DE2918787C2 - Sealing ring - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Dichtungsring, vorzugsweise aus einem Elastomer oder einem Kunststoff, wie insbesondere eine Stangendichtung, eine Gleitringdichtung oder einen Wellendichtungsring, mit einem Gehäuse, vorzugsweise aus Metall, und einem zweischichtigen, aus einem harten und einem weichen Material bestehenden Überzug am Außenumfang des Gehäuses.The invention relates to a sealing ring, preferably made of an elastomer or a plastic, such as in particular a rod seal, a mechanical seal or a shaft seal ring, with a Housing, preferably made of metal, and a two-layer, one hard and one soft Material existing coating on the outer circumference of the housing.

Dichtungsringe, wie insbesondere Dichtringe für rotierende Wellen oder auf- und abgehende Stangen oder Gleitringdichtungen, bestehen üblicherweise aus Elastomeren oder Kunststoff und zur Verstärkung eingelagerten oder umhüllenden metallischen Versteifungsringen, vorzugsweise aus Stahl.Sealing rings, such as in particular sealing rings for rotating shafts or up and down rods or mechanical seals, usually made of elastomers or plastic and for reinforcement embedded or enveloping metallic stiffening rings, preferably made of steel.

Je nach Anwendungsfall werden dazu die geeigneten Elastomerwerkstoffe eingesetzt, und wenn die Dichtungsringe hohen thermischen und chemischen Belastungen ausgesetzt sind, werden als Elastomer vorzugsweise Fiuorelastomere oder aber auch Silikon- oder Polyurethanelastomere verwendet, deren Temperatur- und Chemikalienbeständigkeit bekanntermaßen besonders hoch ist.Depending on the application, the appropriate elastomer materials are used, and if the sealing rings exposed to high thermal and chemical loads are preferred as elastomers Fluoroelastomers or also silicone or polyurethane elastomers are used, the temperature of which and chemical resistance is known to be particularly high.

Insbesondere bei Verwendung der hochbelastbaren, aber teuren Fluorelastomere werden heute zur Verringerung der Rohstoffkosten vielfach derartige Ringe nur noch am Innenumfang aus den teuren Elastomeren hergestellt. Der weniger stark beanspruchte Haftteil am Außenumfang, der lediglich eine statische Abdichtung zur Aufnahmebohrung bewirken soll, besteht dann entweder aus einem preiswerteren und normalen Elastomer oder aus einem besonders stark aufzubringenden Dichtlacküberzug.In particular when using the heavy-duty, but expensive fluoroelastomers are nowadays to reduce the raw material costs often such rings only on the inner circumference from the expensive elastomers manufactured. The less stressed adhesive part on the outer circumference, which is only a static seal to cause the receiving hole, then consists either of a cheaper and normal Elastomer or from a particularly strong sealing lacquer coating.

Als Dichtlacke werden vorzugsweise Elastomere, beispielsweise auf der Basis von chlorsulfoniertem Polyäthylen, eingesetzt welches, damit eine gute statische Abdichtung unter Anpassung an die Dichtflächen gewährleistet wird, anschließend nur zu einerElastomers, for example based on chlorosulfonated, are preferably used as sealing varnishes Polyethylene, which is used, so that a good static seal while adapting to the sealing surfaces is guaranteed, then only to one

ίο relativ geringen Shore-Härte ausvulkanisiert isL Nach der DE-OS 19 57 051 werden zur Abdichtung in Pumpen mit besonders schwierigen Verhältnissen die äußeren Mantelflächen der Gleitringdichtungen zunächst zum besonderen Schutz mit einer harten und beständigen Grundschicht und einer darüberliegenden, relativ weichen Deckschicht zur Erleichterung der Montage und Verbesserung der Abdichtung versehen.ίο relatively low Shore hardness is fully vulcanized after DE-OS 19 57 051 are used for sealing in pumps with particularly difficult conditions outer jacket surfaces of the mechanical seals initially with a hard and for special protection resistant base layer and an overlying, relatively soft top layer to facilitate the Assemble and improve the seal.

