DE19923530A1 - Radial or axial shaft sealing ring has sealing lip and optionally protective lip and is made from homogeneous and/or non-homogeneous ceramic organic/inorganic composite material - Google Patents
Radial or axial shaft sealing ring has sealing lip and optionally protective lip and is made from homogeneous and/or non-homogeneous ceramic organic/inorganic composite materialInfo
- Publication number
- DE19923530A1 DE19923530A1 DE19923530A DE19923530A DE19923530A1 DE 19923530 A1 DE19923530 A1 DE 19923530A1 DE 19923530 A DE19923530 A DE 19923530A DE 19923530 A DE19923530 A DE 19923530A DE 19923530 A1 DE19923530 A1 DE 19923530A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- sealing ring
- lip
- shaft
- homogeneous
- shaft sealing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000007789 sealing Methods 0.000 title claims abstract description 50
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 title claims abstract description 7
- 229910003471 inorganic composite material Inorganic materials 0.000 title abstract 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 12
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 6
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 4
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 13
- YAFQFNOUYXZVPZ-UHFFFAOYSA-N liproxstatin-1 Chemical compound ClC1=CC=CC(CNC=2C3(CCNCC3)NC3=CC=CC=C3N=2)=C1 YAFQFNOUYXZVPZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 5
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 5
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 4
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 4
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 3
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 3
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 3
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 3
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 3
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000459 Nitrile rubber Polymers 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000012784 inorganic fiber Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000013528 metallic particle Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000003351 stiffener Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/34—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
- F16J15/3436—Pressing means
- F16J15/3456—Pressing means without external means for pressing the ring against the face, e.g. slip-ring with a resilient lip
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
- F16J15/3284—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings characterised by their structure; Selection of materials
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Sealing Devices (AREA)
Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wellendichtring zum Abdichten von Maschi nenteilen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a shaft sealing ring for sealing machines parts according to the preamble of claim 1.
Wellendichtringe sind feste Bestandteile einer Maschine und werden als schleifende Dichtungen gegen Austritt von Schmiermitteln und Eindringen von Fremdkörpern, Staub u. ä. in das Lager- bzw. Maschinengehäuse eingesetzt (Decker, K.-H.: Maschi nenelemente, Gestaltung und Berechnung, Carl Hanser Verlag, München - Wien, 1990).Shaft seals are integral parts of a machine and are called grinding Seals against leakage of lubricants and penetration of foreign bodies, Dust and Ä. inserted into the bearing or machine housing (Decker, K.-H .: Maschi elements, design and calculation, Carl Hanser Verlag, Munich - Vienna, 1990).
Weit verbreitet sind Radial-Wellendichtringe (einfachste Form gemäß Fig. 3) mit einer Dichtlippe und (optionaler) zusätzlicher Schutzlippe sowie Axial-Wellendichtringe (einfachste Form gemäß Fig. 4) (Freudenberg Dichtungs- und Schwingungstechnik KG, D-69465 Weinheim, Produktinformation, 1999; Hirschmann GmbH, D-78737 Flu orn-Winzeln, Produktinformation, 1999).Radial shaft sealing rings (simplest form according to FIG. 3) with a sealing lip and (optional) additional protective lip as well as axial shaft sealing rings (simplest form according to FIG. 4) are widely used (Freudenberg Dichtungs- und Schwibrationstechnik KG, D-69465 Weinheim, product information, 1999; Hirschmann GmbH, D-78737 Flu orn-Winzeln, product information, 1999).
Die Geometrie von Radial-Wellendichtringen (RWDR) bzw. von Axial- Wellendichtringen (AWDR) kann je nach Ausführung von den o. a. Formen abwei chen. Die in Fig. 3 bzw. Fig. 4 dargestellten Wellendichtringe werden im Weiteren nur beispielhaft verwendet.The geometry of radial shaft seals (RWDR) or axial shaft seals (AWDR) can deviate from the above shapes depending on the version. The shaft sealing rings shown in FIG. 3 or FIG. 4 are only used as examples below.
Radial-Wellendichtringe bestehen aus unter radialer Federspannung stehenden Ela stomer- oder Kunststoff-Manschetten. Axial-Wellendichtringe sind ebenfalls vorge spannte Elastomer- oder Kunststoff-Manschetten und dichten axial an einer Gegen lauffläche ab.Radial shaft seals consist of Ela, which is under radial spring tension stomer or plastic cuffs. Axial shaft seals are also featured stretched elastomer or plastic sleeves and axially seal against a counter tread from.
