DE4209043A1 - Shaft seal with ring closing housing bore - has sealing ring lip,abutting enclosed surface part of cover outer collar - Google Patents
Shaft seal with ring closing housing bore - has sealing ring lip,abutting enclosed surface part of cover outer collarInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Wellendichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Patentanspruch 1.The invention relates to a shaft seal with the features the preamble of claim 1.
Eine Wellendichtung dieser Art ist aus DE-PS 6 37 097 - Abb. 5 - bekannt.A shaft seal of this type is known from DE-PS 6 37 097 - Fig. 5 -.
Der gehäuseaußenseitig angeordnete Abdeckring greift dabei mit seinem Außenkragen berührungsfrei zwischen zwei koaxiale Kragen des den Gehäusedurchgang der Welle verschließenden Dichtringes ein und bildet zusammen mit diesen Kragen zwei miteinander verbundene, sich in einander entgegengesetzte Richtungen er streckende Ringspalte zur Bildung einer Labyrinthdichtung. Durch sie soll ein zwischen einem Innenflansch des Dichtringes und dem Außenflansch des Abdeckringes vorhandener Zwischenraum nach außen abgedichtet werden. Im Zwischenraum ist am Innen flansch des Dichtringes ein ringförmiges Dichtelement befe stigt, das am Außenflansch des Abdeckringes abdichtend anliegt.The cover ring arranged on the outside of the housing engages its outer collar without contact between two coaxial collars of the sealing ring closing the housing passage of the shaft one and together with this collar forms two together connected, mutually opposite directions stretching annular gaps to form a labyrinth seal. Through it is supposed to be between an inner flange of the sealing ring and the outer flange of the cover ring existing space be sealed to the outside. In the gap is on the inside flange of the sealing ring befe an annular sealing element Stigt that lies sealingly on the outer flange of the cover ring.
Sind mit solchen Wellendichtungen Gehäusedurchgänge abzudich ten, die gehäuseaußenseitig starken Schmutzbelastungen ausge setzt sind, wie dies beispielsweise im Falle des Kurbelwellen austritts aus Kurbelgehäusen von Brennkraftmaschinen zutrifft, ist nicht zu vermeiden, daß trotz enger Dimensionierung der die Labyrinthdichtung bildenden Ringspalte Staub- und Schmutzpar tikel in den das ringförmige Dichtelement aufnehmenden Zwischenraum eindringen können, wodurch die Lebensdauer des Dichtelements vermindert wird.Are housing passages to be sealed with such shaft seals ten, the outside of the housing exposed to heavy dirt sets, such as in the case of crankshafts exits from crankcases of internal combustion engines, cannot be avoided that despite the narrow dimensioning of the Labyrinth seal forming annular gaps dust and dirt par particles in the receiving the annular sealing element Space can penetrate, increasing the life of the Sealing element is reduced.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Standzeit von Wellendichtungen in einer Ausbildung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 zu verlängern.The invention has for its object the life of Shaft seals in a training according to the preamble of To extend claim 1.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the characterizing Features of claim 1 solved.
Mit Hilfe der Durchbrüche des Abdeckringes läßt sich auf ver schiedene Weise die Schmutzbelastung des Dichtringes in dessen Kontaktbereich mit einer wellenseitigen Umfangsfläche wirksam herabsetzen.With the help of the openings of the cover ring can be on ver different ways the contamination of the sealing ring in the Contact area with a shaft-side peripheral surface effective belittle.
Die Durchbrüche können beispielsweise Filterfunktion überneh men, wobei durch den Kontakt des Abdeckring-Außenkragens mit einer Dichtlippe des Dichtringes ein Zutritt ungefilterter Luft zum Kontaktbereich von Dichtring und wellenseitiger Umfangs fläche unterbunden ist.The breakthroughs can take over, for example, a filter function men, with the contact of the cover ring outer collar with access of unfiltered air to a sealing lip of the sealing ring to the contact area of the sealing ring and the circumference on the shaft side area is prevented.
In einer Ausgestaltung der Erfindung kann der Abdeckring gemäß Patentanspruch 2 und, hierbei bevorzugt, nach Patentanspruch 3 ausgebildet sein, wobei sich die Möglichkeit bietet, mit Hilfe der Durchbrüche die Luft sowohl zu filtern als auch vom Kon taktbereich Dichtring - wellenseitige Umfangsfläche abzusaugen.In one embodiment of the invention, the cover ring according to Claim 2 and, here preferred, according to claim 3 be trained, with the opportunity to help the breakthroughs to both filter the air and the con cycle range sealing ring - suction off the peripheral surface on the shaft side.