Derartig weiche äußere Gummischichten habenHave such soft outer rubber layers

jedoch den Nachteil, daß sie bei Betriebsbeanspruchung in der Hitze klebrig werden und mit den Dichtflächen der Aufnahmebohrung verkleben. Ebenso kann die relativ weiche Gummischicht bei der Lagerung, dem Transport und vor allem während der Montage durch Einpressen der Ringe in die Aufnahmebohrung beschädigt oder sogar abgeschert und abgeschabt werden.however, the disadvantage that they become sticky when exposed to operation in the heat and with the sealing surfaces glue the mounting hole. Likewise, the relatively soft rubber layer during storage, the Damaged during transport and especially during assembly by pressing the rings into the mounting hole or even sheared and scraped off.

Zur Abhilfe werden daher diesen Dichtlacken schon Stoffe, wie beispielsweise Polytetrafluoräthylen, zugesetzt, die ihre Klebneigung herabsetzen. Solche Stoffe setzen jedoch die Elastizität der Lackschichten und somit ihre statische Abdichtung herab. Ebenso werden nach der US-PS 28 89 163 als Lacke thermo- oder duroplastische Kunstharze, wie beispielsweise Acryl-, Vinyl-, Phenol-, Melamin-, Epoxy- oder Alkydharze, eingesetzt Solche Lackschichten sind ausreichend fest und besitzen eine sehr gute Haftung zur Metallfläche, so daß sie weder kleben noch bei der Lagerung, dem Transport und bei der Montage beschädigt werden. Solche Schichten besitzen dann jedoch allenfalls nur noch eine sehr geringe Elastizität, so daß sie, damit ein fester Sitz zwischen Ring und Aufnahmebohrung zustande kommt, nur in sehr dünnen Schichten aufgetragen werden können. Diese Lacke füllen dann praktisch nur noch die Bearbeitungsriefen der Dichtflächen aus, so daß die statische Abdichtung praktisch durch einen Metall-zu-Metallkontakt zustande kommt. Insbesondere aber dann, wenn die Dichtringe in Leichtmetallgehäuse eingebaut werden sollen, entsteht bei den wechselnden Temperaturbeanspruchungen durch die unterschiedliche thermische Ausdehnung vonTo remedy this, substances such as polytetrafluoroethylene are already added to these sealing varnishes, which reduce their tendency to stick. However, such substances set the elasticity of the layers of paint and thus reducing their static sealing. Likewise, according to US-PS 28 89 163 as paints or thermo thermosetting synthetic resins, such as acrylic, vinyl, phenolic, melamine, epoxy or alkyd resins, Such lacquer layers are sufficiently strong and have very good adhesion to the metal surface, see above that they neither stick nor are damaged during storage, transport and assembly. However, such layers then only have a very low elasticity, so that they have a a tight fit between the ring and the mounting hole is achieved, only in very thin layers can be applied. These lacquers then practically only fill the machining grooves of the sealing surfaces so that the static seal is practically achieved through metal-to-metal contact. But especially when the sealing rings are to be installed in light metal housings with the changing temperature loads due to the different thermal expansion of