Elastomermanschetten werden je nach abzudichtenden Medien und Drehzahlberei chen im Betrieb etwa aus Nitril-Butadien-Kautschuk, Acrylat-Kautschuk, Silicon- Kautschuk und Fluor-Kautschuk hergestellt (Decker, K.-H.: Maschinenelemente, Ge staltung und Berechnung, Carl Hanser Verlag, München - Wien, 1990). Wellendicht ringe aus Kunststoff bestehen vorwiegend aus Polytetrafluoräthylen (PTFE) (Freuden berg Dichtungs- und Schwingungstechnik KG, D-69465 Weinheim, Produktinformati on, 1999). Elastomer sleeves are used depending on the media to be sealed and the speed range Chen in operation from nitrile butadiene rubber, acrylate rubber, silicone Rubber and fluorine rubber manufactured (Decker, K.-H .: Maschinenelemente, Ge design and calculation, Carl Hanser Verlag, Munich - Vienna, 1990). Shaft tight rings made of plastic consist mainly of polytetrafluoroethylene (PTFE) (Delights berg sealing and vibration technology KG, D-69465 Weinheim, Produktinformati on, 1999).
Wellendichtringe können (im Gegensatz zu den berührungsfreien Dichtungen) gegen Über- oder Unterdruck abdichten und stellen die sicherste Abdichtvorrichtung gegen das Eindringen von Staub dar. Sie verursachen durch die schleifenden Dichtlippen aber eine zusätzliche Reibung und dadurch Erwärmung und Energieverluste. Letztere können etwa bei einer mit 3000 U/min rotierenden Welle (∅ 80 mm) in einer Größen ordnung bis zu 150 W betragen (Wollesen, V. M.: Temperaturbestimmung in der Dichtzone von Radialwellendichtringen als Randbedingungen für die Modellierung des Dichtungsvorgangs, Dissertation TU Hamburg-Harburg, 1993).Shaft sealing rings can (in contrast to the non-contact seals) against Seal overpressure or underpressure and face the safest sealing device the penetration of dust. They cause by the abrasive sealing lips but an additional friction and thereby heating and energy losses. Latter can be in one size with a shaft rotating at 3000 rpm (∅ 80 mm) order up to 150 W (Wollesen, V. M .: temperature determination in the Sealing zone of radial shaft seals as boundary conditions for the modeling of the Sealing process, dissertation TU Hamburg-Harburg, 1993).
Betriebsbedingt unterliegen derartige Maschinenbauteile also einem extremen Ver schleiß, und besitzen daher eine begrenzte Lebensdauer, die oft weit unter der allge meinen Lebensdauer der Maschine liegt (Haas, W.; Haiser, H.: Reibung und Ver schleiß von PTFE-Dichtungswerkstoffen, 11th International Sealing Conference, Dres den, 3./4. Mai 1999).Due to operational reasons, such machine components are subject to extreme ver wear, and therefore have a limited lifespan, often far below the general my lifespan of the machine is (Haas, W .; Haiser, H .: Friction and Ver wear of PTFE sealing materials, 11th International Sealing Conference, Dres the 3rd / 4th May 1999).
Ferner verhindern die dabei induzierten hohen Temperatur- und Verschleißbelastun gen sowie die auftretenden Energieverluste die oft vom Endabnehmer benötigte Erhö hung der Betriebsdrehzahlen. Weiterhin werden die zulässigen Arbeitsdrücke der Ma schine erheblich von der Umfangsgeschwindigkeit der Welle und somit auch von den Steifigkeiten des Wellendichtrings bestimmt. Außerdem richten sich sowohl die Wel lendichtringmaterialien als auch die Einbauvorschriften stark nach dem abzudichten den Medium, da die verwendeten WDR-Werkstoffe u. U. nicht oder nur bedingt me dienbeständig sind. Dies wird in den meisten Fällen durch eine entsprechende Vorbe handlung der WDR berücksichtigt.Furthermore, the induced high temperature and wear stress prevent and the energy losses that occur, the increases often required by the end user operating speeds. Furthermore, the permissible working pressures of Ma Apparently considerably from the circumferential speed of the shaft and thus from the Stiffness of the shaft seal determined. In addition, both the Wel sealing ring materials as well as the installation instructions after sealing the medium because the WDR materials used May not or only partially me are resistant to service. In most cases, this is done by an appropriate preparation act of the WDR considered.
