DE29709248U1 - Shaft seal - Google Patents
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Dr.Frhr.v. Uexküll, Dipl.-Chem. Telefon: (0711) 8145 55Dr.Frhr.v. Uexküll, Dipl.-Chem. Telephone: (0711) 8145 55
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23. Mai 199713781 SC-Jm
23 May 1997
R. 31699R.31699
ROBERT BOSCH GMBH, 70442 StuttgartROBERT BOSCH GMBH, 70442 Stuttgart
Die Erfindung betrifft eine Wellendichtung zum Abdichten einer durch eine Gehäusedurchführung geführten Welle, mit einer die Welle koaxial umgreifenden, und in einer Gehäuseausnehmung angeordneten Dichtungseinrichtung .The invention relates to a shaft seal for sealing a shaft guided through a housing passage, with a sealing device that coaxially surrounds the shaft and is arranged in a housing recess.
Stand der TechnikState of the art
Wellendichtungen zum Abdichten einer Welle in einem Gehäuse sind bekannt. Hierzu werden üblicherweise 0 Radial-Wellendichtringe eingesetzt, die an der Welle anliegen und in einer Gehäuseausnehmung, beispielsweise einer Nut, angeordnet sind. Werden derartige Wellendichtringe in Gehäusen eingesetzt, bei denen bei der Lagerung der Welle größere Toleranzen zulässig sind, erfahren die Wellendichtringe aufgrund von Winkelfehlern bei der Lagerung der Welle eine ungleichmäßige radiale Kraftbeaufschlagung. Durch dieses Verkanten der Welle zu der Dichtungseinrichtung wird die Dichtwirkung der Dichtungseinrichtung zum 0 Teil aufgehoben, so daß eine sichere Abdichtung der Gehäusedurchführung nicht gewährleistet ist.Shaft seals for sealing a shaft in a housing are known. Radial shaft seals are usually used for this purpose, which rest against the shaft and are arranged in a housing recess, for example a groove. If such shaft seals are used in housings in which larger tolerances are permitted for the shaft bearing, the shaft seals experience uneven radial force due to angular errors in the shaft bearing. This tilting of the shaft relative to the sealing device partially cancels out the sealing effect of the sealing device, so that reliable sealing of the housing feedthrough is not guaranteed.
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Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die erfindungsgemäße Wellendichtung mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen bietet dem gegenüber den Vorteil, daß auch bei unter einem Winkelfehler gelagerten Wellen eine sichere Abdichtung einer Gehäusedurchführung gewährleistet ist. Dadurch, daß ein Profil der Dichtungseinrichtung derart ausgebildet ist, daß bei einer ungleichmäßigen radialen Kraftbeaufschlagung über die axiale Länge der Dichtungseinrichtung ein axialer und radialer Anpreßdruck der Dichtungseinrichtung in der Gehäuseausnehmung und an der Welle aufrechterhalten wird, wird die Dichtwirkung aufrechterhalten, indem eine auftretende Entlastung der Dichtungseinrichtung durch einen Versatz oder Winkelfehler der abzudichtenden Welle kompensiert wird. Durch eine spezielle Formgestaltung der Dichtungseinrichtung wird der Aufbau einer Gegenkraft, mit der die Dichtungseinrichtung an der Welle 0 beziehungsweise an den Wandungen der Gehäuseausnehmung anliegt infolge einer ungleichmäßigen radialen Kraftbeaufschlagung begünstigt. Diese Gegenkraft gewährleistet ein sicheres Anpressen der Dichtungseinrichtung an den relevanten Dichtflächen.The shaft seal according to the invention with the features mentioned in claim 1 offers the advantage that a secure sealing of a housing passage is guaranteed even with shafts mounted at an angular error. Because a profile of the sealing device is designed in such a way that an axial and radial contact pressure of the sealing device in the housing recess and on the shaft is maintained in the event of an uneven radial force being applied over the axial length of the sealing device, the sealing effect is maintained by compensating for any relief of the sealing device caused by an offset or angular error of the shaft to be sealed. A special shape of the sealing device promotes the build-up of a counterforce with which the sealing device rests on the shaft 0 or on the walls of the housing recess as a result of an uneven radial force being applied. This counterforce ensures that the sealing device is pressed securely against the relevant sealing surfaces.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den in den Unteransprüchen genannten Merkmalen. Advantageous embodiments of the invention result from the features mentioned in the subclaims.