so Aluminiumgehäuse und stählernem Versteifungsring am Sitz ein Spalt, der aufgrund der fehlenden Elastizität der Kunstharzschichten von diesen nicht ausgefüllt wird. Der Dichtungsring ist dann nicht mehr in die Aufnahmebohrung eingepaßt, und eine statische Abdichtung ist nicht mehr gewährleistet.so there is a gap in the aluminum housing and steel stiffening ring on the seat, which is due to the lack of elasticity of the Synthetic resin layers are not filled by these. The sealing ring is then no longer in the Mounting hole fitted, and a static seal is no longer guaranteed.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Dichtring mit einem Gehäuse vorzugsweise aus Metall mit einem Dicklacküberzug der Fläche am Außenumfang und einer Dichtmanschette aus einem Elastomer oder Kunststoff am Innenumfang, wie insbesondere einen Wellendichtring, eine Stangendichtung oder eine Gleitringdichtung, zu schaffen, dessen Dichtlacküberzug sowohl eine ausreichende Festigkeit gegen Abrieb und Beschädigung bei der Lagerung, beim Transport und der Montage besitzt, und gleichzeitig ausreichend elastisch ist, so daß er insbesondere beim Einbau in Leichtmetallgehäuse durch thermische Ausdehnung entstandene Passungsunterschiede ausgleichenIt is therefore the object of the present invention to preferably consist of a sealing ring with a housing Metal with a thick lacquer coating of the surface on the outer circumference and a sealing collar made of one Elastomer or plastic on the inner circumference, such as in particular a shaft sealing ring, a rod seal or a mechanical seal, the sealing lacquer coating of which has both sufficient strength against abrasion and damage during storage, transport and assembly, and at the same time is sufficiently elastic so that it is due to thermal expansion, especially when installed in light metal housings compensate for any differences in fit

t>;' kann. Der Dichtlacküberzug soll gleichzeitig einfach und It kostensparend herstellbar sein.t>; ' can. The sealing lacquer coating should be simple and at the same time It can be produced cost-effectively.

ϊΐί Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einenϊΐί According to the invention, this task is achieved by a

jjiv Dichtungsring gelöst, dessen Gehäuse am Außenum-[Vi fang mit einer radial inneren elastischen Schicht und 6» einer darüberliegenden Deckschicht hoher.Festigkeit |S und geringer Klebneigung überzogen ist Die innere elastische Schicht setzt sich dabei bevorzugt aus einem Elastomer zusammen, während die darüberliegende Deckschicht bevorzugt aus einem thermo- oder duroplastischen Kunstharz, wie bevorzugt auf der Basis von Acryl-, Vinyl-, Phenol-, Melamin-, Epoxy- oder Alkydharz, besteht Im Prinzip kann aber auch die Deckschicht aus einem Elastomer bestehen, dem zur Erhöhung der Festigkeit und/oder zur Erniedrigung seiner Klebneigung Zusatzstoffe zugemischt sind. Die Dicke der inneren elastischen Schicht liegt dabei bevorzugt zwischen 0,03 und 0,50 mm und die der Deckschicht zwischen 0,01 und 0,20 mm. Der Dichtungsring dient bevorzugt als Wellendichtring zur Abdichtung rotierender Wellen in Aufnahmebohrungen aus Aluminium.jjiv sealing ring released, the housing on the outer circum- [Vi Start with a radially inner elastic layer and an overlying top layer of high strength | S and less tendency to stick is covered The inner The elastic layer is preferably composed of an elastomer, while the overlying one Cover layer preferably made of a thermoplastic or thermosetting synthetic resin, as is preferred on the basis of acrylic, vinyl, phenolic, melamine, epoxy or alkyd resin, but in principle it can also be Cover layer consist of an elastomer, which is used to increase the strength and / or to lower it additives are mixed in with its tendency to stick. The thickness of the inner elastic layer is thereby preferably between 0.03 and 0.50 mm and that of the top layer between 0.01 and 0.20 mm. The sealing ring is preferably used as a shaft sealing ring for sealing rotating shafts in receiving bores Aluminum.

