DE3542498C2 - Annular sealing element made of polytetrafluoroethylene - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein ringförmiges Dichtungselement aus Polytetrafluoräthylen in einer aus der DE 32 33 573 A1 bekannten Ausbildung nach dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1.The invention relates to an annular sealing element made of polytetrafluoroethylene in one from DE 32 33 573 A1 known training according to the preamble of patent saying 1.

Bei derartigen Dichtungselementen sind die Außenbereiche zwischen Fassungen, Hülsen od. dgl. Teilen festgelegt oder mit einem einzigen gummiüberzogenen Hülsenteil vereinigt, während die Innenkante mit der Oberfläche einer Welle in Eingriff steht, die durch das Dichtungselement hindurch­ geht und dieses dadurch aus einer ebenflächigen Form in eine bogen- oder trompetenförmige Gestalt verformt.The outer areas of such sealing elements are between sockets, sleeves or the like. Specified or combined with a single rubber-coated sleeve part, while the inside edge with the surface of a wave in Engagement is that through the sealing element goes and this from a flat shape in deformed into an arch or trumpet shape.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Dichtungs­ element der angegebenen Art zu schaffen, bei dem auf der mit der Welle in Berührung stehenden Oberfläche ver­ besserte, die dynamische Dichtwirkung unterstützende Ober­ flächenausbildungen vorgesehen sind.The invention has for its object a seal to create element of the specified type, in which on the ver surface in contact with the shaft improved upper, supporting the dynamic sealing effect area training are provided.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Abstand der Oberflächenausbildungen im unverformten Zustand des Dichtelements nahe der Dichtungskante größer ist als fern von der Dichtungskante, wobei in einem ersten, an die Dichtungskante angrenzenden Bereich die Be­ abstandung konstant ist, in einem zweiten, von der Dichtungskante entfernten Bereich die Beabstandung konstant, jedoch kleiner als die Beabstandung im ersten Bereich ist und in einem dritten Bereich zwischen dem er­ sten und dem zweiten Bereich die Beabstandung von der des ersten Bereichs zu der des zweiten Bereichs überwechselt.This object is achieved according to the invention in that the distance of the surface formations in the undeformed Condition of the sealing element near the sealing edge is larger is considered to be far from the sealing edge, being in one the first area adjacent to the sealing edge is the Be distance is constant, in a second, from the  Seal edge removed area the spacing constant, but smaller than the spacing in the first Area is and in a third area between which he most and the second area the distance from that of the first area to that of the second area.

Vorzugsweise umfassen die Oberflächenausbildungen Schlitze in der Oberfläche des Polytetrafluoräthylens, die sich bei Verformung des Dichtungselements auf einer Welle als Nuten aufweiten.The surface formations preferably comprise slots in the surface of polytetrafluoroethylene, which is at Deformation of the sealing element on a shaft as grooves expand.

Die Oberflächenausbildungen können in weiterer Ausge­ staltung der Erfindung schraubenlinienförmige Schlitze oder Rippen oder Nuten umfassen.The surface formations can in further Ausge staltung the invention helical slots or comprise ribs or grooves.

Die Erfindung ist in der nachstehenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung, in deren einziger Figur ein Ausführungsbeispiel des Gegenstands der Erfindung in einem halben Querschnitt durch ein auf einer Welle angebrachtes Dichtungselement veranschaulicht ist, näher erläutert.The invention is described in the description below in Connection with the drawing, in its only figure Embodiment of the object of the invention in one half cross section through a mounted on a shaft Sealing element is illustrated, explained in more detail.