Im ersteren Falle ergibt sich eine günstige Konstruktion gemäß Patentanspruch 4, in dem dann die Durchbrüche beispielsweise durch großdimensionierte Bohrungen oder Ausstanzungen gebildet sein können. Eine zu bevorzugende Anordnung und Ausbildung des Filterelements sind Gegenstand der Patentansprüche 5 und 6. In the former case, there is a favorable construction according to Claim 4, in which the breakthroughs then, for example formed by large-sized holes or punched holes could be. A preferred arrangement and design of the Filter elements are the subject of claims 5 and 6.
Eine Ausgestaltung der Erfindung nach Patentanspruch 7 bietet den Vorteil, daß sich im Falle eines durch Verunreinigungen zugesetzten Filterelements, bedingt durch den gehäuseinnenseitigen Unterdruck zwischen Abdeckring-Außenkragen und Abdichtlippe ein Bypass zur Absaugung von Luft aus dem Raum zwischen Abdeckring und Dichtring ausbilden kann, wobei der durch Staublippe und Abdeckring-Außenkragen definierte Ring spalt eine Sperre für grobe Schmutz- und Staubpartikel bilden wird.An embodiment of the invention according to claim 7 offers the advantage that in the event of contamination added filter element, due to the vacuum inside the cover ring between the outer collar and sealing lip a bypass for extracting air from the room can form between cover ring and sealing ring, the ring defined by dust lip and outer cover collar gap form a barrier for coarse dirt and dust particles becomes.
Eine Ausgestaltung der Wellendichtung mit einem Abdeckring, der, gemäß Patentanspruch 8, mit einem Filterelement kombiniert ist, bietet den Vorteil, daß in dem zwischen Abdeckring und Dichtring vorhandenen Zwischenraum Luft verdichtet wird. Dem gemäß erhöht sich die Druckdifferenz auf beiden Seiten des Dichtringes. Der dabei im Zwischenraum erzeugte Überdruck führt zu einer Entlastung des Dichtringes in radialer Richtung, wo durch eine Verminderung seiner Reibleistung und somit eine weitere Erhöhung seiner Standzeit erreicht wird.An embodiment of the shaft seal with a cover ring, which, according to claim 8, combined with a filter element has the advantage that in the between the cover ring and Gasket existing space air is compressed. The according to the pressure difference increases on both sides of the Sealing ring. The excess pressure generated in the intermediate space leads to relieve the sealing ring in the radial direction where by reducing its friction and thus one further increase in its service life is achieved.
Eine Ausgestaltung der Erfindung nach Patentanspruch 9 bietet den Vorteil, den Abdeckring mit Durchbrüchen großer Abmessung ausstatten und auf die Anordnung eines Filterelements verzich ten zu können.An embodiment of the invention according to claim 9 offers the advantage of the cover ring with openings of large dimensions equip and dispense with the arrangement of a filter element to be able to.
In diesem Falle wird in dem Zwischenraum zwischen Abdeckring und Dichtring ein Unterdruck erzeugt, wodurch die Differenz der auf beiden Seiten des Dichtringes herrschenden Drücke vermin dert und dadurch die Dichtwirkung durch eine verstärkte, radi ale Anpressung des Dichtringes an die wellenseitige Umfangs fläche erhöht wird. In this case, in the space between the cover ring and sealing ring creates a negative pressure, making the difference of Reduce the pressure on both sides of the sealing ring changed and thereby the sealing effect through a reinforced, radi ale pressure of the sealing ring on the circumference on the shaft side area is increased.
Dieser Effekt kommt insbesondere bei Verwendung der Wellen dichtung in Kurbelgehäusen von Brennkraftmaschinen mit erhöhtem Kurbelgehäuse-Unterdruck (Dieselmotoren) zu statten.This effect comes especially when using the waves Seal in crankcases of internal combustion engines with increased Equip crankcase vacuum (diesel engines).
Die Dimensionierung der luftfördernden Abdeckring-Durchbrüche richtet sich dabei nach der maximalen Wellendrehzahl und den gehäuseinnenseitigen Druckverhältnissen.The dimensioning of the air-conveying cover ring openings depends on the maximum shaft speed and the pressure conditions inside the housing.