Die o. a. Problembereiche beim Einsatz von derzeit im Markt befindlichen Wellendich tringe werden erheblich komplexer, wenn Wellendichtringe in anderen Anwendungs bereichen, wie etwa der Pneumatik, der Hydraulik und hier insbesondere der Wasser hydraulik zum Einsatz kommen. Hierbei verursachen die im Medium gelösten Verun reinigungen einen stärkeren Verschleiß, und setzen somit die Lebensdauer der Dich tungen weiter herab.The above Problem areas when using shaft seals currently on the market rings become significantly more complex when shaft seals are used in other applications areas, such as pneumatics, hydraulics and especially water hydraulics are used. This causes the Verun dissolved in the medium cleaning a stronger wear, and thus set the life of you further down.
Der in dem Elastomer- oder Kunststoffteil der Dichtung eingebettete metallische Ver steifungsring (vgl. Fig. 3 und 4) bildet die eigentliche Tragstruktur. Selbsttragende WDR sind (bedingt durch das eingesetzte Manschettenmaterial) nicht bekannt. The stiffening ring embedded in the elastomer or plastic part of the seal (see FIGS . 3 and 4) forms the actual supporting structure. Self-supporting WDR are not known (due to the cuff material used).
Ein Hauptziel bei der Entwicklung von WDR besteht darin, sicherzustellen, daß die Beschädigungen an Wellendichtringen aufgrund von Temperatur- und Verschleißbe anspruchung sowie durch Reibung verursachte Energieverluste zu minimieren. Auch die Produktionskosten sollen niedrig gehalten werden.A primary goal in developing WDR is to ensure that the Damage to shaft seals due to temperature and wear to minimize stress and energy losses caused by friction. Also the production costs should be kept low.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Wellendichtring der ein gangs genannten Art anzugeben, der aus hochtemperaturbeständigem, verschleißfe stem und schadenstolerantem Material besteht und hohe Lebensdauer auch bei star kem Verschleiß sowie hohe Vibrationsabsorption aufweist, durch die Herabsetzung der Reibung auch Leistungsverluste minimiert, und vor allem universell etwa auch für den Bereich der Pneumatik, der Hydraulik und hier insbesondere der Wasserhydraulik einsetzbar ist, wobei ein umfassender und dauerhafter Schutz gegen Fremdkörpern, Staub u. ä. für die Maschine gewährleistet sein muß. Darüber hinaus soll er eine selbsttragende Struktur aufweisen, die bevorzugter Weise schon im Herstellungspro zeß entsteht und dadurch der nachträgliche Einbau von Versteifungs- bzw. Zugfedern entfallen kann. Entsprechend soll die erfindungsgemäße Wellendichtung eine hohe Zuverlässigkeit besitzen.The object of the present invention is to provide a shaft seal Specify the type mentioned above, which is made of high temperature resistant, wear stem and damage-tolerant material and long service life even with star low wear and high vibration absorption, due to the reduction friction also minimizes losses in performance, and above all universally for the field of pneumatics, hydraulics and here especially water hydraulics can be used, whereby comprehensive and permanent protection against foreign bodies, Dust and Ä. must be guaranteed for the machine. In addition, it should have self-supporting structure, which is preferably already in the pro zeß arises and thereby the subsequent installation of stiffening or tension springs can be omitted. Accordingly, the shaft seal according to the invention should have a high Have reliability.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe in Verbindung mit den im Oberbegriff des An spruch 1 genannten Merkmalen dadurch gelöst, daß die Struktur aus einem kerami schen homogenen oder/und inhomogenen anorganisch-organischen Kompositwerk stoff besteht.According to the invention the task in conjunction with the in the preamble of the Proof 1 mentioned features solved in that the structure of a kerami between homogeneous and / or inhomogeneous inorganic-organic composite fabric exists.
Vorteilhaft sind Bereiche der Struktur hinsichtlich Steifigkeit, Festigkeit, Dämpfung, Verschleißfestigkeit und Dauerbeständigkeit mit bereichsweise unterschiedlich ver stärkten anorganisch-organischen Kompositwerkstoff aufgebaut.Areas of the structure are advantageous with regard to rigidity, strength, damping, Wear resistance and long-term durability with different areas strengthened inorganic-organic composite material.
