DE19916107C2

DE19916107C2 - Seal for pressure medium supply during rotary movements of two parts

Info

Publication number: DE19916107C2
Application number: DE1999116107
Authority: DE
Inventors: Mohammad Mohsen Saadat; Peter Beck
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-04-09
Filing date: 1999-04-09
Publication date: 2003-06-18
Anticipated expiration: 2019-04-10
Also published as: DE19916107A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtung zwecks Zu- und/oder Rück führung von Druckmitteln wie z. B. Gasen oder Flüssigkeiten während einer rotatorischen Bewegung zweier Teile relativ zueinander gemäß Gattungsbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a seal for the purpose of supply and / or return management of pressure media such. B. gases or liquids during a rotational movement of two parts relative to each other according to the generic term of claim 1.

Die auf dem Markt befindlichen Dichtungen für derartige Auf gaben besitzen zwei gegenüberliegende Dichtlippen, die in einer Nut sitzen, von denen eine Dichtlippe statisch auf einem Teil aufliegt und sich mit diesem Teil bewegt, während die zweite Dichtlippe gegen den rotierenden Teil abdichtet. Daher werden zur Realisierung eines jeden Druckmittelzuführungska nals jeweils zwei Stück derartiger Dichtungen benötigt. Somit wächst die Anzahl der erforderlichen Dichtungen mit dem Faktor zwei der Druckmittelkanäle. Bei einer größeren Anzahl von Druckmittelkanälen vergrößert sich zusätzlich zu den wachsen den Kosten der Dichtungen entsprechend auch das Bauvolumen der Dichtungseinheit. Die Folge ist eine progressive Steigerung der Kosten in Abhängigkeit von der Anzahl der Druckmittelkanä le.The seals on the market for such on have two opposite sealing lips, which in a groove, of which a sealing lip statically on one Part rests and moves with this part while the seals the second sealing lip against the rotating part. Therefore are used for the realization of each pressure medium supply box nals two pieces of such seals required. Consequently the number of seals required increases with the factor two of the pressure medium channels. With a larger number of Pressure medium channels increase in addition to the grow the construction volume of the Sealing unit. The result is a progressive increase the costs depending on the number of pressure medium channels le.

Die US-Patentschrift 4,063,743 weist ein Dichtungspaar beste hend aus zwei einzelnen Dichtungen mit je zwei Dichtlippen auf, die auf einem feststehenden Teil axial nebeneinander d. h. in Richtung der Drehachse angeordnet sind und mit je einer Dichtlippe mittels Vorspannung der Dichtung auf dem festste henden Teil statisch und mit ihrer zweiten Dichtlippe gegen das rotierende Teil dynamisch abdichten. Das Druckmedium ge langt von einem Teil zum anderen zwischen den beiden Dichtun gen.U.S. Patent No. 4,063,743 has a best pair of seals consisting of two individual seals with two sealing lips each on the axially side by side on a fixed part d. H. are arranged in the direction of the axis of rotation and with one each Sealing lip by prestressing the seal on the hardest existing part statically and with its second sealing lip seal the rotating part dynamically. The print medium reaches from one part to the other between the two seals gene.

Die deutsche Patentschrift 926 170 beschreibt eine Drehdurch führung mit mehreren axial in Richtung der Drehachse nebenein ander angeordneten Einzeldichtungen mit je vier Dichtlippen, die an einem rotierenden Teil befestigt und in einem hohlzy linderischen Raum des zweiten Teils koaxial laufen und mit ihren vier Dichtlippen gegen denselben Teil dynamisch abdich ten.The German patent specification 926 170 describes a rotation Guide with several axially next to each other in the direction of the axis of rotation other individual seals, each with four sealing lips, which is attached to a rotating part and in a hohlzy linderischen space of the second part run coaxially and with seal their four sealing lips dynamically against the same part th.