Eine fertigungstechnisch günstige Konstruktion ist Gegenstand des Patentanspruches 10.A construction that is favorable in terms of production technology is the subject of claim 10.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dar gestellt. Es zeigtIn the drawing, embodiments of the invention are shown posed. It shows
Fig. 1 einen Teilquerschnitt einer ersten Ausführungs form einer Wellendichtung, Fig. 1 shows a partial cross section of a first form of execution of a shaft seal,
Fig. 2 eine Ansicht des Abdeckringes der Wellendichtung, in Richtung des Pfeiles A gesehen, Fig. 2 is a view seen of the cover ring of the shaft seal, in the direction of arrow A,
Fig. 3 einen Teilschnitt des Abdeckringes in Richtung der Linie III-III der Fig. 2 gesehen, Figure III-III seen. 3 is a partial section of the cover ring in the direction of the line of Fig. 2,
Fig. 4 eine Darstellung ähnlich Fig. 2 einer zweiten Ausführungsform eines Abdeckringes und Fig. 4 is an illustration similar to Fig. 2 of a second embodiment of a cover ring and
Fig. 5 eine Darstellung ähnlich Fig. 1 zur Veranschau lichung einer dritten Ausführungsform des Ab deckringes. Fig. 5 is a view similar to FIG. 1 for the visualization of a third embodiment of the cover ring.
In Fig. 1 bezeichnet 10 beispielsweise einen aus einer Wand 12 eines Kurbelgehäuses 14 einer Brennkraftmaschine mittels einer Wellendichtung 16 abgedichtet herausgeführten Endzapfen einer Kurbelwelle. In FIG. 1, 10 denotes, for example, an end journal of a crankshaft, which is led out of a wall 12 of a crankcase 14 of an internal combustion engine by means of a shaft seal 16 .
Die Wellendichtung 16 weist einen in einen Gehäusedurchgang 18 eingesetzten Dichtring 20 sowie einen diesem gehäuseaußenseitig vorgeordneten, auf dem Wellenendzapfen 10 drehfest angeordneten Abdeckring 22 auf.The shaft seal 16 has a sealing ring 20 inserted into a housing passage 18 and a cover ring 22 arranged upstream of this on the outside of the housing and arranged on the shaft end journal 10 in a rotationally fixed manner.
Der Dichtring 20 ist mit einem zylindrischen Außenkragen 24 in den Gehäusedurchgang 18 abgedichtet eingesetzt, wozu dieser am Außenumfang zweckmäßig mit einem Elastomer 26, insbesondere Gummi, beschichtet ist.The sealing ring 20 is inserted with a cylindrical outer collar 24 in a sealed manner into the housing passage 18 , for which purpose it is expediently coated on the outer circumference with an elastomer 26 , in particular rubber.
Der Abdeckring 22 weist einen sich auf dem Wellenendzapfen 10 radial erstreckenden Ringkörper 28 auf, der mit einem sich vorzugsweise in den Gehäusedurchgang 18 hineinerstreckenden Innenkragen 30 auf dem Wellenendzapfen 10 drehfest und abge dichtet angeordnet ist. Zur Abdichtung ist der Innenkragen 30 im Bereich des Ringkörpers 28 derart abgekröpft, daß am Innen umfang eine abdichtende, insbesondere aus Gummi bestehende Elastomerschicht 32 aufvulkanisiert werden konnte.The cover ring 22 has a radially extending on the shaft end pin 10 ring body 28 , which is arranged with a preferably extending into the housing passage 18 inner collar 30 on the shaft end pin 10 rotatably and sealed. To seal the inner collar 30 is bent in the area of the ring body 28 such that a sealing, in particular rubber layer 32 could be vulcanized on the inner circumference.
An den Ringkörper 28 des Abdeckringes 22 ist außerdem ein sich in Richtung auf den Dichtring 20 erstreckender Außenkragen 34 angeformt, dessen Stirnringfläche zusammen mit der vorzugsweise eine Elastomerschicht 36 aufweisenden Stirnfläche eines Innen flansches 38 des Dichtringes 20 einen Radialspalt 40 definiert.On the ring body 28 of the cover ring 22 is also formed in the direction of the sealing ring 20 extending outer collar 34 , the end ring surface together with the preferably having an elastomer layer 36 end face of an inner flange 38 of the sealing ring 20 defines a radial gap 40 .
