DE3641682A1

DE3641682A1 - Seal for a ball screw

Info

Publication number: DE3641682A1
Application number: DE19863641682
Authority: DE
Inventors: Gerhard Braune; Gerhard Kreiselmeier; Kilian Zettelmeier
Original assignee: FAG Kugelfischer Georg Schaefer KGaA; Kugelfischer Georg Schaefer and Co
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1986-12-08
Filing date: 1986-12-08
Publication date: 1988-06-16

Abstract

To ensure that the seal for a ball screw remains effective under the particularly unfavourable operating conditions which occur in aircraft, an outer group of sealing rings (6, 12) is composed of material resistant to hydraulic oil and an inner sealing ring (14) is composed of material resistant to lubricant, and, in addition, free spaces (7, 13, 21), stripper edges (8, 18) and pumping surfaces (9, 19) are provided. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a seal the preamble of claim 1.

Eine Dichtung der angegebenen Art ist aus der US-PS 27 57 548 bekannt. Die darin gezeigte Dich tung besteht aus mehreren Dichtringen mit unter schiedlichem Aufbau und aus verschiedenen Werk stoffen. Trotz der guten Anpassung der inneren Dichtlippen an die Gewindespindel ergibt sich aber keine ausreichende Dichtung bei der Anwendung zur Verstellung von Landeklappen in Flugzeugen. Die Dichtung muß dabei nämlich sowohl das Eis auf der Spindel entfernen als auch gegen bestimmte, von außen kommende Medien wie Hydrauliköl beständig sein. Dabei ergibt sich aber das weitere Problem, daß die hierfür geeigneten Dichtungswerkstoffe nicht für die Schmiermittel, die im Kugelgewinde trieb verwendet werden, resistent sind. Weiterhin müssen trotz hoher Temperaturschwankungen von ca. -55°C bis +85°C die Dichtungen funktionsfähig bleiben.A seal of the specified type is from the US-PS 27 57 548 known. The one shown in you tion consists of several sealing rings with under different structure and from different works fabrics. Despite the good adjustment of the inner Sealing lips on the threaded spindle result insufficient seal when used for Adjustment of flaps in aircraft. The The seal must be both the ice on the Remove spindle as well against certain, of external media such as hydraulic oil resistant be. But there is the further problem that the suitable sealing materials not for the lubricants in the ball screw are used, are resistant. Farther despite high temperature fluctuations of approx. -55 ° C to + 85 ° C the seals are functional stay.

Es ergibt sich daher die Aufgabe eine Dichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 für die Anwendung in Flugzeugen so weiter zu verbessern, daß sie auch bei den dort auftretenden besonderen Betriebsverhältnissen funktionsfähig bleibt.The task of a seal therefore arises according to the preamble of claim 1 for the To further improve application in aircraft that they also with the special occurring there Operating conditions remains functional.

Die Aufgabe wird durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Die Ansprüche 2 bis 5 enthalten weitere Ausgestaltungen. The task is done by the characteristic part of claim 1 solved. Claims 2 to 5 contain further refinements.

