675 A1 DE2435675 A1 DE 2435675A1 DE 2435675 A DE2435675 A DE 2435675A DE 2435675 A DE2435675 A DE 2435675A DE 2435675 A1 DE2435675 A1 DE 2435675A1
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    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Sealing With Elastic Sealing Lips (AREA)

Description

PATENTANWÄLTE 243 56/0PATENT Attorneys 243 56/0

DlPL-ING. MARTIN LICHT
DR. REINHOLD SCHMIDT
DIPL.-WIRTSCH.-ING. HANSMANN
DIPL.-PHYS. SEB. HERRMANNDlPL-ING. MARTIN LICHT
DR. REINHOLD SCHMIDT
DIPL.-WIRTSCH.-ING. HANSMANN
DIPL.-PHYS. SEB. HERRMANN

MÜNCHEN 2 THERESIENSTRAS8f 35MUNICH 2 THERESIENSTRAS8f 35

2 ί JULI 19742 ί JULY 1974

Simmerwerke W. Simmer KG
in Kufstein (Tirol)Simmerwerke W. Simmer KG
in Kufstein (Tyrol)

Einbaufertige elastisch-verformbare Dichtung
undVerfahren zu deren HerstellungReady-to-install, elastically deformable seal
and methods of making them

Die Erfindung bezieht sich auf eine einbaufertige elastisch-verformbare Dichtung für aneinandergleitende Maschinenteile j mit im Bereich ihrer Dichtlippe widerstandsfähigerer Struktur.The invention relates to a ready-to-install, elastically deformable seal for sliding against one another Machine parts j with more resistant in the area of their sealing lip Structure.

Eine derartige Dichtung ist für umeinander rotierende Bauteile in zweiteiligem Aufbau bekannt. Bei dieser Wellendichtung werden die beiden aus verschiedenen mehr oder weniger elastischen Materialien bestehenden
Ringe durch eine Schraubenzugfeder zu einer Wirkungseinheit zusammengefaßt. Die vorgesehene Punktion hängt also sowohl von der Stärke der Schraubenzugfeder als auch von der an allen Stellen absolut exakten satten Berührung der beiden Ringe ab. Schon geringe Unvollkommen-Such a seal is known for components rotating around one another in a two-part construction. With this shaft seal, the two are made of different, more or less elastic materials
Rings combined to form a single unit of action by means of a tension spring. The intended puncture depends both on the strength of the tension coil spring and on the absolutely exact full contact between the two rings at all points. Even minor imperfections

"**· 509807/0827"** · 509807/0827

heiten machen diese Dichtung unwirksam, so daß ihre Anwendung einer betriebsmäßig nicht zu erwartenden Sorgfalt bedarf. Überdies nimmt diese bekannte Dichtung auf die völlig verschiedenen Erfordernisse keine ausreichende Rücksicht, die im Dichtlippenbereich und im Trägerbereich des Dichtungskörpers für eine klaglose Daueri'unktion gegeben sein müssen.units make this seal ineffective, so that their application of an operationally not to be expected care requirement. In addition, this known seal does not meet the completely different requirements Consideration in the sealing lip area and in the carrier area of the sealing body given for a complaint-free permanent function must be.

Diese Nachteile werden gemäß der Erfindung dadurch beseitigt, daß der aus hochelastischem Material bestehende Tragkörper der Dichtung in der Gleitzone seines mit ihm einteiligen Dichtlippenbereiches plastische Eigenschaften aufweist» Diese plastischen Eigenschaften beziehen sich nur auf die eigentliche Gleitzone des Dich tungsbereiches, während im Gegensatz dazu außerhalb desselben der Tragkörper aus hochelastischem Material besteht. Dies ist ein erfindungswesentliches iierkmal.These disadvantages are eliminated according to the invention in that the existing of highly elastic material Support body of the seal in the sliding zone of its one-piece sealing lip area with plastic properties has »refer to these plastic properties only on the actual sliding zone of the sealing area, while in contrast to it outside the same the support body consists of highly elastic material. This is an essential feature of the invention.

Nach einem weiteren besonders vorteilhaften Kennzeichen der Erfindung ist die Gleitzone des Dichtlippenbereiches als mit dem Tragkörper eine Einheit bildende Auflage ausgebildet» Die Ausführung ist vorzugsweise derart, daß die Auflage mit zur Gleitfläche schrägstehendem etwa rechteckigen Querschnitt aus plastisch wirksamen, abriebfesten, hitzebeständigen, selbstschmierenden Kunststoffmaterial ausgebildet ist.According to another particularly advantageous feature According to the invention, the sliding zone of the sealing lip area forms a unit with the support body Support designed »The design is preferably such that the support is inclined to the sliding surface approximately rectangular cross-section made of plastically effective, abrasion-resistant, heat-resistant, self-lubricating Plastic material is formed.

