DE3814695A1 - Cup packing with an inserted metallic support ring - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Manschettendichtung mit einge legtem metallischen Stützring. Derartige Dichtungen sind beispielsweise aus der DE-OS 26 29 654 (s. dort beispiels weise Fig. 1b mit zugehöriger Beschreibung) oder aus der DE-PS 29 19 535 bekannt.The invention relates to a sleeve seal with inserted metallic support ring. Such seals are known for example from DE-OS 26 29 654 (see example Fig. 1b there with the associated description) or from DE-PS 29 19 535.
Nachteilig bei derartigen Manschettendichtungen (insbeson dere wenn die Stützringe einen platzsparenden, quadrati schen Querschnitt besitzen) ist es, daß die Dichtungen re lativ wenig elastisch sind. Nähere Einzelheiten hierzu werden z.B. in der DE-OS 26 29 654 auf Seite 7 im Zusam menhang mit Fig. 1b beschrieben. Aufgrund der mangelnden Elastizität der bekannten Dichtungen müssen sowohl die zu dichtenden Flächen als auch die Schutzkappen selber sehr genau toleriert sein. Gehört beispielsweise die zu dich tende Fläche zu einem Gehäuse, so muß sowohl der Gehäuse sitz als auch die Schutzkappe an ihrem diesem Sitz zugehö rigen Dichtbereich hinsichtlich ihres Durchmessers sowie auch hinsichtlich der Härtetoleranz des elastischen Mate rials recht eng toleriert sein. Dies erschwert die Her stellung von Gehäuse und Schutzkappe und es kann bereits bei geringfügigen Abweichungen von den vorgegebenen genau en Toleranzen zu Problemen bei der Montage (zu hoher Wi derstand beim Aufschieben auf den Sitz und Herabrutschen nach einer gewissen Zeit) kommen. A disadvantage of such sleeve seals (in particular if the support rings have a space-saving, quadrati's cross-section) is that the seals are relatively little elastic. Further details are described for example in DE-OS 26 29 654 on page 7 in connection with Fig. 1b. Due to the lack of elasticity of the known seals, both the surfaces to be sealed and the protective caps themselves must be tolerated very precisely. For example, if the surface to you belongs to a housing, both the housing seat and the protective cap on its sealing area belonging to this seat must be tolerated quite closely with regard to their diameter and also with regard to the hardness tolerance of the elastic material. This complicates the manufacture of the housing and protective cap, and even slight deviations from the specified exact tolerances can lead to problems during assembly (excessive resistance when sliding onto the seat and sliding down after a certain time).
Aus der US-PS 39 98 466 (s. dort Fig. 5 mit zugehöriger Beschreibung in Sp. 1) ist es bekannt, einen ringförmigen Stützring außen in Höhe der abzudichtenden Fläche über die Manschette zu legen. Dieser aufgeschnittene Stützring soll das Herabfallen der Manschette von der Dichtfläche verhin dern. Abgesehen davon, daß die Verwendung des bekannten Stützringes nur eine radial nach innen gerichtete Kraft auszuüben vermag, bestehen gegen eine derartige Ausgestal tung des Stützringes auch aus anderen Gründen Bedenken. Da der Stützring nur locker aufliegt, kann er bei vielfacher Betätigung und schüttelnder Bewegung des zu dichtenden Teils verhältnismäßig leicht herunterfallen. Auch kann ein derartier Ring bei der Montage leicht vergessen werden.From US-PS 39 98 466 (see FIG. 5 with the related description in column 1) it is known to place an annular support ring on the outside at the level of the surface to be sealed over the sleeve. This cut support ring is intended to prevent the cuff from falling from the sealing surface. Apart from the fact that the use of the known support ring can only exert a radially inward force, there are concerns against such a configuration of the support ring for other reasons. Since the support ring lies only loosely, it can fall down relatively easily with repeated actuation and shaking movement of the part to be sealed. Such a ring can easily be forgotten during assembly.
