SE456519B - Lett monteringsbar kombinerad slithylsa och smutstetningslepp - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 456 519 I enlighet med uppfinningen kan man dra fördel av smuts- tätningsläppens centrifugalverkan eller slungverkan, dvs förmågan hos ett roterande organ att stänga ute föroreningar från ett tätat omrâde och förhindra uppbyggnad av föroreningar med hjälp av centrifugalkraft, vilken kraft även kan användas för att reglera eller inställa smutstätningsläppens axiella belastning mot ändytan.

Enligt uppfinningen âstadkommes en kombinerad tätningsenhet med en kombinerad slithylsa och smutstätningsläpp, varvid slithylsan har en innerdel av elastomermaterial, anpassad för enkel montering på en axel som utgör en del av den tätade an- _ordningen, samt en ytterdiameter som är anpassad att verka som slithylsa för ett tillhörande tätningsorgan, varjämte en radiell fläns på smutstätningsorganet är anordnad för lokalisering av en med centrifugalkraft verkande smutstätningsläpp, vilken i sin tur samverkar med oljetätningsorganet genom anliggning mot en radiell fläns pâ detta. Dessa delar kan kombineras i en enda en- het med hjälp av en sammanhâllningsfläns.

Uppfinningen beskrivas närmare nedan med hänvisning till bifo- gade ritningar, på vilka motsvarande delar har samma hänvis- ningsbeteckningar i samtliga figurer och på vilka fig l visar ett förstorat vertikalt snitt genom en lämplig utföringsform av en fluidtätning enligt uppfinningen, monterad för att utgöra en del av en tätad anordning, fig 2 visar ett vertikalt snitt genom en oljetätning av tidigare känt slag, fig 3 är ett verti- kalt delsnitt som visar hur smutstätningsorganet och tätnings- organet enligt uppfinningen kan monteras på en tillhörande axel, fig 4 är en vy som motsvarar fig 3 men visar delarna i monterat läge, fig 5 visar ett vertikalt snitt genom en modifierad utfö- ringsform av en smutstätningsanordning utförd i enlighet med uppfinningen, fig 6 visar ett vertikalt snitt genom en monterad tätning som liknar fig 1 men utan snittmarkering, fig 7 visar ett delvis schematiskt snitt som visar hur en med centrifugal- verkan arbetande smutstätningsenhet kan utformas för olika an- vändningsomràden, och fig 8 visar ett vertikalt snitt för åskåd- liggörande av olika funktioner hos den med centrifugalverkan ar- betande smutstätningsenheten enligt uppfinningen. 10 15 20 25 30 35 3.: 456 519 Det bör observeras att tätningsanordningen enligt uppfinningen kan användas i olika sammanhang och i olika lägen, men nedan beskrives en lämplig utföringsform, där den tätade anordningen innefattar ett maskínhus, en försänkning samt ett lager för en roterande axel, varvid det tätade mediet är olja och den roteran- de delen av anordningen utgöres av axeln och tillhörande smuts- tätningsanordning. I detta sammanhang användes uttrycket "tät- ningsanordning" för att beteckna samtliga detaljer enligt uppfin- ningen, vilken i sin tur utgöres av en kombinerad slithylsa och smutstätningsanordning, en sammanhâllningsdel samt en oljetätnings- enhet.

Med mera detaljerad hänvisning till ritningarna visar fig l och 6 tätningsanordningen enligt uppfinningen, vilken betecknas med 20 och innefattar tre huvuddelar, nämligen en kombinerad slithylsa och smutstätningsanordning 22, en oljetätningsenhet 24 samt en sammanhâllningsdel 26. Dessa delar är anordnade vid en tätad an- ordning 28, vilken innefattar ett hus 30 med en försänkning 32 för upptagande av hela tätningsanordningen 20, vilken försänk- ning 32 avslutas vid en radiellt inåtriktad ändvägg 34, vilken vid sin inre diameter möter en lageröppning 36 med mindre diame- ter. En lagerenhet 38 med en ytterring 40, en innerring 42, en rullhâllare 44 och ett flertal koniska rullar 46 är anordnad med innerringens 42 inre diameter 48 tätt anordnad på den yttre diametern 50 av en roterande axel 52, vilken-under drift rote- rar i förhâllande till huset.