Das Druckmedium gelangt von einem Teil zum anderen über Boh rungen, die zwischen den Dichtungen angebracht sind. Die Dich tungen werden durch Zwischenstücken auf Distanz gehalten und axial vorgespannt. die Distanzstücke teilen gleichzeitig den hohlzylinderischen Raum in zwei hohlzylinderischen Teilräumen, so daß die Anzahl der Druckmittelkanäle auf der gleichen Bau länge der Durchführung halbiert wird.The print medium passes from one part to the other via Boh between the seals. The you tings are kept at a distance by spacers and axially preloaded. the spacers share the hollow cylindrical space in two hollow cylindrical subspaces, so that the number of pressure medium channels on the same construction length is halved.

Die deutsche Patentschrift 560 674 beschreibt eine Drehdurch führung mit mehreren axial d. h. in Richtung der Drehachse nebeneinander angeordneten Doppellippen-Dichtungen, die durch bohrt sind und alle samt Distanzstücken aus Gummi und Leder zwecks Abdichtung vorgespannt werden.The German patent specification 560 674 describes a rotation guide with several axial d. H. in the direction of the axis of rotation juxtaposed double lip seals that pass through are drilled and all including spacers made of rubber and leather biased for sealing.

Das Druckmedium gelangt von einem Teil zum anderen durch die Dichtungen.The print medium passes from one part to the other through the Seals.

Die deutsche Offenlegungsschrift DE 40 06 257 A1 beschreibt eine durchbohrte Dichtung, die mit zwei axial nebeneinander ange ordneten Dichtlippen auf einer quer durchbohrten Welle sitzt. Das Druckmedium gelangt durch die Bohrung der Dichtung in die Bohrung der Welle. Zwecks Abdichtens werden die beiden dyna misch abdichtenden Dichtlippen mit Hilfe von O-Ringen auf die Welle gedrückt.The German patent application DE 40 06 257 A1 describes one pierced seal with two axially next to each other arranged sealing lips sits on a shaft pierced transversely. The pressure medium gets through the hole in the seal Bore the shaft. To seal, the two are dyna mix sealing lips with the help of O-rings on the Shaft pressed.

Die britische Patentschrift 1 312 199 zeigt wie die deutsche Patentschrift P 21 19 468.3 eine Dichtung mit zwei Dichtlip penpaaren. Ein Dichtlippenpaar sitzt statisch vorgespannt axial nebeneinander auf dem rotierenden Teil, während das zweite Dichtlippenpaar sich in einer radialen Nut koaxial zur Drehachse befindet und mit seinen beiden Dichtlippen gegen zwei zur Drehachse senkrechten Lauffläche der Nut dynamisch abdichtet.The British patent 1 312 199 shows like the German Patent specification P 21 19 468.3 a seal with two sealing lip penpaaren. A pair of sealing lips is statically prestressed axially side by side on the rotating part while the second pair of sealing lips coaxially in a radial groove Axis of rotation and with its two sealing lips against two dynamic running surfaces of the groove perpendicular to the axis of rotation seals.

Die deutsche Offenlegungsschrift 25 46 746 zeigt die zuletzt beschriebene Dichtung in zweifacher Ausführung axial in einem einzigen feststehenden Teil mit zwei Nuten angeordnet.The German Offenlegungsschrift 25 46 746 shows the last described seal in duplicate axially in one single fixed part arranged with two grooves.

Alle vorgenannten Dichtungen besitzen folgende Nachteile:
All of the aforementioned seals have the following disadvantages:

- You need accordingly for several pressure medium channels several seals.
- You line up your seals for several pressure medium channels axially side by side, which makes the construction long and the Bending rigidity of the component is reduced.
- They show at least one biased one without exception Pair of sealing lips. You can therefore not be bilateral self-reinforcing sealing.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei derartigen Dichtungsaufgaben die Anzahl der Dichtungen sowie das Bauvolumen der Einheit zu halbieren und gegebenenfalls die Lebensdauer durch Halbierung des Verschleißes zu verdoppeln.In contrast, the invention is based on the object such sealing tasks the number of seals as well to halve the construction volume of the unit and, if necessary, the Double the service life by halving the wear.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den in Anspruch 1 ange gebenen Merkmalen gelöst.This object is claimed in claim 1 given characteristics solved.