In der Zeichnung ist ein Dichtungselement 10 aus Poly­ tetrafluoräthylen (PTFE) gezeigt, wie es eine Welle 11 be­ rührt. Das Dichtungselement 10 ist ursprünglich als Ring in der Ebene 12 gefertigt, und sein Außendurchmesser (nicht gezeigt) ist in der Ebene 12 zwischen Elementen einer Metalleinfassung festgelegt oder mit einem einzigen, gummiüberzogenen Hülsen- oder Fassungs­ teil vereinigt. Beim Anbringen auf einer Welle 11 wird jedoch das Dichtungselement in die gezeigte Trompeten­ form mit entlang der Welle 11 gestrecktem Ringinnendurch­ messer 14 verformt.In the drawing, a sealing element 10 made of poly tetrafluoroethylene (PTFE) is shown as it touches a shaft 11 . The sealing element 10 is originally made as a ring in the plane 12 , and its outer diameter (not shown) is fixed in the plane 12 between elements of a metal frame or combined with a single, rubber-coated sleeve or socket part. When attaching to a shaft 11 , however, the sealing element is deformed into the trumpet shape shown with the inner ring diameter 14 stretched along the shaft 11 .

Auf der Oberfläche des Dichtungselements 10 sind hydro­ dynamische Oberflächenausbildungen 15 vorgesehen, die die dynamische Dichtwirkung des Dichtungselements 10 auf der Welle verbessern. Zahlreiche Gestaltungen solcher Oberflächenausbildungen, wie Rippen oder Nuten, sind bereits vorgeschlagen worden und können bei der erfin­ dungsgemäßen Ausgestaltung verwendet werden, jedoch um­ faßt die nach der Erfindung bevorzugte Oberflächenaus­ bildung schraubenlinienförmige Schlitze. Diese Schlitze werden in das PTFE-Element bei seiner Herstellung einge­ schnitten, wenn die schneidbearbeitete Fläche eben ist. Beim Anbringen der Schlitze wird kein Material entfernt.On the surface of the sealing element 10 , hydro-dynamic surface configurations 15 are provided, which improve the dynamic sealing effect of the sealing element 10 on the shaft. Numerous designs of such surface configurations, such as ribs or grooves, have already been proposed and can be used in the configuration according to the invention, but in order to summarize the preferred surface formation according to the invention, helical slots. These slots are cut into the PTFE element during its manufacture when the cut surface is flat. No material is removed when the slots are made.

Wenn jedoch das Dichtungselement 10 durch Anbringen auf der Welle 11 verformt wird, weiten sich die Schlitze auf und bilden effektiv Nuten, die als hydrodynamische Dich­ tungsausgestaltungen wirken. Bei dein dargestellten Aus­ führungsbeispiel sind vier schraubenlinienförmige Schlitze vorgesehen, da jedoch die Anzahl durch den Dichtungsdurch­ messer und den gewünschten Winkel zwischen dem Schlitz und dem innen- bzw. Dichtungsrand 16 bestimmt wird, ver­ steht sich, daß jede Anzahl schraubenlinienförmiger Schlitze, einschließlich nur eines einzigen Schlitzes, vorgesehen sein kann. Von Bedeutung im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist, daß man ausgehend von der Dichtungskante 16 in axialer Richtung entlang der Welle in zumindest einigen Umfangsbereichen der Dichtung auf eine Folge im wesentlichen paralleler Oberflächen­ ausbildungen trifft, die zur Innenkante 16 geneigt sind bzw. schräg verlaufen. Im Falle einer einzigen Schrauben­ linie würden die angetroffenen Oberflächenausbildungen die aufeinanderfolgenden Windungen der Schraubenlinie sein.However, when the sealing member 10 is deformed by attaching it to the shaft 11 , the slits widen and effectively form grooves that act as hydrodynamic device configurations. In your illustrated exemplary embodiment, four helical slots are provided, but since the number is determined by the seal diameter and the desired angle between the slot and the inner or sealing edge 16 , it is understood that any number of helical slots, including only one single slot, can be provided. It is important in connection with the present invention that, starting from the sealing edge 16 in the axial direction along the shaft, in at least some circumferential regions of the seal, one encounters a series of substantially parallel surfaces that are inclined or inclined to the inner edge 16 . In the case of a single screw line, the surface formations encountered would be the successive turns of the screw line.

Aus der Zeichnung ist ersichtlich, daß, wenn man von der Dichtungskante 16 fortgeht, die Teilung der Schrauben­ linie, genauer der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Schlitzen, zunächst im Bereich 20 konstant ist, in einem Übergangsbereich 21 fortschreitend kleiner wird und im Bereich 22 konstant und kleiner als die Beabstandung im Bereich 20 ist.From the drawing it can be seen that, if one leaves the sealing edge 16 , the pitch of the screw line, more precisely the distance between successive slots, is initially constant in area 20 , progressively smaller in a transition area 21 and constant and smaller in area 22 than the spacing is in area 20 .