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Zeichnungdrawing
Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnung, die schematisch eine Schnittdarstellung durch eine in einer Gehäusedurchführung gelagerte Welle zeigt, näher erläutert .The invention is explained in more detail below in an embodiment using the accompanying drawing, which schematically shows a sectional view through a shaft mounted in a housing bushing.
Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment
In der Figur ist eine in einem Gehäuse 10 gelagerte Welle 12 dargestellt. Die Darstellung erfolgt lediglich ausschnittsweise im Bereich einer Lagerstelle 14. Die Lagerstelle weist einen Lagerring 16 auf, der in einer Ausnehmung 18 einer Durchgangsöffnung 20 des Gehäuses 16 angeordnet ist. Der Lagerring 16 bildet ein Gleitlager für die Welle 12. Der Lagerring 16 besitzt einen auf einer Kugelfläche verlaufenden Außenmantel, wobei die Ausnehmung 18 hierzu komplementär ausgebildet ist. Durch diese kugelförmige Ausbildung wird gewährleistet, daß ein Winkelfehler der Welle 12 ausgeglichen werden kann, das heißt, trotz einer in gewissen Toleranzbereichen "schrägen" Führung der Welle 12 zu der Durchgangsöffnung 20 ist eine Lagerung gewährleistet.The figure shows a shaft 12 mounted in a housing 10. The illustration is only a section of the area of a bearing point 14. The bearing point has a bearing ring 16 which is arranged in a recess 18 of a through hole 20 of the housing 16. The bearing ring 16 forms a plain bearing for the shaft 12. The bearing ring 16 has an outer shell running on a spherical surface, with the recess 18 being designed to complement this. This spherical design ensures that an angle error of the shaft 12 can be compensated, i.e., despite the shaft 12 being guided "slanted" to the through hole 20 within certain tolerance ranges, bearing is ensured.
Der Lagerstelle 14 ist eine Dichtungseinrichtung 22 zugeordnet, die in einer Gehäuseausnehmung 24 angeordnet ist. Die Dichtungseinrichtung 22 wird von 0 einem die Welle 12 koaxial umgreifenden Dichtungsring gebildet. An seiner der Welle 12 zugewandten Innenfläche besitzt die Dichtungseinrichtung 22 koaxialThe bearing point 14 is assigned a sealing device 22, which is arranged in a housing recess 24. The sealing device 22 is formed by a sealing ring that coaxially surrounds the shaft 12. On its inner surface facing the shaft 12, the sealing device 22 has coaxial
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umlaufende Dichtungswülste 26 mit verhältnismäßig geringer radialer Erstreckung. Die Gesamtdichtfläche zwischen der Dichtungseinrichtung 22 und der Welle 12 wird somit von der Anzahl der Dichtungswülste 26 - im gezeigten Beispiel drei - entsprechenden Teildichtflächen gebildet. Im Profil betrachtet, besitzt die Dichtungseinrichtung 22 jeweils um einen Winkel von 90° diagonal verlaufende Dichtungswülste 28, die jeweils von einem Freiraum 30 zwischen den Dichtungswulsten 28 begrenzt werden. Im Verhältnis zur radialen Erstreckung der Dichtungswülste 26 besitzen die Dichtungswülste 28 eine relativ große, hier diagonal verlaufende Höhe. Die Dichtungseinrichtung 22 stützt sich mit ihren Dichtungswulsten 28 einerseits an einem Grund 32 der Gehäuseausnehmung 24 und andererseits an einem in die Gehäuseausnehmung 24 eingelegten Stützring 34 sowie einem die Gehäuseausnehmung 24 verschließenden Lagerschild 36 ab.circumferential sealing beads 26 with a relatively small radial extension. The total sealing surface between the sealing device 22 and the shaft 12 is thus formed by the number of partial sealing surfaces corresponding to the number of sealing beads 26 - in the example shown, three. Viewed in profile, the sealing device 22 has sealing beads 28 that run diagonally at an angle of 90°, each of which is delimited by a free space 30 between the sealing beads 28. In relation to the radial extension of the sealing beads 26, the sealing beads 28 have a relatively large, here diagonal, height. The sealing device 22 is supported with its sealing beads 28 on the one hand on a base 32 of the housing recess 24 and on the other hand on a support ring 34 inserted into the housing recess 24 and a bearing plate 36 closing the housing recess 24.