Die Unteransprüche stellen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung dar.The subclaims represent advantageous developments of Invention.

Zufolge der symmetrischen Ausbildung der durchbohrten Dich tung, ausgestaltet mit vier Dichtlippen, von denen mindestens zwei, in Bezug auf die Ebene der Druckmittelbohrungen symme trisch liegenden Dichtlippen, dynamisch abdichten, verbunden mit Druckmittelbohrungen auf Symmetriezylinder der Dichtlippen wird erfindungsgemäß für jeden Druckmittelkanal eine einzige Dichtung benötigt.Due to the symmetrical design of the pierced you tion, designed with four sealing lips, at least of which two, symme in relation to the level of the pressure medium holes sealing lips, dynamically sealing, connected with pressure medium holes on the symmetry cylinder of the sealing lips according to the invention is a single one for each pressure medium channel Seal needed.

Eine Dichtungseinheit für mehrere Druckmittelkanäle besitzt eine einzige erfindungsgemäße scheibenförmige Dichtung, die viermal soviel Dichtlippen besitzt wie Druckmittelkanalreihen vorhanden sind. Die Bohrungen der Druckmittelkanäle liegen alle reihenweise auf konzentrischen Zylindern. Die Dichtlippen sind in Bezug auf die einzelnen Druckmittelkanalebenen paar weise symmetrisch.Has a sealing unit for several pressure medium channels a single disc-shaped seal according to the invention, the has four times as many sealing lips as rows of pressure medium channels available. The holes in the pressure medium channels are located all in rows on concentric cylinders. The sealing lips are few in relation to the individual pressure medium channel levels wise symmetrical.

Zwecks geringerer Abnutzung der Dichtlippen werden alle vier Dichtlippen einer Druckmittelkanalreihe dynamisch abdichtend gestaltet, so daß die Dichtung gegenüber beide der abzudich tenden Teile eine Relativbewegung aufweist. Eine derartig gestaltete Dichtung schwimmt somit zwischen den beiden abzu dichtenden Teilen. Hierdurch verteilen sich Verschleiß und Abnutzung gleichmäßig auf beide Dichtlippenpaare jeder Kanal seite. Die Lebensdauer der Dichtung verdoppelt sich bei glei chen Parametern und Betriebsbedingungen.In order to reduce wear on the sealing lips, all four Sealing lips of a row of pressure medium channels dynamically sealing designed so that the seal against both of the seals tendency parts has a relative movement. One of those designed seal thus swims between the two sealing parts. This distributes wear and tear Wear evenly on both pairs of sealing lips on each channel page. The life of the seal is doubled at glei parameters and operating conditions.

Ebenfalls kann die Drehzahl bei gleicher Relativgeschwindig keit zwischen der Dichtlippen und dem Bauteil verdoppelt wer den.The speed can also be at the same relative speed speed between the sealing lips and the component is doubled the.

Erfindungsgemäß wird für eine Dichteinheit nur eine Dichtung benötigt und zwar unabhängig von der Anzahl der Druckmittel kanäle. According to the invention, only one seal is used for a sealing unit required, regardless of the number of pressure media channels.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Dichtung einen Steg oder Kranz aufweist, der als Käfig eines Wälzlagers dient, das zwischen den beiden bewegten und abzudichtenden Teilen angeordnet ist. Der Dichtungskranz besitzt Löcher, die zur Aufnahme von Wälzkörpern dienen. Durch die Bewegung der Wälzkörper wird die Dichtung gezwungen, sich mit der halben Relativgeschwindigkeit der beiden abzudichten den Teile zu bewegen.A further advantageous embodiment of the invention provides before that the seal has a web or wreath, which as The cage of a rolling bearing is used to move between the two and parts to be sealed is arranged. The sealing ring has holes that are used to hold rolling elements. By the movement of the rolling elements is forced to seal itself seal with half the relative speed of the two to move the parts.