An der Innenumfangsfläche 42 des Abdeckring-Außenkragens 34 stützt sich eine Dichtlippe 44 des Dichtringes 20 ab. 46 be zeichnet eine den Außenkragen 34 übergreifende und mit diesem zusammen einen Ringspalt 48 definierende, am Dichtring 20 an geformte Staublippe.A sealing lip 44 of the sealing ring 20 is supported on the inner peripheral surface 42 of the cover ring outer collar 34 . 46 be a overlapping the outer collar 34 and together with this defining an annular gap 48 , formed on the sealing ring 20 on the dust lip.
Der Ringkörper 28 des Abdeckringes 22 ist von einer Vielzahl von vorzugsweise auf einem gemeinsamen Teilkreis liegenden Bohrungen 50 durchdrungen, die luftdurchlässig verschlossen sind. Hierzu dient für alle Bohrungen 50 ein gemeinsames Fil terelement 52 in Form eines ringscheibenförmigen Vlieses, das vorzugsweise die dem Dichtring 20 zugekehrte Stirnfläche des Ringkörpers 28 abdeckt und in den Abdeckring 22 beispielsweise eingeklebt ist.The annular body 28 of the cover ring 22 is penetrated by a multiplicity of bores 50 , preferably lying on a common pitch circle, which are closed in an air-permeable manner. For this purpose, a common Fil terelement 52 is used for all bores 50 in the form of an annular disc-shaped fleece, which preferably covers the end face of the ring body 28 facing the sealing ring 20 and is glued into the cover ring 22, for example.
Mit 54 ist eine Dichtlippe des als Radialwellendichtring aus gebildeten Dichtringes 20 bezeichnet, deren Dichtkante 56 durch eine Schraubenzugfeder 58 an den Außenumfang des Abdeckring-Innen kragens 30 angedrückt wird. 54 with a sealing lip of the radial ring sealing ring formed from the sealing ring 20 is designated, the sealing edge 56 is pressed by a coil spring 58 on the outer circumference of the inner cover ring 30 .
Die Ausbildung und Anordnung des Abdeckringes 22 stellt sicher, daß, bedingt durch einen Unterdruck im Kurbelgehäuse 14, über den Radialwellendichtring 20 in den Zwischenraum 60 zwischen Abdeckring 22 und Radialwellendichtring 20 nur staub- und schmutzfreie Luft angesaugt und somit die Dichtkante von diese schädigenden Verunreinigungen freigehalten wird.The design and arrangement of the cover ring 22 ensures that, due to a negative pressure in the crankcase 14 , only dust-free and dirt-free air is sucked in via the radial shaft seal ring 20 into the space 60 between the cover ring 22 and the radial shaft seal ring 20 and thus the sealing edge is kept free from these harmful contaminants becomes.
Sollte das Filterelement 52 einmal durch entsprechende Schmutzbelastungen in einem Maße undurchlässig geworden sein, daß ein Luftdurchtritt nicht bzw. nicht mehr in ausreichendem Maße möglich ist, so wird sich die Dichtlippe 44, aufgrund ih rer Anordnung, vom Abdeckring-Außenkragen 34 abheben und zu sammen mit diesem und der Staublippe 46 Bypass-Funktion erfül len, wobei die hierbei luftführenden Ringspalte als Labyrinth dichtung wirken.Should the filter element 52 have become impermeable to an extent due to corresponding dirt loads that an air passage is not or no longer possible to a sufficient extent, the sealing lip 44 , due to its arrangement, will stand out from the cover ring outer collar 34 and collectively with this and the dust lip 46 perform bypass function, with the air-conducting annular gaps acting as a labyrinth seal.