Beträffande oljetätningsenheten 24 utgöres denna av en vanlig tätning av det slag som innefattar ett hus med en axíellt rik- tad monteringsfläns 54, en radiell inåt riktad fläns 56 som av- slutas med en vidhäftningsdel 58, mot vilken en bakre del 60 av ett tätningsorgan 62 av elastomermaterial är vidhäftad. Som vi- sas innefattar tätningsorganet 62 en primär tätningsläpp 64 och en sekundär tätningsläpp 66, varvid den primära tätningsläppen 64 delvis avgränsas av en stympat konisk yta 68 på oljesidan och en stympat konisk yta 70 på luftsidan, varvid ytorna 68, 70 möts längs en i huvudsak cirkulär ort 72 för att bilda ett tätnings- band. 10 15 20 25 30 35 456 519 "f" 4 En ringfjäder 74 är anordnad i ett fjäderspàr 76 på känt sätt för âstadkommande av radiell belastning pâ tätningen för förbättring av tätningsegenskaperna. Den ytterligare läppen eller smutstätningsläppen 66 innefattar en stympat konisk yta 78 som är vänd inåt och mot det tätade området, vilket betecknas med 80 i fig 1, och åtminstone en utåtriktad yta 82 som samverkar med ytan 78 för att bilda ett sekundärt smutstätningsband 84.

I fig 6, där snittmarkeringen har utelämnats för bättre tydlig- het, visas uppbyggnaden av den kombinerade slithylsan och smuts- tätningsanordningen 22, vilken innefattar ett pressat metallhus 86 med en axiell fläns 88, en radiell fläns 90 samt en krökt del 92. En monteringshylsa 95 av elastomermaterial är med vidhäftning fäst vid den inre ytan 96 av flänsen 88, vilken avslutas med en inâtkrökt del 98. Smutstätningsanordningen 22 innefattar dessutom en flexibel smutstätningsläpp 100, vilken med vidhäftning är fäst vid den radiellt yttre kanten 102 av husets 86 radiella fläns 90.

Ett radiellt livparti 93 är med vidhäftning fäst vid den yttre ytan 104 av den radiella flänsen 90 och sträcker sig mellan hyl- san 94 och läppen 100. Den cylindriska hylsan 94 fungerar som ett monteringsorgan av elastomermaterial med en inre yta 106 som är anpassad att monteras på den yttre diametern 50 av axeln 52.

Smutstätningsläppen ll avgränsas av en yttre stympat konisk yta 108, en mellanliggande stympat konisk yta 110 samt en inre stym- pat konisk yta ll2, varvid ytorna l08 och ll0 möts längs en i huvudsak cirkulär ort ll6 för att i samverkan med den radiella flänsen S6 pâ tätningsenheten 24 bilda en smutstätning, vars egenskaper beskrives närmare nedan.

Beträffande den axiella flänsen 88 pâ smutstätningsanordningen 22 fungerar en radiellt utåt riktad yta ll8 av denna som sam- verkande yta för tätningsbandet 72 på tätningsenheten 24.

I fig l och 6 visas att tätningsanordningen 20 innefattar ett sammanhållningsorgan 26, vilket utgöres av en pressad del med en axiell monteringsfläns l20, vars yttre yta 122 passar in i 10 15 20 25 30 35 s 456 519 försänkningen 32, varvid en krökt del 124 på den axiellt inre änden om flänsen 120 håller den inre kanten 126 av tätnings- flänsen 54 på plats. Dessutom innefattar sammahâllningsorganet 26 en radiell fläns 126 med en inre kant 128 som ligger på ra- diellt avstånd utanför axeln 52 men täcker eller skyddar smuts- tätningsläppen 100 i axiell riktning för att därigenom åstadkomma en labyrinttätning för att skydda smutstätningsläppen 100 mot föroreningar med större storlek.

I fig 3 visas en alternativ utföringsform av tätningsanordningen 20a, och denna enhet innefattar en smutstätningsenhet 22a och en tätningsenhet 24a. Denna enhet, vilken visas isärförd i fig 3 och monterad i fig 4, motsvarar enheten enligt fig 1 och 6 med undan- tag för att sammanhâllningsorganet 26 inte finns. Anordningen 20a innefattar således en tätningsenhet 20a som innefattar flänsar 54a, 56a samt ett tätningsorgan 62a med de olika ytor som beskrivits ovan, inklusive tätningsbandet 72a. Tätningsenheten 24a samverkar med slithylsan och smutstätningsanordningen 22a genom att tät- ningsbandet 72a anligger mot utsidan 1lBa av den axiella flänsen 88a. Smutstätningsläppen 100a motsvarar smutstätningsläppen 100 enligt fig 1 och dess tätningsband l16a anligger mot den yttre ytan 57a av flänsen 56a. De övriga delarna av tätningsenheten 22a, inklusive monteringshylsan 94a av elastomermaterial har samma eller motsvarande uppbyggnad och fungerar på samma sätt under drift.