Durch entsprechende Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Dich tung mit einem Wälz- oder Gleitlager entsteht ein neues und sehr kompaktes Maschinenelement, das in der Industrie eine breite Anwendung findet.By appropriate design of the invention With a rolling or plain bearing, a new and very compact machine element that is one in the industry is widely used.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf schema tisch dargestellte Figuren näher erläutert.The invention will now be described with reference to schematic figures shown in the table.

Konstruktiv einander entsprechende oder äquivalente Teile sind mit gleichen Bezugsnummern versehen.Structurally corresponding or equivalent parts provided with the same reference numbers.

Im Einzelnen Zeigen:Show in detail:

Fig. 1 einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Dich tung mit zwei dynamisch wirkenden Dichtlippen für einen Druckmittelkanal, Fig. 1 shows a cross section through the inventive like tung with two dynamically acting sealing lips for a pressure medium channel,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Dich tung mit vier dynamisch wirkenden Dichtlippen für zwei Druckmittelkanäle und einem dritten Kanal zum drucklosen Abfluß von Medien, Fig. 2 shows a cross section through the inventive like tung with four dynamically acting sealing lips for two pressure-medium channels, and a third channel for pressureless outflow of media,

Fig. 3 einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Dich tung mit vier dynamisch wirkenden Dichtlippen für einen Druckmittelkanal, Fig. 3 shows a cross section through the inventive like tung with four dynamically acting sealing lips for a pressure medium channel,

Fig. 4 einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Dich tung mit acht dynamisch wirkenden Dichtlippen für zwei Druckmittelkanäle und einem dritten Kanal zum drucklosen Abfluß von Medien, Fig. 4 shows a cross section through the inventive like tung with eight dynamically acting sealing lips for two pressure-medium channels, and a third channel for pressureless outflow of media,

Fig. 5 einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Dich tung mit acht dynamisch wirkenden Dichtlippen für zwei Druckmittelkanäle und einem dritten Kanal zum drucklosen Abfluß von Medien sowie einem mittleren Kranz als Käfig eines Wälzlagers, Fig. 5 shows a cross section through the inventive log processing dynamically interacts with eight sealing lips for two pressure-medium channels, and a third channel for pressureless outflow of media as well as an intermediate ring as a cage of a roller bearing,

Fig. 6 einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Dich tung mit acht dynamisch wirkenden Dichtlippen für zwei Druckmittelkanäle und einem dritten Kanal zum drucklosen Abfluß von Medien sowie einem seitlichen Kranz als Käfig eines Wälzlagers, Fig. 6 shows a cross section through the inventive log processing dynamically interacts with eight sealing lips for two pressure-medium channels, and a third channel for pressureless outflow of media and a lateral rim as a cage of a roller bearing,

Gemäß Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Dichtung (3) zwischen zwei gegeneinander rotatorisch beweglichen Teilen (1, 2) ange bracht. Die Dichtung (3) besitzt zwei Dichtlippenpaare (Dop peldichtlippenpaar) mit vier Dichtlippen, von denen sich ein Dichtlippenpaar im beweglichen Teil (1) dreht und gegen diesen Teil dynamisch abdichtet und das zweite Dichtlippenpaar fest im unbeweglichen Teil (2) sitzt und gegen diesen Teil statisch abdichtet.Referring to FIG. 1, a gasket according to the invention (3) between two mutually rotationally mobile parts (1, 2) is introduced. The seal ( 3 ) has two pairs of sealing lips (double pair of sealing lips) with four sealing lips, of which one pair of sealing lips rotates in the movable part ( 1 ) and seals dynamically against this part and the second pair of sealing lips sits firmly in the immovable part ( 2 ) and against this part statically seals.