Die erste elastische Dichtlackschicht wird in der gewünschten Stärke durch Aufsprühen eines beispielsweise in Methylethylketon gelösten Elastomers auf die Außenflächen des Versteifungsringes aufgetragen. Nach dem Abtrocknen der ersten Schicht wird darauf die Kunstharzlösung der Deckschicht aufgesprüht. Anschließend wird getrocknet und gegebenenfalls kurzfristig im Ofen ausgeheizt. Der Dichtlippenteil aus einem Elastomer kann entweder vor oder nach der Beschichtung am Innenumfang in gewohnter Weise anvulkanisiert sein. Vorteilhafterweise wird jedoch das Anformen und Anvulkanisieren nachträglich erfolgen, da durch das Ausheizen gleichzeitig Deckschicht und Dichtlippenteil ausgeheizt werden.The first elastic sealing lacquer layer is in the desired thickness by spraying, for example Elastomer dissolved in methyl ethyl ketone is applied to the outer surfaces of the stiffening ring. To After the first layer has dried, the synthetic resin solution of the top layer is sprayed onto it. Afterward is dried and, if necessary, briefly baked in the oven. The sealing lip part from one Elastomer can be vulcanized onto the inner circumference in the usual way either before or after coating be. Advantageously, however, the molding and vulcanization will take place subsequently, since the Bake out at the same time the top layer and the sealing lip part are baked out.

Durch die Erfindung ist somit ein Dichtungsring mit einem Gehäuse geschaffen, dessen Dichtlacküberzug am Außenumfang des Gehäuses sowohl elastischer ist als auch eine ausreichende Festigkeit besitzt. Die relativ dicke erste Schicht sorgt für eine elastische Einpassung des Dichtringes im Gehäuse, so daß sich gleichzeitig ein fester Sitz bei durch thermische Ausdehnung entstehende Durchmesserveränderungen von Stahlring und Aufnahmebohrung einstellt Die äußere Deckschicht aus vorzugsweise einem Kunstharz dient als Schutzschicht insbesondere gegen Abrieb und Beschädigungen bei der Lagerung, dem Transport und der Montage sowie zur Verhinderung des Verklebens mit dem Aufnahmegehäuse. The invention thus creates a sealing ring with a housing, the sealing lacquer coating of which on the outer circumference of the housing is both more elastic and has sufficient strength. The relative thick first layer ensures an elastic fit of the sealing ring in the housing, so that a tight fit in the case of changes in the diameter of the steel ring and caused by thermal expansion The outer cover layer, preferably made of a synthetic resin, serves as a protective layer especially against abrasion and damage during storage, transport and assembly as well as for Prevention of sticking to the housing.

Anhand der Abbildung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert:An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail with the aid of the figure:

Und zwar zeigt die Abbildung den Querschnitt durch einen erfindungsgemäß am Außenumfang beschichteten Wellendichtungsring. Der Wellendichtungsring 1 besitzt einen metallischen Verstärkungsring 2 und einen am !nnenumfang anvulkanisierten Dichtlippenteil 3 aus einem Fluorelastomer mit einem Metallfederring 4. Am Außenumfang ist direkt auf die Metallfläche des Versteifungsringes 2 eine erste Dichtlackschicht 5, bestehend aus chlorsulfoniertem Polyäthylen in einer Stärke von 0,14 mm, aufgetragen und darauf anschließend eine Deckschicht 6 aus Alkydharz in einer Stärke von 0,015 mm.The figure shows the cross section through a coated according to the invention on the outer circumference Shaft sealing ring. The shaft sealing ring 1 has a metallic reinforcing ring 2 and an am Inside circumference vulcanized sealing lip part 3 made of a fluoroelastomer with a metal spring washer 4. Am The outer circumference is a first layer of sealing lacquer 5 directly on the metal surface of the stiffening ring 2, Consists of chlorosulfonated polyethylene in a thickness of 0.14 mm, applied and then a cover layer 6 made of alkyd resin with a thickness of 0.015 mm.

Die Lackschichten zeigen nach der Montage durch Einpressen in eine entsprechende Aluminiumaufbohrung keine Beschädigungen. Gleichzeitig ist der Wellendichtring auch bei Temperaturen von 120⁰C im statischen Dichtheitstest am Außenumfang völlig dicht.The layers of paint show no damage after installation by being pressed into a corresponding aluminum drilled hole. At the same time the shaft sealing ring is completely sealed, even at temperatures of 120 ⁰ C in the static tightness test at the outer periphery.