Aus der US-PS 33 22 445 (s. dort Fig. 6 mit zugehöriger Beschreibung) ist ein in sich geschlossener Stützring be kannt geworden, welcher die Manschette von außen umgreift. Dieser Stützring, der zur Dichtung von Dauerschmierungen dient, besitzt eine Reihe im wesentlichen in radialer Richtung weisende Ansätze, welche in Form von Widerhaken eine Demontage der Dichtung verhindern, gleichzeitig aber auch den Verlust überschüssigen Dichtmaterials zulassen. Diese Dichtung ist daher nur für bestimmte Zwecke geeignet und vermag beispielsweise nicht zur Abdichtung von Kolben gegenüber Zylindern zu dienen. Im übrigen haften dieser bekannten Dichtung, unabhängig von der gewählten Form ei nes Teils des Stützrings, die im Zusammenhang mit dem vor genannten Stand der Technik beschriebenen Nachteile an.From the US-PS 33 22 445 (see FIG. 6 with the related description) a self-contained support ring has become known, which engages around the cuff from the outside. This support ring, which is used to seal permanent lubrication, has a series of essentially radial-facing lugs, which in the form of barbs prevent dismantling of the seal, but at the same time also allow the loss of excess sealing material. This seal is therefore only suitable for certain purposes and, for example, cannot be used to seal pistons against cylinders. Moreover, this known seal, regardless of the shape chosen egg nes part of the support ring, the disadvantages described in connection with the aforementioned prior art.
Die Erfindung geht daher aus von einer Manschettendichtung der sich aus dem Oberbegriff des Hauptanspruchs ergebenden Gattung und hat sich zur Aufgabe gestellt, eine derartige Dichtung in ihrem elastischen Verhalten zu verbessern. The invention is therefore based on a sleeve seal that resulting from the preamble of the main claim Genus and has set itself the task of such To improve seal in its elastic behavior.
Die Aufgabe wird durch die aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs sich ergebende Merkmalskombination ge löst. Die Erfindung besteht also im Prinzip darin, zwar einen Stützring aus Metall beizubehalten, diesen aber über seinen gesamten Umfang in Umfangsrichtung elastisch auszu gestalten. Durch diese Maßnahme werden die Vorteile der möglichen größeren Steifigkeit des Stützrings und der Dichtfähigkeit des umgebenden Elastomers in optimaler Wei se vereinigt, so daß die gewünschten Eigenschaften auch bei nur kleinem Bauvolumen erreicht werden können.The task is performed by the from the characteristic part of the main claim resulting combination of features solves. In principle, the invention therefore consists in to maintain a support ring made of metal, but this over to stretch its entire circumference in the circumferential direction shape. Through this measure, the advantages of possible greater rigidity of the support ring and the Sealability of the surrounding elastomer in optimal white se united so that the desired properties too can be achieved with only a small construction volume.
Dabei empfiehlt es sich in Weiterbildung der Erfindung, den Stützring als eine in sich geschlossene Spiralfeder aufzubauen. Dabei muß es sich nicht unbedingt um eine Kreisspirale handeln, sondern der Stützring kann auch im wesentlichen wendelförmig aufgebaut sein, d.h. zick-zack-förmig und unterhalb der Umfangsfläche des be treffenden Abschnitts verlaufen.In a further development of the invention, it is recommended the support ring as a self-contained spiral spring build up. It doesn't necessarily have to be one Act circular spiral, but the support ring can also in the be essentially helical, i.e. zigzag and below the circumferential surface of the be section.
Aus herstellungstechnischen Gründen, aber auch für den Fall, daß der betreffende Abschnitt an einer Nut mit im wesentlichen halbkreisförmigem Durchmesser angreifen soll, empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung eine Merk malskombination nach Anspruch 3. Der Vorteil liegt hierbei insbesondere darin, daß die in den Abschnitt einzuformende Spiralfeder durch eine entsprechende kreisförmige Nut in nerhalb der Gußform sicher eingelegt werden kann, so daß diese während des Gußvorgangs hervorragend zentriert bleibt. Je tiefer man die Nut in der Form wählt, umso si cherer ist die Zentrierung für die Spiralfeder, so daß sich hierbei eine Ausgestaltung nach Anspruch 5 empfiehlt. For manufacturing reasons, but also for the Case that the relevant section on a groove with in to attack a substantial semicircular diameter, In a further development of the invention, a note is recommended Painting combination according to claim 3. The advantage is here especially in that the one to be molded into the section Coil spring through a corresponding circular groove in can be safely inserted within the mold, so that these are excellently centered during the casting process remains. The deeper you choose the groove in the shape, the more you cherer is the centering for the coil spring, so that an embodiment according to claim 5 is recommended here.