Dadurch daß der der Vordichtung benachbarte Dicht ring aus einem Material besteht, das bezüglich Hydrauliköl beständig ist, werden die Dichtlippen nicht zerstört. Durch die spezielle Gestaltung wird verhindert, daß das Hydrauliköl zum inneren Dichtring gelangt. Letzterer besteht aus einem Material, das gegen Schmiermittel beständig ist und bewirkt somit unterstützt durch die spezielle Gestaltung der Dichtlippen eine sehr gute Abdich tung gegen das Austreten von Schmiermittel. Die speziellen Gestaltungen der Dichtlippen bestehen aus am Umfang verteilten Freiräumen, in denen das eventuell eingedrungene Medium nach Entfernung von der Spindel durch Abstreifkanten über schräge Förderflächen zur Zwischenlagerung gesammelt wird. Nach Umkehr der Dreh- und Bewegungsrichtung wird der größte Teil dieses angesammelten Mediums wieder herausgefördert. Dies erfolgt beim äußeren Dichtring nach außen. Dabei handelt es sich um Eis, Hydrauliköl und sonstigen Schmutz. Der innere Dichtring fördert das Schmiermittel wieder in die Spindel zurück, weswegen die speziellen Gestal tungsmerkmale gegenüber dem äußeren Dichtring spiegelbildlich angeordnet sind. Damit alle Dichtringe im Bereich der Dichtlippen auch bei extremen Temperaturschwankungen funktionieren, sind sie mit radialem Spiel im Gehäuse eingebaut. Da durch ist eine bessere Anpassung an Form und Lage änderungen der Spindel möglich.Because the seal adjacent to the pre-seal ring is made of a material related to Hydraulic oil is resistant, the sealing lips not destroyed. Due to the special design prevents the hydraulic oil from getting inside Sealing ring arrives. The latter consists of one Material that is resistant to lubricants and thus supports the special Design of the sealing lips a very good seal against lubricant leakage. The special designs of the sealing lips exist from open spaces distributed around the perimeter, in which the any medium that has penetrated after removal of the spindle through scraper edges over oblique Funding areas for intermediate storage is collected. After reversing the direction of rotation and movement most of this accumulated medium promoted out again. This is done on the outside Sealing ring to the outside. It refers to Ice, hydraulic oil and other dirt. The inner one Sealing ring feeds the lubricant back into the Spindle back, which is why the special shape features compared to the outer sealing ring are arranged in mirror image. So everyone Sealing rings in the area of the sealing lips also at extreme temperature fluctuations are working they are installed with radial play in the housing. There through is a better adaptation to shape and location Changes to the spindle possible.

Nach einer bevorzugten Ausführung sind die Dicht ringe bzw. Dichtringgruppen zumindest teilweise in L-förmigen Blechringen eingegossen. Dadurch wird ihre Stabilität erhöht und es ergeben sich leichter einbaubare Baueinheiten. According to a preferred embodiment, the seals are rings or sealing ring groups at least partially in Cast L-shaped sheet metal rings. This will their stability increases and it is easier to surrender built-in units.

Damit das Eis noch besser von der Vordichtung aus chemisch beständigem Metall von der Spindel abgge schabt wird, befinden sich auf einem Teil der Außenfläche Zähne, wobei deren asymmetrische Spitzen mit scharfer Kante gegen die mit Eis ver sehene Spindel vorstehen, wenn diese in das Ge häuse hineingedreht wird.So that the ice is even better from the pre-seal chemically resistant metal from the spindle scrapes are on part of the External surface teeth, being asymmetrical Tips with a sharp edge against ver with ice protruding spindle, if this in the Ge is screwed in.

Um die Dichtwirkung sowohl von außen nach innen als auch von innen nach außen noch zu verstärken, können an Dichtringabschnitten oder an einem Dichtring aus einer Gruppe im Dichtlippenbereich auf einer Seite Flächen vorgesehen werden, die senkrecht auf der Spindelachse stehen, während sie auf der anderen Seite so schräg geneigt sind, daß sich eine Verjüngung im Dichtlippenbereich ergibt. Die geraden Flächen verbessern dabei den Abstreif effekt, während die Abschrägungen die Dichtlippen elastischer und damit anpassungsfähiger machen.To the sealing effect both from the outside in as well as reinforcing from the inside out can on sealing ring sections or on a Sealing ring from a group in the sealing lip area areas are provided on one side which stand perpendicular to the spindle axis while they are are so inclined on the other side that there is a taper in the sealing lip area. The straight surfaces improve the wiping effect while the bevels the sealing lips make it more elastic and therefore more adaptable.