Die Auflage kann erfindungsgemäß eine Wandstärke zwischen Filmstar Ice und einer Stärke von etwa 0.6 mm haben. Der erfindungagemäße Effekt ist bei dieser Ausbildung besonders groß. Denn die plastisch wirksame Auflage braucht unter Gewährleistung eines möglichst hohen Abriebwiderstandes nur verhältnismäßig schwach bemessen zu sein, so daß sie auf die hochelastische Funktion des Trägerkörpers, die insbesondere bei Ausbildung desselben mit Steg in dessen Bereich zur Aufnahme von im Betrieb auftretenden Schwingungen erforderlich ist, ohne Einfluß bleibt.According to the invention, the support can have a wall thickness between Filmstar Ice and a thickness of approximately 0.6 mm to have. The inventive effect is in this training extraordinary big. Because the plastically effective support needs to be guaranteed as high as possible Abrasion resistance to be measured only relatively weak, so that it is due to the highly elastic function of the Carrier body, especially when it is formed with a web in its area for receiving in operation occurring vibrations is required, remains without influence.

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Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung der vorstehend charakterisierten einbaufertigen DichtungοThe invention also relates to a method for producing the ready-to-install products characterized above Sealο

Dieses Verfahren besteht grundsätzlich darin, daß dem in einem Warmpreßvorgang hergestellten elastischverformbaren Trägerkörper in der Gleitzone seines Dichtlippenbereiches plastische Eigenschaften verliehen werden. This method basically consists in that the elastically deformable produced in a hot pressing process Support body are given plastic properties in the sliding zone of its sealing lip area.

Dies kann nach einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens dadurch erfolgen, daß der Gleitzone des Dichtlippenbereiches des Tragkörpers durch Aufspritzen eines plastische Eigenschaften besitzenden Kunststoffmaterials oder Injektion eines solchen in den vorzugsweise porösen Dichtlippenbereich widerstandefähige Gleiteigenschaften verliehen werden.According to a variant of the method according to the invention, this can be done in that the sliding zone of the sealing lip area of the support body by spraying on a plastic property Resistant plastic material or injection of such into the preferably porous sealing lip area Sliding properties are imparted.

Eine praktisch bedeutsame Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die Gleitzone des Dichtlippenbereiches als für sich hergestellte Auflage aus plastisch-wirksamen Material auf den hochelastischen Tragkörper aufgebracht und mit diesem, durch Vulkanisation oder Verschweißung zu einer Einheit verbunden wird.A practically significant variant of the method according to the invention is that the sliding zone of the Sealing lip area as a self-made support made of plastically effective material on the highly elastic Support body applied and with this, by vulcanization or by welding to form a unit.

Hiebei kann das Verfahren derart ausgeübt werden, daß die Auflage aus einem Superpolyamid, Polytetrafluoräthylen od.dgl. als, Formkörper in einem Arbeitsgang, der Trägerkörper aus Butadion-Acrylnitril-Kautschuk, Bluorelastomer-Kautschuk, Chloroprene-Kautschuk od.dgl. in einem zweiten Arbeitsgang mit nur teilweiser Warmpressung und der einheitliche Dichtungskörper durch Verbindung der Auflage mit dem Trägerkörper in einem dritten Arbeitsgang durch Ausvulkanisation bzw. Verschweißung hergestellt werden.The process can be carried out in such a way that the support is made of a superpolyamide, polytetrafluoroethylene or the like. as, molded body in one operation, the carrier body made of butadione-acrylonitrile rubber, Bluorelastomer rubber, Chloroprene rubber or the like. in a second step with only partial hot pressing and the Uniform sealing body by connecting the support to the carrier body in a third work step by vulcanization or welding can be produced.