I fig 3 visas förutom ovan beskrivna delar att dimensionerna hos de olika delarna enligt uppfinningen, innefattande axelns 52a ytterdiameter 50a i förhållande till den inre diametern l06a hos monteringsdelen 95a, är så valda, att slithylsan och smuts- tätningsanordningen 22a har lätt presspassning över diametern 50a.

Pâ motsvarande sätt finns det ett önskat s k gjutet eller kvar- stående grepp mellan tätningsbandet 72a på den primära tätnings- läppen 62a och den yttre ytan 1l8a av den axiella flänsen 88a, så att man får ordentligt ingrepp mellan tätningsbandet 72a och ytan 118a.

Det är lämpligt att passningen hos tätningsbandet 84a på tät- ningsorganets 62 smutstätningsläpp är sådan, att man får ett :A 10 15 20 25 30 35 456 519 6 mycket litet grepp, en exakt passning eller ett mycket litet spel mellan tätningsbandet 84a och ytan ll8a. I alla eller näs- tan alla fall är det känt att smutstätningsläppen i tätningen 24a får mindre smörjning och därför högre temperatur än det pri- mära tätningsbandet 72a och i enlighet med detta bör greppet i passningen minskas eller helt undanröjas.

Vid den visade utföringsformen är det vanligt att tätningen 24a monteras i förhållande till den kombinerade slithylsan och smuts- tätningsanordningen, varefter dessa två delar som en enhet monte- ras på ytan 52a respektive i försänkningen 32a. Motsatt ordnings- följd kan inte användas eftersom tätningen 24a inte kan föras axiellt över den större diametern hos hela enheten 22a.

I fig 5 visas en alternativ utföringsform av uppfinningen, där en tätningsanordning 20b liknar tätningsanordningarna 20 och 20a med undantag för att den kombinerade slithylsan och smutstätnings- anordningen 22b skiljer sig från sina motsvarigheter i fig l-4 _och 6.

Som visas i fig 5 innefattar enheten 22b en axiell fläns 88b som fungerar som slithylsa och har en yttre yta ll8b som avslutas med ën krökt del 98b. Monteringshylsan 94b av elastomermaterial lik- ' nar också sin motsvarighet i de andra exemplen med undantag för att livpartiet 93b sträcker sig endast delvis utåt längs den ra- diella flänsen 90b. I detta fall utgöres smutstätningsläppen l0Ob av en skiva av fluorkarbon eller liknande smörjande material.

I detta fall har fluorkarbonmaterialet formen av en en konturerad, ringformig skiva med ett tätningsband ll6a som bildas där ett par stympat koniska ytor ll0b och ll2b möts. Den på detta sätt forma- de läppen verkar mot den utåtriktade ytan 57b på den radiella flänsen 56b pâ tätningen 24b, av vilken endast en del visas. Den huvudsakliga skillnaden mellan utföringsformen enligt fig 5 och utföringsformerna enligt fig 1-4 och 6 är att fluorkarbonringen l00b är fastklämd eller fastkrympt mellan en axiellt inre yta l0lb på flänsen 90b och en axiellt utåtriktad yta l03b pâ flän- sen l05b på huset l07b. Som visas kan huset l07b monteras med sin radiellt inre yta l09b med presspassning över ytan ll8b och därvid pressas till det visade läget för att fastklämma ringen ioob mellan aa mot varandra väaaa gapma loib och loab. I 10 15 20 25 30 35 7 456 519' Montering av tätningen innefattar således formning av brickan av fluorkarbon eller liknande till den visade, kupade formen, samt placering av densamma i centrerat läge på huset 86b, så att den vilar mot ytan l0lb. Därefter pressas enheten l07b axiellt mot flänsen och över ytan ll8b tills fluorkarbonmate- rialet hålles stadigt på plats. Det är välkänt för fackmannen att extra packningar eller sekundära tätningar kan anordnas, men detta anses inte vara nödvändigt om läppen l00b endast fungerar som smutstätning och inte är avsedd att täta mot av- sevärda kvantiteter av vätska med låg viskositet.

I fig 7 visas att vid den kombinerade slithylsan och smuts- tâtningsanordningen 22c kan längden hos elastomerhylsan 94c och dess tillhörande axiella fläns 88c variera beroende på djupet och andra konstruktionsparametrar hos den tätning, med vilken den i användning skall samverka. Måttet A avser en tät- ningsanordning med relativt liten axiell utsträckning, medan måttet B visar att flänsen 88c och dess tillhörande hylsa 94c kan vara avsevärt längre, speciellt om tätningen utgöres av en tätning med flera läppar som kräver att flänsen 880 har en slit- yta ll8c med avsevärd axiell utsträckning. I andra avseenden, innefattande tätningsläppen 100c, motsvarar enheten 22c enhe- terna enligt fig l-4 och 6.