Die Erfindung wird an Hand von zwei Beispielen näher erläutert, wobei die Figuren Teilquerschnit te durch einen Kugelgewindetrieb im Dichtungsbe reich zeigen.The invention is illustrated by two examples explained in more detail, the figures being partial cross-section through a ball screw drive in the seal area show rich.

Gemäß der Fig. 1 ist zwischen der Spindel 1 und dem Gehäuse 2 die Dichtung 3 angeordnet. Letztere umfaßt die Vordichtung 4 aus Metall, die der Spin del 1 mit geringem Spalt 5 gegenübersteht und so zusammen mit den an ihr angebrachten Zähnen 4′ zum Aufreißen und Abhalten des auf der Spindel 1 abge lagerten Eises dient. Um das Aufreißen zu begün stigen, sind die asymmetrischen Zähne 4′, wie der Ausschnitt A zeigt, mit möglichst scharfen Kanten 4′′ gegen die mit Eis versehene, sich bewegende Spindel 1 gerichtet. According to the Fig. 1 is arranged between the seal 3 of the spindle 1 and the housing 2. The latter includes the pre-seal 4 made of metal, which faces the spin del 1 with a small gap 5 and thus, together with the teeth 4 ' attached to it, serves to tear open and hold the ice stored on the spindle 1 . To begin tearing open, the asymmetrical teeth 4 ' , as the section A shows, with the sharpest possible edges 4''directed against the ice-provided, moving spindle 1 .

An die Vordichtung 4 schließt sich zunächst ein Dichtring 6 an, der mit einem großen Freiraum 7 versehen ist. Im Lippenbereich dieses Dichtrings 6 sind am Umfang verteilte Abstreifkanten 8 mit anschließend zum Freiraum 7 schräg geneigten Förderflächen 9 vorgesehen. Um eine gewisse ra diale Vorspannung des Dichtrings 6 zu erzeugen, ist noch eine umlaufende Schraubenfeder 10 in einer Nut 11 vorgesehen. Der Dichtring 6 besteht aus einem Material, das gegen Hydrauliköl beständig ist.A sealing ring 6 , which is provided with a large free space 7 , adjoins the pre-seal 4 . In the lip area of this sealing ring 6 , wiping edges 8 distributed on the circumference are provided with conveying surfaces 9 which are inclined towards the free space 7 . In order to generate a certain ra diale bias of the sealing ring 6 , a circumferential coil spring 10 is provided in a groove 11 . The sealing ring 6 is made of a material that is resistant to hydraulic oil.

Das gleiche gilt für den anschließenden Dichtring 12, der die Dichtung weiter verbessern soll. Letz terer besitzt ebenfalls einen Freiraum 13, der kleiner sein kann als der Freiraum 7. Die ebene Fläche 12 ist auf der Außenseite angeordnet und die schräge Fläche 12′′ auf der Innenseite. Die insbesondere durch das letzte Merkmal erzeugte Verjüngung des Dichtrings ergibt eine elastische und damit besser anliegende Dichtlippe 12′′′.The same applies to the subsequent sealing ring 12 , which is intended to further improve the seal. The latter also has a free space 13 , which can be smaller than the free space 7 . The flat surface 12 is arranged on the outside and the inclined surface 12 '' on the inside. The taper of the sealing ring produced in particular by the last feature results in an elastic and thus better fitting sealing lip 12 ''' .