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Eine Durchführung des Verfahrens ist jedoch auch in der Weise möglich und vorteilhaft, daß die Auflage aus einem Superpolyamid, Polytetrafluoräthylen od.dgl. als Formkörper in einem Arbeitsgang hergestellt, in einem zweiten Arbeitsgang nach chemischer Oberflächenbehandlung der anzuhaftenden Fläche, z. B. mittels Flußsäure und darauffolgendem Auftragen eines Haftmittels, z. B. Chemosil, Duresin o. dgl. in die Preßform für den Tragkörper eingelegt wird und in einem folgenden Arbeitsgang die vorzugsweise Raumtemperatur aufweisende Preßmasse aus Butadien-Acrylnitril-Kautschuk, Fluorelastomer-Kautschuk, Chloroprens-Kautschuk o. dgl. in die Form eingebracht und in dieser unter Verbindung des Tragkörpers mit der Auflage ausvulkanisiert wird.However, it is also possible and advantageous to carry out the process in such a way that the support from a super polyamide, polytetrafluoroethylene or the like. produced as a molded body in one operation, in a second operation after chemical surface treatment the surface to be adhered, e.g. B. by means of hydrofluoric acid and subsequent application of an adhesive, z. B. Chemosil, Duresin o. The like. Is inserted into the mold for the support body and in a subsequent operation the molding compound, preferably at room temperature, made of butadiene-acrylonitrile rubber, fluoroelastomer rubber, Chloroprene rubber or the like. Introduced into the mold and is fully vulcanized in this with connection of the support body with the support.

In der Zeichnung sind einige Ausführungsmöglichkeiten des Erfindungsgegenstandes ohne Einschränkung auf diese in Querschnitten dargestellt.The drawing shows some possible embodiments of the subject matter of the invention without restriction on this shown in cross-sections.

Aus Fig. 1 besteht die an einem zweier aneinandergleitender Maschinenteile befestigte Dichtung aus dem hochelastischen Tragkörper 2 und im Dichtlippenbereich aus der mit diesem eine Einheit bildenden Auflage 4. Diese weist beim Ausführungsbeispiel Rechteckquerschnitt auf und gleitet an der Gleitfläche 12 des zweiten Maschinenteiles 7 und ist besonders abriebfest und gleitfreudig ausgebildet. Ihre Wandstärke 11 ist niedrig gehalten, und zwar zwischen Filmstärke und 0.6 mm. Der Tragkörper 2 ist erforderlichenfalls mit einer Versteifungeeinlage 1 ausgestattet. Die dargestellte Dichtung kann nach Fig. 1 für hin- und hergehende Maschinenteile oder als Wellendichtung verwendet werden. From Fig. 1, the seal attached to one of two machine parts sliding against one another consists of the highly elastic support body 2 and in the sealing lip area from the support 4, which forms a unit with this. This has a rectangular cross-section in the exemplary embodiment and slides on the sliding surface 12 of the second machine part 7 and is particularly wear-resistant and easy to slide educated. Your wall thickness 11 is kept low, namely between film thickness and 0.6 mm. If necessary, the support body 2 is equipped with a stiffening insert 1. The one shown Seal can be used according to Fig. 1 for reciprocating machine parts or as a shaft seal.

Die Ausbildung nach Fig. 2 zeigt einen mit einer Versteifungseinlage 1 versehenen Tragkörper 2 mit zwei Dichtlippenbereichen 3 und 8. Beim AusführungsbeispielThe embodiment according to FIG. 2 shows a support body 2 provided with a stiffening insert 1 with two Sealing lip areas 3 and 8. In the exemplary embodiment

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ist.nur der Dichtlippenbereich 3 mit einer Auflage 4 versehen, deren dargestellter Querschnitt eine geringe Abweichung von der Rechteckform zeigt. Zur erhöhten Anpressung an die Gleitfläche 12 der Welle 7 dient eine Schraubenzugfeder 6. Der als Staublippe wirksame Dichtlippenbereich 8 ist ohne Auflage dargestellt, kann jedoch erforderlichenfalls ebenfalls mit einer solchen versehen sein. Der an dem dargestellten Profil zu entnehmende Steg 5 ist für die elastische Aufnahme der in vielen Anwendungsfällen auftretenden Schwingungen von wesentlicher Bedeutung. Ein hochelastisches Verhalten des Steges 5 soll auch etwa auftretende Exzentrizitäten der Welle 7 ausgleichen» Für den Tragkörper 2 sind deshalb als Materialien Butadien-Aorylnitril-Kautschuk, Fluorelastomer-Kautschuk;, Chloroprene-Kautschuk od.dgl. vorgesehen, während die Auflage 4· aus einem Superpolyamid, aus Polytetrafluoräthylen o.dgl. besteht, -^in solches Material zeichnet sich durch einen sehr kleinen Reibungskoeffizienten, eine sehr hohe Abriebfestigkeit und eine bis etwa 2000G - 30O0C gewährleistete Hitzebeständigkeit aus,ist.nur the sealing lip area 3 is provided with a support 4, the cross-section of which shows a slight deviation from the rectangular shape. A helical tension spring 6 is used for increased pressure on the sliding surface 12 of the shaft 7. The sealing lip area 8, which acts as a dust lip, is shown without a support, but can, if necessary, also be provided with such a support. The web 5 to be taken from the profile shown is of essential importance for the elastic absorption of the vibrations occurring in many applications. A highly elastic behavior of the web 5 should also compensate for any eccentricities of the shaft 7. provided, while the support 4 · made of a super polyamide, polytetrafluoroethylene or the like. consists, - ^ in such a material is characterized by a very low coefficient of friction, a very high abrasion resistance and a guaranteed heat resistance of up to about 200 0 G - 30O 0 C,