Vid utföringsformen enligt fig 8 användes en liknande tätning 20d, vilken innefattar en tätningsenhet 24d, vilken endast visas delvis, och denna enhet samverkar med enheten 22d, av vilken en- dast delar visas. Som visas med heldragna linjer i fig 8 är tät- ningsläppen framställd av elastomermaterial och har sin huvuddel lutande mot ytan 57d, mot vilken tätningen sker (se exempelvis utformningen enligt fig 6). I det med heldragna linjer visade. monterade läget är ytan ll2d något krökt och ett tätningsband ll6d bildas mot ytan 57d. Den andra stympat koniska ytan ll0d har därvid en bestämd diameter.

Såsom även visas i fig 8 kommer centrifugalkraften att påverka läppen lO0d då axeln roterar såsom visas med pilen R och har uppnått en viss hastighet, varvid centrifugalkraften strävar att föra läppen radiellt utåt såsom visas med pilen F. Därvid uppstår 456 519 a' fl0 15 20 25 30 35 även en axiell komponent som visas med den andra pilen X i fig 8, vilken inte endast åstadkommer att tvärsnittet hos läppen l00d smalnar utan också förflyttar orten för tätnings- bandet ll6d något utåt såsom visas med streckade linjer. Tät- ningsläppen l0Od av elastomermaterial deformeras således något under användning och rör sig på så sätt, att dess axiella tjock- lek minskas och dess utsträckning i centrifugalkraftens riktning ökas samtidigt som en dèl av läppen förskjutes något axiellt utåt då den effektiva tätningsdiametern ökar. Under dessa förhållanden åstadkommer tätningsläppen minskande axiell belastning vid högre hastighet.

Såsom framgår av fig l, 6 och 8 kommer tätningsläppen l0Od samt dennas motsvarigheter i de andra figurerna att deformeras under inverkan av centrifugalkraften, men läppen 62 på tätningsorganet 24a utsättes icke för någon deformation, eftersom den är fäšt vid en fast del. Till följd av detta kan en unik smutstätnings- funktion åstadkommas, vilken fungerar oberoende av den primära tätningsläppens funktion eller funktionen hos de primära och se- kundära läpparna i den kombinerade tätningsanordningen 24 av metall och elastomermaterial. Kombinationen av en slithylsa för en vanlig tätning tillsammans med en lätt monterbar tätning med en smutstätningsanordning som fungerar under inverkan av centri- fugalkraften ger ett antal fördelar under drift. I en befintlig konstruktion kan exempelvis anordningen 22a installeras istället för en helt av metall framställd slithylsa, och en utbytestätning med lämplig storlek kan användas, vilken tätning har större in- nerdiameter men samma ytterdiameter som den gamla tätningen.

Förutom slithylsan ger tätningsanordningen enligt uppfinningen emellertid även en extra labyrinttätning, vilken kan vara fram- ställd av samma material som den primära tätningsläppen eller av annat material, samtidigt som gummi eller något annat lämpligt flexibelt material utgör insidan för åstadkommande av en lämplig sekundär tätning samt för att möjliggöra enkel montering och placering. Tätningar i enlighet med föreliggande uppfinning är mycket lämpliga för underhåll före monteringen, exempelvis in- smörjning av den primära läppen, den ytterligare läppen och om- rådet mellan läpparna på tätningsorganet. 10 15 456 519 Smutstätningsläppen på slithylsan kan åstadkommas genom fastklämning eller vidhäftning. Smutstätningsläppen är i själva verket en axiellt verkande tätning, och uppfinningen åstadkommer en kombination av radiellt och axiellt verkande tätningar, varvid en av läpparna även fungerar under inverkan av centrifugalkraft.

Husen utgöres vanligen av pressad stålplåt, men de kan även vara framställda av aluminium, mässing eller liknande. Gummi- materialen är vanligen nitrilgummi, men man kan även använda naturgummi, fluorelastomerer, karboxylerat nitrilgummi, Hydrin- gummi, silikongummi eller liknande. Smutstätningsläppen kan även utgöras av fluorkarbonharts som är smörjande och något stelt, men fjädrande. Dessa material utgöres vanligen av en polymer av tetra- fluoreten (TFE), fylld med glasfiber, kol eller annat material.

Den inre ytan av gummihylsan visas slät, men-det bör observeras att den kan vara försedd med ribbor eller utformad på annat sätt om så skulle vara önskvärt.