Die innere Dichtung kann den gleichen Aufbau besitzen, wie die oben beschriebene. Dabei müssen alle Merkmale nur spiegelbildlich umgekehrt wer den. Bei den Beispiel nach der Figur findet aber ein anderer Dichtring 14 Verwendung. Dieser ist einteilig und wird im Bereich des Gehäuses 2 mit einem eingegossenen L-förmigen Verstärkungsring 15 versehen. Der Dichtring 14 besitzt einen ersten mit Schraubenfeder 16 beaufschlagten Dichtteil 17, der Abstreifkanten 18 und schräge Förderflächen 19 umfaßt, und einen zweiten Dichtteil 20 mit der geraden Fläche 20′ und der schrägen Fläche 20′′. Die Funktionsabschnitte sind hier jeweils so gerich tet, daß ein Durchlassen von Schmiermitteln nach außen möglichst verhindert wird. Zwischen den beiden Dichtteilen 16 und 20 befindet sich der Freiraum 21.The inner seal can have the same structure as that described above. All features only have to be reversed who is the opposite. In the example according to the figure, however, another sealing ring 14 is used. This is in one piece and is provided in the area of the housing 2 with a cast-in L-shaped reinforcing ring 15 . The sealing ring 14 has a first with helical spring 16 sealing part 17 , the wiping edges 18 and inclined conveying surfaces 19 , and a second sealing part 20 with the straight surface 20 ' and the inclined surface 20'' . The functional sections here are each directed so that the passage of lubricants to the outside is prevented as far as possible. The free space 21 is located between the two sealing parts 16 and 20 .

Damit trotz der hohen Temperaturschwankungen eine bessere Anpassung an die Spindel 1 möglich ist, sind alle Dichtungen gegenüber dem Gehäuse 2 mit einem radialen Spalt 22 versehen, wobei hier noch ein elastischer Ring 23 dazwischen geschaltet ist. Alle Dichtringe müssen im übrigen noch mit Ver drehsicherungen versehen sein.So that a better adaptation to the spindle 1 is possible despite the high temperature fluctuations, all seals are provided with a radial gap 22 with respect to the housing 2 , an elastic ring 23 being interposed here. All sealing rings must also be provided with anti-rotation locks.

Die Fig. 2 zeigt eine leicht handhabbare und einbaubare Einheit einer Dichtung. Die Vordichtung 25 besitzt hier deshalb im Teilquerschnitt eine L-förmige Gestalt. Dabei werden alle Dichtringe 26 in der Bohrungsfläche 25′′ des radialen Schenkels 25′ radial mit kleinem Spalt 29 umfaßt. Die Be festigung im Gehäuse 2 erfolgt über einen umge bogenen Halteabschnitt 27, der in eine Nut 28 des Gehäuses 2 eingeschnappt ist. Fig. 2 shows an easily manageable and installable unit of a seal. The pre-seal 25 therefore has an L-shaped shape in partial cross section. All sealing rings 26 in the bore surface 25 '' of the radial leg 25 'are encompassed radially with a small gap 29 . Be fastening in the housing 2 takes place via a bent holding portion 27 which is snapped into a groove 28 of the housing 2 .

Claims

1. Dichtung für einen Kugelgewindetrieb bestehend aus mehreren am Gehäuse drehfest angeordneten Dichtungen aus verschiedenem Material und einer metallischen Vordichtung, die der Gewin despindel mit sehr kleinem Spalt gegenübersteht oder an ihr anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dichtring oder eine Gruppe von Dicht ringen (6, 12) im der Vordichtung (4) benach barten Bereich aus Material besteht, das bezüg lich von außen kommender Medien, wie Hydraulik öl beständig ist, während ein innerer Dichtring (14) oder eine Gruppe von Dichtringen aus einem Material besteht, das gegen Schmiermittel beständig ist, wobei die Dichtringe (6, 12, 14) zur Spindel (1) hin am Umfang verteilte Frei räume (7, 13, 21) besitzen, die inneren Be grenzungsflächen abschnittsweise als schräg geneigte Abstreifkanten (8, 18) sowie zu den Freiräumen (7, 13, 21) hin gerichtete Förder flächen (9, 19) ausgebildet sind und die Dichtringe (6, 12, 14) mit radialem Spiel (22) im Gehäuse (2) eingebaut sind.1.Gasket for a ball screw consisting of several seals arranged on the housing in a rotationally fixed manner made of different material and a metallic pre-seal which faces the threaded spindle with a very small gap or bears against it, characterized in that a sealing ring or a group of sealing rings ( 6 , 12 ) in the pre-seal ( 4 ) adjacent area consists of material that is resistant to external media, such as hydraulic oil, while an inner sealing ring ( 14 ) or a group of sealing rings consists of a material that is resistant to lubricants is stable, the sealing rings ( 6, 12, 14 ) to the spindle ( 1 ) on the circumference distributed free spaces ( 7, 13, 21 ), the inner Be boundary surfaces in sections as inclined scraper edges ( 8, 18 ) and to Clearances ( 7, 13, 21 ) directed conveying surfaces ( 9, 19 ) are formed and the sealing rings ( 6, 12, 14 ) with radial play ( 22 ) in the housing ( 2 ) are built.

2. Dichtungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vordichtung (4) außen mit Zähnen (4′) versehen ist, wobei die asymme trischen Spitzen so angeordnet sind, daß sie gegen die mit Eis versehene, sich nach innen bewegende Spindeloberfläche mit möglichst scharfen Kanten (4′′) vorstehen. 2. Seals according to claim 1, characterized in that the pre-seal ( 4 ) is provided on the outside with teeth ( 4 ' ), the asymmetrical tips being arranged such that they are against the ice-provided, inwardly moving spindle surface with as much as possible protrude sharp edges ( 4 ′ ′ ).

3. Dichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß Dichtringabschnitte (20) oder ein Dichtring (12) aus einer Gruppe von Dicht ringen in Dichtlippenbereich auf einer Seite Flächen (12′; 20′) besitzen, die senkrecht auf der Spindelachse stehen und auf der anderen Seite Flächen (12′′, 20′′) haben, die schräg geneigt sind, wobei bei den Dichtungen (6, 12), die gegen Medien von außen beständig sind, die ebene Fläche (12′) bevorzugt außen und bei den Dichtungen (14), die gegen Schmiermittel be ständig sind, bevorzugt innen angeordnet sind und die schrägen Flächen (12′′; 20′′) so geneigt sind, daß sich eine Verjüngung im Dichtlippen bereich ergibt.3. Seal according to claim 1 or 2, characterized in that sealing ring sections ( 20 ) or a sealing ring ( 12 ) from a group of sealing rings in the sealing lip area on one side have surfaces ( 12 ';20' ) which are perpendicular to the spindle axis stand and on the other side have surfaces ( 12 '', 20 '' ) that are inclined, with the seals ( 6, 12 ), which are resistant to media from the outside, the flat surface ( 12 ' ) preferably outside and in the seals ( 14 ), which are constantly against lubricant, are preferably arranged inside and the inclined surfaces ( 12 ''; 20 '' ) are inclined so that there is a taper in the sealing lip area.

4. Dichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtringe (14) bzw. Dichtringgruppen zumindest teilweise in im Teilquerschnitt L-förmigen Verstärkungsringen (15) eingegossen sind.4. Seal according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the sealing rings ( 14 ) or sealing ring groups are at least partially cast in reinforcing rings ( 15 ) in the partial cross-section.

5. Dichtung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichtung (25) im Teilquerschnitt L-förmig ausgebildet ist, wobei ihr axialer Schenkel (25′) alle Dichtringe (26) oder Gruppen von Dichtringen mit seiner Boh rungsfläche (25′′) umgibt und wobei am Ende des axialen Schenkels ein nach außen, um mehr als 90° umgebogener Halteabschnitt (27) vorgesehen ist, der in eine Nut (28) des Gehäuses (2) eingeschnappt ist.5. Seal according to claim 1, 2, 3 or 4, characterized in that the compression ( 25 ) is L-shaped in partial cross section, with its axial leg ( 25 ' ) all sealing rings ( 26 ) or groups of sealing rings with its Boh tion surface ( 25 '' ) and at the end of the axial leg an outwardly bent by more than 90 ° holding portion ( 27 ) is provided, which is snapped into a groove ( 28 ) of the housing ( 2 ).