Die Erfindung bezieht sich in erster Linie auf Dichtungsringe aus Elastomeren mit einem Metallgehäuse und einer Dichtlackschicht am Außenumfang zur statischen Abdichtung in Aufnahmebohrungen und insbesondere auf Wellendichtungen, Stangendichtungen oder Gleitringdichtungen. Die erfindungsgemäße Dichtlackbeschichtung kann jedoch auch bei ähnlichen Dichtringen, bei denen eine statische Abdichtung, insbesondere zu Aufnahmebohrungen aus Aluminium, erforderlich ist, angewendet werden.The invention relates primarily to sealing rings made of elastomers with a metal housing and a layer of sealing lacquer on the outer circumference for static sealing in mounting holes and especially on shaft seals, rod seals or mechanical seals. The sealing lacquer coating according to the invention can, however, also be used for similar sealing rings, where a static seal, in particular for mounting holes made of aluminum, is required.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (8)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Dichtungsring, vorzugsweise aus einem Elastomer oder einem Kunststoff, wie insbesondere eine Stangendichtung, eine Gleitringdichtung oder ein Wellendichtungsring, mit einem Gehäuse, vorzugsweise aus Metall, und einem zweischichtigen, aus einem harten und einem weichen Material bestehenden Oberzug am Außenumfang des Gehäuses, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberzug (5,6) aus einer radial inneren elastischen Schicht (5) und einer darüberliegenden Deckschicht (6) hoher Festigkeit und geringer Klebneigung besteht1. Sealing ring, preferably made of an elastomer or a plastic, such as in particular one Rod seal, a mechanical seal or a shaft seal ring, with a housing, preferably made of metal, and a two-layer, consisting of a hard and a soft material Upper cable on the outer circumference of the housing, characterized in that the upper cable (5,6) from a radially inner elastic layer (5) and an overlying cover layer (6) of high strength and low tendency to stick 2. Dichtungsring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innere elastische Schicht (5) aus einem Elastomer besteht2. Sealing ring according to claim 1, characterized in that the inner elastic layer (5) consists of an elastomer 3. Dichtungsring nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet daß die Deckschicht (6) aus einem thermo- oder duroplastischen Kunstharz besteht3. Sealing ring according to claims 1 and 2, characterized in that the cover layer (6) consists of a thermoplastic or thermosetting resin 4. Dichtungsring nach einem der Ansprüche 1 bis4. Sealing ring according to one of claims 1 to 3, dadurch gekennzeichnet daß die Dicke der inneren elastischen Schicht maximal 0,5 mm beträgt3, characterized in that the thickness of the inner elastic layer is a maximum of 0.5 mm 5. Dichtungsring nach einem der Ansprüche 1 bis5. Sealing ring according to one of claims 1 to 4, dadurch gekennzeichnet daß die Dicke der inneren Schicht (5) mindestens 0,03 mm beträgt4, characterized in that the thickness of the inner layer (5) is at least 0.03 mm 6. Dichtungsring nach einem der Ansprüche 1 bis6. Sealing ring according to one of claims 1 to 5, dadurch gekennzeichnet daß die Dicke der Deckschicht (6) maximal 0,20 mm beträgt5, characterized in that the thickness of the cover layer (6) is a maximum of 0.20 mm 7. Dichtungsring nach einem der Ansprüche 1 bis7. Sealing ring according to one of claims 1 to 6, dadurch gekennzeichnet daß die Dicke der Deckschicht (6) mindestens 0,01 mm beträgt.6, characterized in that the thickness of the cover layer (6) is at least 0.01 mm. 8. Verwendung des Dichtungsringes nach einem der Ansprüche 1 bis 7 als Wellendichtring zur Abdichtung rotierender Wellen in Aufnahmebohrungen aus Aluminium.8. Use of the sealing ring according to one of claims 1 to 7 as a shaft sealing ring for Sealing of rotating shafts in mounting holes made of aluminum.