Die Erfindungsgemäße Ausbildung der Dichtung zeigt ihre Überlegenheit besonders dort, wo mit einer unzureichenden Schmierung gerechnet werden muß, wie bei Zweitaktmotoren oder dort, wo thermische Überlastungen unvermeidbar sind» Die bisher in solchen Fällen auftretenden Haarrisse und Verhärtungen sind ausgeschlossen.The inventive design of the seal shows its superiority particularly where with an inadequate Lubrication must be expected, as with two-stroke engines or where thermal overloads are unavoidable are »The hairline cracks and hardening that have previously occurred in such cases are excluded.

Während die in Fig. 2 dargestellte Ausbildung vorzugsweise als Wellendichtung in Betracht kommt, sind die in den Figo 3 und 4 voranschaulichten Ausbildungen sowohl für hin- und hergehende als auch für drehende Maschinenteile geeignet» Der gemäß Fig. 3 besonders massiv gestaltete Tragkörper 2 bedarf keiner Versteifungseinlage. Hingegen ist eine solche Einlage 1 beim Gegenstand gemäßWhile the embodiment shown in Fig. 2 is preferably considered as a shaft seal, the in Figs. 3 and 4 both illustrated embodiments suitable for reciprocating as well as rotating machine parts »The one according to Fig. 3 is particularly solid designed support body 2 does not require a stiffening insert. On the other hand, such an insert 1 is in accordance with the subject matter

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fig. 4- erforderlich. Bei diesem handelt es sich, um eine Ausbildung des Tragkörpers 2 mit Doppellippe 3»3'; der Tragkörper 2 bzw. dessen Versteifungseinlage 1 ist mit dem einen Maschinenteil 9 fest verbunden. Die Gleitfläche 12 des anderen Maschinenteiles 10 wirkt mit den Auf- · lagen 4»4' des Tragkörpers 2 zusammen.fig. 4- required. This is a Formation of the support body 2 with a double lip 3 »3 '; the Support body 2 or its stiffening insert 1 is firmly connected to one machine part 9. The sliding surface 12 of the other machine part 10 interacts with the supports 4 »4 ′ of the support body 2.

Die Einteiligkeit der in seinem Aufbau aus zwei verschiedenen Materialien bestehenden Dichtung tritt bei allen möglichen Ausführungen derselben mit dem gleichen fortschrittlichen Effekt in Erscheinung.The seal, which is composed of two different materials in its construction, is one piece in all possible executions of the same with the same advanced effect in appearance.

E09807/0827E09807 / 0827

Claims (9)