Um die notwendige Steifigkeit für den spiralförmigen Stützring zu erzielen und um eine gute Durchdringung der Spiralfeder durch die Gießmasse zu garantieren, empfiehlt sich eine Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 6. Hierdurch weicht man von den üblichen "Wurmfedern" ab, da diese Drahtfedern regelmäßig sehr eng gewickelt sind und eine kleine Federkonstante haben. Damit wird auch die re lativ geringe Andrückkraft heraufgesetzt, die man bei ei ner normalen "Wurmfeder" erhalten würde. Man erhält hier durch höhere Anpreßkräfte und der Freiraum zwischen den Windungen läßt sich leichter mit der elastischen Grundmas se (Gummi oder Kunststoff) ausfüllen. Das Eingießen des Stützrings innerhalb der Gummimasse bewirkt darüberhinaus noch einen sehr guten Schutz vor möglicher Korrosion und Kerbverletzungen.To the necessary rigidity for the spiral To achieve support ring and to ensure good penetration of the We recommend guaranteeing a spiral spring through the casting compound an embodiment of the invention according to claim 6. This deviates from the usual "worm feathers" because these wire springs are regularly wrapped very tightly and have a small spring constant. With this the right relatively low pressure force increased, which one at ei would get a normal "worm feather". You get here due to higher contact forces and the free space between the Windings can be made easier with the elastic basic dimension Fill in (rubber or plastic). Pouring the Support ring within the rubber mass also causes very good protection against possible corrosion and Notch injuries.
Eine andere vorteilhafte Möglichkeit zur Ausgestaltung ei nes über seinen Umfang elastischen Stützrings ergibt sich aus den Merkmalen gemäß Anspruch 7. Zur Erhöhung der Ela stizität, aber auch zur vereinfachten Herstellung der Man schette kann sich dabei eine Ausgestaltung nach Anspruch 8 empfehlen. Dabei sind die möglichen Nachteile einer über großen Elastizität kaum zu befürchten, da die Gummi- oder Kunststoffummantelung mit der Oberfläche des Stützrings fest verbunden ist und somit für eine Versteifung des Stützrings an der Schnittstelle sorgt.Another advantageous way of designing egg Nes over its circumference elastic support ring results from the features according to claim 7. To increase the Ela sticity, but also to simplify the manufacture of the man can be a configuration according to claim 8 recommend. The possible disadvantages are over great elasticity hardly to fear, since the rubber or Plastic coating with the surface of the support ring is firmly connected and thus for stiffening the Support ring at the interface ensures.
Für eine vereinfachte Herstellung der erfindungsgemäßen Manschettendichtungen empfiehlt sich ein Verfahren nach Anspruch 9. Dabei wird entweder der gewellte, spiralfeder förmige oder gewendelte Stützring durch eine Anzahl sich in radialer Richtung erstreckender Nocken innerhalb der Form konzentrisch in Kreisform gehalten, indem die einzel nen Nocken den Stützring an der betreffenden Stelle in seiner radialen Lage festlegen. Die Nocken werden sich da bei vornehmlich von außen nach innen erstecken, aber auch eine Lage in entgegengesestzter Richtung ist möglich. Zu sätzlich zu den zentrierenden Nocken kann noch eine in ra dialer Richtung über die Zentriernocken hinausragende Zu satznocke vorgesehen sein, welche die Umfangsebene des Stützrings durchschneidet und somit seinen Anfang und sein Ende festlegt. Eine derartige Zusatznocke ist natürlich nur dann sinnvoll, wenn der Ring an einer Stelle offen bzw. unterbrochen ist. Die beiden Enden des geöffneten Rings weisen dann in Richtung der seitlichen Nockenfläche, so daß die Lage des Rings in Umfangsrichtung innerhalb der Form festgelegt ist.For a simplified production of the invention A procedure is recommended for sleeve seals Claim 9. Here, either the corrugated, spiral spring shaped or coiled support ring by a number itself radially extending cams within the Shape kept concentric in a circular shape by the single Nams in the support ring at the point in question determine its radial position. The cams will be there with mainly extending from the outside in, but also a position in the opposite direction is possible. To in addition to the centering cams, one in ra in the direction protruding beyond the centering cams sentence cam can be provided which the circumferential plane of the Support ring cuts through and thus its beginning and its End. Such an additional cam is natural only makes sense if the ring is open at one point or is interrupted. The two ends of the open Rings then point towards the side cam surface, so that the position of the ring in the circumferential direction within the Shape is set.