Die dem Lagerschild 36 zugewandten Dichtungswülste 28 besitzen einen Freischnitt 38, so daß die Dichtungswülste 28 diagonal über die von dem Lagerschild 36 und dem Grund 32 gebildete Ecke anliegen und der sich ergebende Eckbereich von der Dichtungseinrichtung 22 nicht ausgefüllt ist.The sealing beads 28 facing the bearing plate 36 have a cutout 38 so that the sealing beads 28 lie diagonally across the corner formed by the bearing plate 36 and the base 32 and the resulting corner area is not filled by the sealing device 22.
Durch das gefundene Profil der Dichtungseinrichtung 22 wird gewährleistet, daß eine Abdichtung des relativ großen Dichtspaltes a sicher gewährleistet 0 ist. Selbst bei einem Winkelversatz der Welle 12 um einen hier angedeuteten Winkelfehler &agr; bleibt eine sichere Dichtwirkung aufrechterhalten. Durch einenThe profile of the sealing device 22 found ensures that sealing of the relatively large sealing gap a is guaranteed. Even with an angular offset of the shaft 12 by an angle error α indicated here, a reliable sealing effect is maintained.
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Versatz um den Winkel &agr; wird die Dichtungseinrichtung 22 über ihre axiale Länge betrachtet ungleichmäßig mit einer radialen Kraft beaufschlagt, so daß eine teilweise Entlastung der Dichtungseinrichtung 22 stattfindet. Aufgrund der Elastizität der Dichtungseinrichtung 22 baut sich in den Dichtungswülsten 28 eine Gegenkraft auf, so daß das Material der Dichtungseinrichtung 22 in den Dichtungswülsten 28 in die Freiräume 3 0 gedrängt wird. Je nach Auslenkung der Welle 12 um den Winkel &agr; werden entweder die lagerschildseitigen Dichtungswulste 28 oder die stützringseitigen Dichtungswulste 28 gestaucht. Ein jederzeit dichtes Anliegen der Dichtungseinrichtung 22 an dem Grund 24, dem Stützring 34 sowie dem Lagerschild 3 6 wird gewährleistet. Durch die Ausbildung der mit der Welle 12 in Kontakt stehenden Dichtungswülste 26 findet dort ebenfalls eine jederzeit dichte Führung der Welle statt.Offset by the angle α, the sealing device 22 is subjected to a radial force unevenly over its axial length, so that a partial relief of the sealing device 22 takes place. Due to the elasticity of the sealing device 22, a counterforce builds up in the sealing beads 28, so that the material of the sealing device 22 in the sealing beads 28 is forced into the free spaces 3 0 . Depending on the deflection of the shaft 12 by the angle α, either the sealing beads 28 on the bearing plate side or the sealing beads 28 on the support ring side are compressed. A tight fit of the sealing device 22 on the base 24, the support ring 34 and the bearing plate 3 6 is ensured at all times. Due to the formation of the sealing beads 26 in contact with the shaft 12, the shaft is also guided there in a tight manner at all times.
Die im Ausführungsbeispiel beschriebene Dichtungseinrichtung 22 kann beispielsweise für eine dichte Lagerung einer Welle 12 eingesetzt werden, bei der ein Differenzdruck beidseitig der Dichtungseinrichtung 22 von < 3 Bar abzudichten ist. Eine Winkelgeschwindigkeit der Welle 12 kann beispielsweise < 360°/s sein. Insgesamt ist eine einfache sichere Abdichtung der Welle 12, auch bei großen Lagertoleranzen möglich.The sealing device 22 described in the exemplary embodiment can be used, for example, for a sealed bearing of a shaft 12, in which a differential pressure of < 3 bar on both sides of the sealing device 22 is to be sealed. An angular speed of the shaft 12 can be, for example, < 360°/s. Overall, a simple, secure sealing of the shaft 12 is possible, even with large bearing tolerances.
Claims (5)
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