PatentansprücheClaims 1.) Einbaufertige elastisch-verformbare dichtung für aneinandergleitende Maschinenteile, mit im Bereich ihrer Dichtlippe widerstandsfähigerer Struktur, dadurch gekennzeichnet, daß ihr aus hochelastischem Material bestehender Tragkörper (2) in der Gleitzone des mit ihm einteiligen Dichtlippenbereich (3) plastische Eigenschaften aufweist.1.) Ready-to-install elastic-deformable seal for Machine parts sliding against one another, with a more resistant structure in the area of their sealing lip, as a result characterized in that its support body (2) made of highly elastic material is in the sliding zone of the sealing lip area (3) integral with it has plastic properties. 2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitzone des Dichtlippenbereiches (3) als mit dem. Tragkörper (2) eine Einheit bildende Auflage (4) ausgebildet ist.2. Seal according to claim 1, characterized in that the sliding zone of the sealing lip area (3) as with the. Support body (2) is formed as a unit forming support (4). 3. Dichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflage (4) mit zur Gleitfläche (12) schrägstehendem, etwa rechteckigen Querschnitt aus plastisch wirksamen, abriebfesten, hitzebeständigen, selbstschmierenden Kunststoffmaterial ausgebildet ist.3. Seal according to claim 2, characterized in that the support (4) with the sliding surface (12) inclined, approximately rectangular cross-section made of plastic effective, abrasion-resistant, heat-resistant, self-lubricating plastic material is. 4. Dichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die Ausbildung der Auflage (4) zwischen Filmstärke und einer Stärke von etwa 0.6. mm.4. Seal according to claim 3, characterized by the formation of the support (4) between film thickness and a thickness of about 0.6. mm. 5. Verfahren zur Herstellung einer einbaufertigen Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem in einem Warmpreßvorgang hergestellten elastischverformbaren Tragkörper (2) in der Gleitzone seines Dichtlippenbereiches (3) plastische Eigenschaften verliehen werden.5. Process for producing a ready-to-install one Seal according to Claim 1, characterized in that the seal produced in a hot-pressing process elastically deformable support body (2) in the sliding zone its sealing lip area (3) are given plastic properties. 509807/0827509807/0827 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitzone des Dichtlippenbereiches (3) des Tragkörpers (2) durch Aufspritzen eines plastische Eigenschaften besitzenden Kunststoffmaterials oder Injektion eines solchen in den vorzugsweise porösen Dichtlippenbereich (3) widerstandsfähige Gleiteigenschaften verliehen werden.6. The method according to claim 5, characterized in that the sliding zone of the sealing lip area (3) of the support body (2) by spraying a plastic material possessing plastic properties or injection of such into the preferably porous sealing lip area (3) are imparted resistant sliding properties. 7. Verfahren nach Anspruch 5} dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitzone des Dichtlippenbereiches (3) als für sich hergestellte Auflage (4) aus plastisch-wirksamen Material auf den hochelastischen Tragkörper (2) aufgebracht und mit diesem durch Vulkanisation oder Verschweißung zu einer Einheit verbunden wird.7. The method according to claim 5 }, characterized in that the sliding zone of the sealing lip area (3) is applied to the highly elastic support body (2) as a separately produced support (4) made of plastic-active material and connected to it by vulcanization or welding to form a unit will. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, da:3 die Auflage (4) aus einem Superpolyamid, Polytetrafluoräthylen o.dgl. als Formkörper in einem Arbeitsgang, der Trägerkörper (2) aus Butadien-Acrylnitril-Kautschuk, Fluorelastomer-Kautschuk, Ghloroprene-Kautschuk o. dgl, in einem zweiten Arbeitsgang mit nur teilweiser Warmpressung und der einheitliche Dichtungskörper (2,4) durch Verbindung der Auflage (4) mit dem Trägerkörper (2) in einem dritten Arbeitsgang durch Ausvulkanisation bzw. Veraühweißung hergestellt werden.8. The method according to claim 7, characterized in that: 3 the support (4) made of a super polyamide, polytetrafluoroethylene or the like. as a molded body in one operation, the carrier body (2) made of butadiene-acrylonitrile rubber, Fluoroelastomer rubber, ghloroprene rubber, etc. like, in a second step with only partial hot pressing and the uniform sealing body (2,4) by connecting the support (4) to the carrier body (2) in a third work step by vulcanization or Verühweißung can be produced. 9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflage (4) aus einem Superpolyamid, Polytetrafluorethylen ο. dgl. als Pormkörper in einem Arbeitsgang hergestellt, in einem zweiten Arbeitsgang nach chemischer Oberflächenbehandlung der anzuhaftenden Fläche, ζ. Β. mittels Plußsäure und darauffolgendem Aufträgen eines Haftmittels, z. B. Chemosil, Duresin o. dgl. in die Preßform für den Trägerkörper (2) eingelegt wird und in einem folgenden Arbeitsgang die vorzugsweise Raumtem-9. The method according to claim 7, characterized in that the support (4) made of a superpolyamide, polytetrafluoroethylene ο. Like. Manufactured as a Pormkörper in one operation, in a second operation after chemical Surface treatment of the surface to be adhered, ζ. Β. by means of plus acid and subsequent application of one Adhesive, e.g. B. Chemosil, Duresin o. The like. Is inserted into the mold for the support body (2) and in a subsequent work step, preferably room temperature B09807/0827B09807 / 0827 peratur aufweisende Preßmasse auf Butadien-Aerylmitril-Kautschuk, Fluorelastomer-Kautschuk, Chloroprene-Kautsch.uk o. dgl ο in die Form eingebracht und in dieser unter Verbindung des Tragkörpers (2) mit der Auflage (4) ausvulkanisiert wird.high temperature molding compound on butadiene-aerylmitril rubber, Fluoroelastomer rubber, chloroprene rubber o. the like o introduced into the mold and in this with connection of the support body (2) with the support (4) is fully vulcanized. S09807/0827S09807 / 0827
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