Die erfindungsgemäße Manschettendichtung ist besonders zur Abdichtung des Betätigungszylinders in Scheibenbremsen ge eignet, wie dies beispielsweise in der DE-PS 29 19 535 bzw. US-PS 39 98 466 beschrieben ist.The cuff seal according to the invention is particularly suitable for Sealing of the actuating cylinder in disc brakes is suitable, such as in DE-PS 29 19 535 or US-PS 39 98 466 is described.
Ein Ausführugnsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an hand der Zeichnung erläutert. Darin zeigtAn exemplary embodiment of the invention is described below hand of the drawing explained. It shows
Fig. 1 teilweise ausgeführt einen Schnitt in Höhe der Verbindungslinie AB durch eine in Fig. 2 im Schnitt gezeigte Manschette, Fig. 1 is partially carried out in a section height of the connecting line AB by a shown in FIG. 2 in section cuff,
Fig. 2 in geschnittener Darstellung eine mit einem spi ralförmigen Stützkörper versehene Manschette ge mäß der Erfindung, Fig. 2 in a sectional representation, provided with a support body spi ralförmigen cuff accelerator as the invention,
Fig. 3 in vergrößerter Darstellung einen Ausschnitt aus der Manschette in Höhe der Linie B, Fig. 3 in an enlarged representation a section of the cuff in the level of line B,
Fig. 4 eine Darstellung einer Manschette entsprechend Fig. 1 mit durchgehend geschnittener Darstellung, wobei die Manschette einen gewellten Stützring trägt und Fig. 4 is an illustration of a cuff corresponding to Fig. 1 with a continuous section, the cuff wearing a corrugated support ring and
Fig. 5 in geschnittener Darstellung eine Manschette ge mäß Fig. 4 im Schnitt in Höhe der Linie EF. Fig. 5 in a sectional view of a cuff according to FIG. 4 in section at the level of line EF.
Fig. 2 zeigt eine Manschette 1 mit einem ersten, ringför migen Abschnitt 2, einem zweiten ringförmigen Abschnitt 3 sowie einem, die beiden genannten Abschnitte miteinander verbindenden Zwischenstück 4. Fig. 2 shows a cuff 1 with a first, ringför shaped section 2 , a second annular section 3 and an intermediate piece 4 connecting the two sections mentioned.
Der erste ringförmige Abschnitt 2 besitzt einen im wesent lichen halbkreisförmigen Ansatz 5, der die zylinderförmige Oberfläche des ringförmigen ersten Abschnitts 2 überragt. Dabei ist der Mittelpunkt 7 des Halbkreises um eine Strecke r von der Oberfläche des Abschnitts 2 entfernt. Dieser Abstand r hat hauptsächlich herstellungstechnische Gründe, wie weiter oben schon im Zusammenhang mit den Pa tentansprüchen erörtert wurde.The first annular portion 2 has a wesent union semicircular extension 5 which projects beyond the cylindrical surface of the annular first portion 2 . The center 7 of the semicircle is a distance r from the surface of section 2 . This distance r has mainly manufacturing reasons, as was discussed above in connection with the patent claims.
In den Abschnitt 2 ist ein Stützring 6 eingegossen, der als kreisförmig geschlossene "Wurmfeder" bezeichnet werden kann. Der als Spiralfeder ausgestaltete Stützring 6 ist aus einem Draht mit dem Durchmesser d (s. Fig. 3) ge wickelt, wobei die Spiralfeder einen Windungsdurchmesser R hat, wie er durch die kreisförmige Kontur in Fig. 3 ver größert sowie auch in Fig. 2 dargestellt ist. In the section 2 , a support ring 6 is cast, which can be referred to as a circular closed "worm spring". The designed as a spiral spring support ring 6 is ge from a wire with the diameter d (see FIG. 3), the spiral spring has a winding diameter R as enlarged by the circular contour in FIG. 3 and also in FIG. 2 is shown.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist die Steigung der Spirale verhältnismäßig groß gewählt, um die Stabilität und Fe stigkeit des Stützrings zu erhöhen und den Vorgang des Vergießens zwischen Stützring 6 und Abschnitt 2 zu er leichtern. Der Radius der Spiralwicklung hat, wie aus Fig. 3 ersichtlich, die Größe R.As can be seen from Fig. 1, the slope of the spiral is chosen to be relatively large in order to increase the stability and strength of the support ring and to facilitate the casting process between the support ring 6 and section 2 . The radius of the spiral winding has the size R , as can be seen in FIG. 3.