Die Dichtlippenpaare sind vorteilhafterweise in Bezug auf ihre mittelebene symmetrisch gestaltet. Zwischen den Dichtlippen paaren befinden sich parallel zur Symmetrieebene der Dichtung (3) Bohrungen (6), die zum Durchfluß von Druckmitteln wie z. B. Gasen, Druckluft, Öl, Wasser oder anderen Medien dienen.The pairs of sealing lips are advantageously designed symmetrically with respect to their central plane. Between the sealing lips are parallel to the plane of symmetry of the seal ( 3 ) bores ( 6 ) that allow the flow of pressure media such. B. gases, compressed air, oil, water or other media.

Das Medium fließt durch die Bohrungen (7) des beweglichen Teils (1) über die Bohrungen (6) der Dichtung (3) in die Boh rungen (8) des feststehenden Teils (2).The medium flows through the bores ( 7 ) of the movable part ( 1 ) through the bores ( 6 ) of the seal ( 3 ) into the bores ( 8 ) of the fixed part ( 2 ).

Zwischen den Dichtlippenpaaren werden vorteilhafterweise fe dernde Elemente (4, 5) angebracht, die dafür sorgen, daß die Dichtlippenpaare sich an die Teile (1, 2) fest andrücken.Between the pairs of sealing lips are advantageously fe derenden elements ( 4 , 5 ) attached, which ensure that the pairs of sealing lips press firmly against the parts ( 1 , 2 ).

Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Dichtung (3) bestehend aus zwei Doppeldichtlippenpaaren gemäß Fig. 1 zum Durchlaß zweier Medien in einer einzelnen Dichtung. Das zweite Medium fließt durch die Bohrungen (13) des beweglichen Teils über die zweite Bohrungsreihe (14) der Dichtung (3) in die Bohrungsreihe (12) des feststehenden Teils (2). Fig. 2 shows a seal ( 3 ) according to the invention consisting of two pairs of double sealing lips according to FIG. 1 for the passage of two media in a single seal. The second medium flows through the bores ( 13 ) of the movable part via the second row of bores ( 14 ) of the seal ( 3 ) into the row of bores ( 12 ) of the fixed part ( 2 ).

Zwischen den beiden Doppeldichtlippenpaaren befindet sich eine weitere Bohrungsreihe (11), die gemeinsam mit den Bohrungen (9) im beweglichen Teil (1) sowie den Bohrungen (10) im fest stehenden Teil (2) ein drittes druckloses Medium, wie z. B. Abluft oder Abwasser, während der Bewegung der beiden Teile (1, 2) durchlassen.Between the two pairs of double sealing lips there is another row of bores ( 11 ), which together with the bores ( 9 ) in the movable part ( 1 ) and the bores ( 10 ) in the fixed part ( 2 ) a third pressure-free medium, such as. B. exhaust air or waste water, during the movement of the two parts ( 1 , 2 ).

Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Dichtung (3) bestehend aus einem zweifach symmetrischen Doppeldichtlippenpaar, bei dem alle vier Dichtlippen dynamisch abdichten. Das Druckmedium gelangt durch die Bohrungen (7) des einen Maschinenteils (1) über die Bohrungen (6) in der Dichtung in die Bohrungen (8) des zweiten Maschinenteils (2). Ein Wulst in der Mitte der Dichtung (3) sorgt dafür, daß die Dichtung (3) einigermaßen mittig bleibt. Diese Dichtung (3) ist somit zwischen den Ma schinenteilen (1, 2) schwimmend untergebracht. Fig. 3 shows a seal ( 3 ) according to the invention consisting of a double symmetrical double sealing lip pair, in which all four sealing lips seal dynamically. The pressure medium passes through the bores ( 7 ) of one machine part ( 1 ) via the bores ( 6 ) in the seal into the bores ( 8 ) of the second machine part ( 2 ). A bead in the middle of the seal ( 3 ) ensures that the seal ( 3 ) remains reasonably central. This seal ( 3 ) is thus housed between the machine parts ( 1 , 2 ) floating.