Wie die Fig. 2 bis 4 zeigen, kann der als Ganzes mit 61 be zeichnete Abdeckring anstatt mit Bohrungen 50 auch mit luftfördernden Durchbrüchen ausgestattet sein. Diese sind durch an der vom Dichtring 20 abgekehrten Stirnseite des Abdeckringes 61 nach außen gestellte Luftschaufeln 62 gebildet, deren Schaufelöffnung 64 im Falle der Ausführungsform gemäß Fig. 2 in Drehrichtung der Kurbelwelle vorgesehen ist. Demgemäß wirkt der Abdeckring 61 in Art eines Luftverdichters, wobei die in den Zwischenraum 60 der Wellendichtung 16 hineingeförderte Luft zu einem Anstieg der Druckdifferenz vor und hinter der Dichtkante 56 der Dichtlippe 54 und damit zu einer drehzahlabhängigen, radialen Entlastung der Dichtkante 56 führt.As shown in FIGS. 2 to 4 show that as a whole be recorded with 61 cover ring can instead be equipped with air conveying apertures with bores 50. These are formed by air blades 62 which are turned outwards on the end face of the cover ring 61 facing away from the sealing ring 20 and whose blade opening 64 is provided in the direction of rotation of the crankshaft in the case of the embodiment according to FIG. 2. Accordingly, the cover ring 61 acts in the manner of an air compressor, the air conveyed into the intermediate space 60 of the shaft seal 16 leading to an increase in the pressure difference in front of and behind the sealing edge 56 of the sealing lip 54 and thus to a speed-dependent, radial relief of the sealing edge 56 .
Beim Abdeckring 65 gemäß Fig. 4 öffnen sich die Luftschaufeln 62 in entgegengesetzter Richtung zur Kurbelwellen-Drehrichtung.When cover ring 65 according to Fig. 4, the open air vanes 62 in opposite direction to the crankshaft rotational direction.
Demzufolge werden durch diesen Abdeckring 65 aus dem Zwischen raum 60 Luft abgesaugt und auf diese Weise eine Verunreinigung der Dichtkante 56 vermieden.Accordingly, air is sucked out of the intermediate space 60 through this cover ring 65 and contamination of the sealing edge 56 is avoided in this way.
Bei dieser Konstruktion erübrigt sich deshalb die Anordnung eines Filterelementes 52 an bzw. im Abdeckring 65, wobei der im Zwischenraum 60 erzeugte Unterdruck die Druckdifferenz vor und hinter der Dichtkante 56 der Dichtlippe 54 verringert, was eine verstärkte, wellenseitige Anlage der Dichtkante 56 zur Folge hat. Dies ist beispielsweise bei Unterdrücken, wie sie im Kur belgehäuse von Dieselmotoren erzeugt werden, von Vorteil.With this construction, there is therefore no need to arrange a filter element 52 on or in the cover ring 65 , the negative pressure generated in the intermediate space 60 reducing the pressure difference in front of and behind the sealing edge 56 of the sealing lip 54 , which results in reinforced sealing contact of the sealing edge 56 . This is advantageous, for example, in the case of negative pressures such as those produced in the bel housing of diesel engines.
Bei dem in Fig. 5 gezeigten Ausführungsbeispiel bestehen bei dem als Ganzes mit 66 bezeichneten Abdeckring dessen Ringkörper 68, Außenkragen 70 sowie Innenkragen 72 aus einem vorzugsweise metallischen Siebkörper. Beide Kragen 70 und 72 tragen jeweils einen zylindrischen, vorzugsweise aus Metall bestehenden, fest aufgebrachten Ring 74 bzw. 76.In the exemplary embodiment shown in FIG. 5, in the case of the cover ring designated as a whole as 66 , its ring body 68 , outer collar 70 and inner collar 72 consist of a preferably metallic sieve body. Both collars 70 and 72 each carry a cylindrical, preferably made of metal, fixed ring 74 and 76 respectively.
Der äußere Ring 74 greift, analog zum Außenkragen 34 des Ab deckringes 22, zwischen Dichtlippe 44 und Staublippe 46 ein. Der innere Ring 76 dient zur abdichtenden Befestigung des Ab deckringes 66 auf dem Wellenendzapfen 10 und kann ggf. auch eine derartige Ausbildung aufweisen, daß sich die Dichtkante 56 des Dichtringes 20 an dessen Außenumfang abstützt.The outer ring 74 engages, analogously to the outer collar 34 of the cover ring 22 , between the sealing lip 44 and the dust lip 46 . The inner ring 76 is used for the sealing attachment of the cover ring 66 on the shaft end journal 10 and may also have such a configuration that the sealing edge 56 of the sealing ring 20 is supported on its outer circumference.
Claims (10)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OAV | Applicant agreed to the publication of the unexamined application as to paragraph 31 lit. 2 z1 | ||
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8130 | Withdrawal |