Die Fig. 4 und 5 zeigen in einer zu den Fig. 1 und 2 entsprechenden Darstellung eine Manschette, die sich von den Fig. 1 und 2 nur durch die Wahl eines bandförmigen ge wellten Stützrings 8 unterscheiden. Ansonsten wurden in den Fig. 4 und 5 die den Fig. 1 und 2 entsprechenden Be zugszeichen beibehalten. FIGS. 4 and 5 show in a position corresponding to FIGS. 1 and 2 illustration, a cuff, which differ from the Fig. 1 and 2 only by the choice of a band-shaped ge undulated support ring 8. Otherwise, the reference numerals corresponding to FIGS . 1 and 2 have been retained in FIGS . 4 and 5.
In Fig. 4 sind am Rand des ringförmigen Abschnitts 2 Aus nehmungen 9, 10, 11 und 12 zu erkennen, die dadurch entste hen, daß beim Gießen in die Form entsprechende Zentrier nocken ragen, um den in die Form einzulegenden bandförmi gen Stützring in seiner Kreisform zu zentrieren. Selbst verständlich können auch mehr als vier Zentriernocken beim Gießen vorgesehen sein. Bei der Verwendung eines entspre chend formsteifen Materials könnte der Guß aber auch schon mit drei Zentriernocken durchgeführt werden.In Fig. 4 are on the edge of the annular portion 2 from recesses 9 , 10 , 11 and 12 can be seen, the hen hen arise that when pouring into the mold corresponding centering cam to insert the band-shaped support ring in its shape in its Center circular shape. Of course, more than four centering cams can also be provided during casting. When using an appropriately dimensionally stable material, the casting could also be carried out with three centering cams.
Im Prinzip ist es selbstverständlich auch möglich, in den zweiten ringförmigen Abschnitt 3 einen entsprechenden Stützring im Bedarfsfalle einzufügen, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.In principle, it is of course also possible to insert a corresponding support ring in the second annular section 3 if necessary, without leaving the scope of the invention.
In Fig. 4 ist weiterhin an der Stelle 14 ein Raum zu er kennen, welcher beim Gießen durch das Zentrieren des band förmigen Ringes 8 in der Form entstanden ist. Soweit der hierfür zum Zentrieren benötigte Zusatznocken in der ra dialen Richtung verläuft, ergäbe sich für die Darstellung nach Fig. 4 eine in den Ausnehmungen 9 bis 12 entsprechen de zusätzliche Ausnehmung in Höhe der Stelle 14. Die Zu satznocke kann aber auch in einer anderen Richtung liegen, so daß die Ausnehmung aus einer anderen Richtung auf das den Stützring tragende Innere des ringförmigen Abschnittes 2 weist.In Fig. 4, a space at point 14 is also known to him, which was created during the casting by centering the band-shaped ring 8 in the mold. Insofar as the additional cam required for centering extends in the radial direction, the illustration according to FIG. 4 would result in a corresponding additional recess in the recesses 9 to 12 at the point 14 . To set cam can also be in a different direction, so that the recess points from a different direction to the support ring supporting the interior of the annular portion 2 .
Vorteile der Erfindung (insbesondere bei der Ausgestal tung nach Fig. 1 und 2), sind darüberhinaus noch durch die Ölrückfördercharakteristik des ringförmigen Abschnittes 2 beim Einsatz der erfindungsgemäßen Manschette für einen bewegten Wellendichtsitz gegeben, so daß die Erfindung auch für diesen Verwendungszweck vorteilhaft eingesetzt werden kann.Advantages of the invention (especially in the embodiment according to FIGS. 1 and 2) are also given by the oil return characteristic of the annular portion 2 when using the sleeve according to the invention for a moving shaft sealing seat, so that the invention can also be used advantageously for this purpose .
Claims (11)
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