Claims (8)

10 15 20 25 30 456 519 " 10 Patentkrav

1. Oljetätningsanordning (20) innefattande en tätningsenhet (24) med en monteringsfläns (54), en radiell fläns (56) samt en primär tätningsläpp (62) som med vidhäftning är fäst vid en del av den radiell flänsen (56) och har en stympad konisk yta (68) pà oljesidan och en stympat konisk yta (70) på luft- sidan, vilka ytor möts för att avgränsa ett primärt tätnings- band (72), k ä n n e t e c k n a d av att en snutstätnings- enhet (22) är anordnad. vilken innefattar ett ringformat hus (86) med en axiell fläns (88) med radiellt inre och yttre ytor (95. 118) samt en radiell fläns (90), varvid en lokali- seringshylsa (94) av elastonermaterial med sin yttre mantel- yta med vidhäftning är fäst vid den radiellt inåt riktade delen av smutstätningsenhetens axiella fläns (88) och med sin inre mantelyta är avpassad att löstagbart nen tätande passa på en tillhörande axel (52), varjämte smutstätningsenhetens (22) hus (86) har sin radiellt utåt riktade yta anpassad att samverka med tätningsbandet (72) på den prilära tätningsläp- pen (62) för noggrann tätning. varvid smutstätningsenheten (22) dessutom innefattar en slutståtningsläpp (100), vilken sträcker sig i huvudsak radiellt utåt från snutstätningsenhe- tens (22) hus (86) och axiellt i riktning not den yttre ytan av tätningsenhetens (24) radiella fläns (56) för att samverka med denna yta. varvid smutstätningsläppen (100) är anpassad att anligga mot den yttre ytan med en första kraft i stilla- stående läge och att deformeras axiellt delvis bort från den yttre ytan under inverkan av centrifugalkraft för att minska den första kraften mot den yttre ytan till ett reducerat vär- de.

2. Tätningsanordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k - n a d av att smutstätningsläppen (100) utgöres av en läpp av elastomermaterial, med vidhäftning fäst vid den yttre kanten (102) av den radiella flänsen (90) pa smutstätningsenhetens hus (86). F 10 15 20 25 30 35 456 519 ll

3. Tätningsanordning enligt krav 1. k ä n n e t e c k - n a d av att den primära tätningsläppen (24) dessutom inne- fattar en ytterligare läpp (66), vilken är utförd i ett styc- ke med den primära tätningsläppen och har ett tätningsband (84) som är avsett att samverka med den utåtriktade ytan (118) av den axiella flänsen (88) på smutstätningsenhetens hus (86).

4. Tätningsanordning enligt krav l. k ä n n e t e c k - n a d av att tätningsenheten dessutom innefattar ett yttre hus (26) som är fäst vid tätningsenhetens lonteringsflâns (54), varvid det yttre huset har en radiell fläns (126) som sträcker sig radiellt inåt för att åtminstone delvis täcka den radiella flänsen (90) på smutstätningsenhetens hus (86). varvid den radiella flänsen på smutstätningsenhetens hus är belägen axiellt mellan den yttre ytan av tâtningsenhetens radiella fläns (56) och den radiella ytan (126) pa det yttre huset (26).

5. Oljetätningsanordning enligt krav 2, k ä n n e t e c k - n a d av att smutstätningsläppen (100) av elastomermaterial är förbunden med husets elastomermaterialdel medelst en ring- formad livdel (93) av elastomermaterial, son sträcker sig radiellt längs den axiellt yttre ytan (104) av den radiella flänsen (90) på smutstätningsenhetens hus (86).

6. Oljetätningsanordning enligt krav l, k ä n n e t e c k - n a d av att smutstätningsläppen (100) utgöres av en för- tillverkad ring av smörjande material med en yttre kant (ll6b) samverkande med den yttre ytan av tätningsenhtens (24b) radiella fläns (56b), varvid ringens inre kant är fast- klämd mellan en axiellt inre yta (l0lb) på den radiella flän- sen (90b) av smutstätningsenhetens hus och en låsfläns (l05b). vilken är fäst på den utåt riktade ytan (1l8b) av smutstätningsenhetens axiella fläns (88b).

7. Oljetätningsanordning enligt krav 6, k ä n n e t e c k - n a d av att smutstätningsläppen (l00b) utgöres av en ring 456 519 12 av en fluorkolpolymer.

8. Oljetätníngsanordning enligt krav 6, k ä n n e t e c k - n a d av att den primära tätníngsläppen (24b) dessutom inne- fattar en ytterligare läpp (66) med ett tâtníngsband (84) som är avsett att samverka med en del av smutstätningsenhetens hus (85b). _. /6 Al