Fig. 4 zeigt eine erfindungsgemäße schwimmende Dichtung (3) bestehend aus zwei dynamisch abdichtenden symmetrischen Dop peldichtlippenpaaren gemäß Fig. 3. Fig. 4 shows a floating seal ( 3 ) according to the invention consisting of two dynamically sealing symmetrical double sealing lip pairs according to FIG. 3rd

Zwischen den beiden Doppeldichtlippenpaaren befindet sich eine weitere Reihe von Bohrungen (11), die gemeinsam mit den Boh rungen (9) im beweglichen Teil (1) sowie den Bohrungen (10) im zweiten beweglichen Teil (2) ein drittes druckloses Medium durchlassen.Between the two pairs of double sealing lips there is a further row of bores ( 11 ) which, together with the bores ( 9 ) in the movable part ( 1 ) and the bores ( 10 ) in the second movable part ( 2 ), allow a third pressureless medium to pass through.

Fig. 5 zeigt eine Ausführung der erfindungsgemäßen schwimmen den Dichtung (3) gemäß Fig. 4 mit einem Zwischensteg, der zur Aufnahme von Wälzkörpern (15) eines axialen Wälzlagers dient. Dabei können die beiden gegeneinander abzudichtenden Teile (1, 2) als Innen- und Außenring des Wälzlagers verwendet werden. Fig. 5 shows an embodiment of the seal according to the invention ( 3 ) according to FIG. 4 with an intermediate web, which serves to receive rolling elements ( 15 ) of an axial rolling bearing. The two parts ( 1 , 2 ) to be sealed against each other can be used as the inner and outer ring of the rolling bearing.

Fig. 6 zeigt eine identische Ausführung der erfindungsgemäßen Dichtung (3) gemäß Beschreibung der Fig. 5, jedoch mit einem abgewinkelten Steg (16), der als Käfig eines radialen Wälzla gers dient. Fig. 6 shows an identical embodiment of the seal ( 3 ) according to the description of FIG. 5, but with an angled web ( 16 ) which serves as a cage of a radial Wälzla gers.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirkli chung der Erfindung von Bedeutung sein.The in the above description, the drawings and the Features of the invention disclosed in claims can be both individually as well as in any combination for the tangling Chung of the invention may be of importance.

Claims

1. Gasket for carrying media, in particular gaseous and liquid pressure media, over two relatively rotating parts with at least four sealing lips, consisting of two symmetrically opposed pairs of sealing lips with bores, the two annular spaces between the two pairs of sealing lips together bind ver, wherein a pair of sealing lips seals dynamically self-reinforcing, characterized in that each pair of sealing lips is in one of the two machine parts ( 1 , 2 ) and at least one pair of sealing lips between two levels of a part ( 1 ) acts dynamically sealing, and that between the sealing lip pairs are bore channels ( 6 ) on concentric cylinders that connect the spaces between the two sealing lip pairs.

2. Seal according to claim 1, characterized in that the sealing lip pairs twice or more over or ne are arranged side by side.

3. Seal according to claim 2, characterized in that there are rows of holes ( 11 ) between the sealing lips, which serve for the unpressurized outflow of gaseous or liquid media.

4. Seal according to one or more of the preceding claims, characterized in that the seal ( 3 ) seals dynamically with all pairs of sealing lips and even machine parts ( 1 , 2 ) float between the two Ma to be sealed.

5. Seal according to claim 4, characterized in that a part ( 16 ) of the seal ( 3 ) serves as a cage of a rolling bearing ( 15 ).