Diese Veränderung in der Beabstandung aufeinanderfolgender Oberflächengestaltungen gewährleistet eine maximale hydrodynamische Pumpwirkung nahe der Dichtungskante sowie die Aufrechterhaltung eines Schmiermittelfilms am Punkt maximaler Beanspruchung im Übergangsbereich 21 und ver­ meidet ein Zusetzen der Schlitze im Bereich 22 durch Staub und Schmutz, da die erhöhte Anzahl von Schlitzen in diesem Bereich bedeutet, daß jeder Schlitz weniger weit geöffnet wird und eine herabgesetzte Pumpwirkung hat.This change in the spacing of successive surface configurations ensures maximum hydrodynamic pumping action near the sealing edge and the maintenance of a lubricant film at the point of maximum stress in the transition area 21 and prevents clogging of the slots in area 22 due to dust and dirt, since the increased number of slots in the latter Area means that each slot is opened less and has a reduced pumping effect.

Claims (4)

1. Ringförmiges Dichtungselement aus Polytetrafluoräthylen in einer oder für eine Dichtung für drehbewegte Teile mit die dynamische Dichtwirkung unterstützenden Oberflächenaus­ bildungen am radial innenliegenden und eine Gegenfläche für ein drehbewegtes Teil bildenden Bereich des Dichtungs­ elements, wobei die Oberflächenausbildungen (15) Umfangs­ bereiche aufweisen, in denen sie parallel zueinander mit einer Neigung zu einer Dichtungskante (16) verlaufen, da­ durch gekennzeichnet, daß der Abstand der Oberflächenaus­ bildungen im unverformten Zustand des Dichtungselements nahe der Dichtungskante (16) größer ist als fern von der Dichtungskante (16), wobei in einem ersten, an die Dichtungskante (16) angrenzenden Bereich (20) die Beab­ standung konstant ist, in einem zweiten, von der Dichtungskante (16) entfernten Bereich (22) die Beab­ standung konstant, jedoch kleiner als die Beabstandung im ersten Bereich ist und in einem dritten Bereich (21) zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich die Beab­ standung von der des ersten Bereichs zu der des zweiten Bereichs überwechselt. 1.An annular sealing element made of polytetrafluoroethylene in or for a seal for rotating parts with the dynamic sealing effect supporting surface formation on the radially inner surface and a counter surface for a rotating part forming area of the sealing element, the surface formations ( 15 ) having circumferential areas in which they run parallel to each other with an inclination to a sealing edge ( 16 ), characterized in that the distance between the surface formation in the undeformed state of the sealing element near the sealing edge ( 16 ) is greater than far from the sealing edge ( 16 ), in a first , the sealing edge ( 16 ) adjoining area ( 20 ) the spacing is constant, in a second area ( 22 ) distant from the sealing edge ( 16 ) the spacing is constant, but smaller than the spacing in the first area and in one third area ( 21 ) between the first and the second area changes the spacing from that of the first area to that of the second area. 2. Dichtungselement nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Oberflächenausbildungen (15) Schlitze in der Oberfläche des Polytetrafluoräthylens umfassen, die sich bei Verformung des Dichtungselements (10) auf einer Welle (11) als Nuten aufweiten.2. Sealing element according to claim 1, characterized in that the surface formations ( 15 ) comprise slots in the surface of the polytetrafluoroethylene, which expand when the sealing element ( 10 ) is deformed on a shaft ( 11 ) as grooves. 3. Dichtungselement nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Oberflächenausbildungen (15) schraubenlinienförmige Schlitze umfassen. 3. Sealing element according to claim 2, characterized in that the surface formations ( 15 ) comprise helical slots. 4. Dichtungselement nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Oberflächenausbildungen (15) Rippen oder Nuten umfassen.4. Sealing element according to claim 1, characterized in that the surface formations ( 15 ) comprise ribs or grooves.