Zur Verbesserung der Abdichtwirkung kann oberhalb der Dichtlippe(n) eine Struktur versteifung vorgesehen werden.To improve the sealing effect, a structure can be placed above the sealing lip (s) stiffening can be provided.
Ein Versteifung der Struktur kann durch Geometrieänderung und/oder durch den Ein satz unterschiedlicher Komposit-Materialen vorgenommen werden. The structure can be stiffened by changing the geometry and / or by the one different composite materials.
Vorteilhaft weist der Wellendichtring in Bereichen der Struktur unterschiedliche Stei figkeiten, Festigkeiten und Dämpfung auf.The shaft sealing ring advantageously has different ridges in areas of the structure abilities, strengths and damping.
Die Herstellung eines erfindungsgemäßen Wellendichtrings erfolgt mittels an sich be kannter Fertigungsverfahren aus modifizierten und/oder unmodifizierten "Precursoren" bzw. "Polymer-Keramiken". Vorteilhaft kann die Struktur auch in Spritzgießtechnik aus modifizierten und/oder unmodifizierten "Precursoren" bzw. "Polymer-Keramiken" her gestellt werden.The production of a shaft sealing ring according to the invention is carried out by itself known manufacturing processes from modified and / or unmodified "precursors" or "polymer ceramics". The structure can also advantageously be made using injection molding technology modified and / or unmodified "precursors" or "polymer ceramics" be put.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The invention is described below using exemplary embodiments in the drawing explained in more detail. Show it:
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Radial-Wellendichtring, Fig. 1 shows a radial shaft sealing ring according to the invention,
Fig. 2 einen erfindungsgemäßen Axial-Wellendichtring, FIG. 2 is an axial shaft seal according to the invention,
Fig. 3 einen Radial-Wellendichtring einfacher Bauart nach dem Stand der Technik, Fig. 3 shows a radial shaft seal of simple design according to the prior art,
Fig. 4 einen Axial-Wellendichtring einfacher Bauart nach dem Stand der Technik. Fig. 4 shows an axial shaft seal ring of simple design according to the prior art.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Fig. 1 als Radial-Wellendichtring (RWDR) dargestellt. In der Fig. 1 ist bei der Struktur 3 eine Dichtlippe 1 und eine Strukturversteifung 2 hervorgehoben. Ein zweites Ausführungsbeispiel ist in der Fig. 2 in einer Struktur 3 als Axial-Wellendichtring (AWDR) mit Dichtlippe 1 und Strukturver steifung 2 dargestellt. Der erfindungsgemäße Wellendichtring ist dabei nicht auf die dargestellte spezielle Geometrie und/oder Ausführungsform sowie Einsatzbereich be grenzt.An embodiment of the invention is shown in FIG. 1 as a radial shaft seal (RWDR). In FIG. 1, a sealing lip 1 and a structural stiffener 2 are highlighted in the structure 3 . A second exemplary embodiment is shown in FIG. 2 in a structure 3 as an axial shaft sealing ring (AWDR) with sealing lip 1 and stiffening structure 2 . The shaft sealing ring according to the invention is not limited to the special geometry and / or embodiment and area of use shown.
Fig. 3 zeigt einen Radial-Wellendichtring einfacher Bauart nach dem Stand der Tech nik, wobei Welle 4, Schutzlippe 5, Dichtfläche 6, Versteifung 7 und Mediumdruck 8 dargestellt sind. Fig. 4 zeigt einen Axial-Wellendichtring einfacher Bauart ebenfalls nach dem Stand der Technik, wobei Welle 4, Dichtfläche 6, Versteifung 7 und Medi umdruck hervorgehoben sind. Fig. 3 shows a radial shaft seal ring of a simple design according to the prior art technology, shaft 4 , protective lip 5 , sealing surface 6 , stiffening 7 and medium pressure 8 are shown. Fig. 4 shows an axial shaft seal ring of simple design also according to the prior art, with shaft 4 , sealing surface 6 , stiffening 7 and medi pressure are highlighted.
Der erfindungsgemäße Wellendichtring weist einen Dichtringquerschnitt mit wenig stens einer Dichtlippe 1 auf, wobei für die folgende Beschreibung davon ausgegangen wird, daß der WDR in seiner herkömmlichen Art konstruiert ist sowie daß Fig. 1 und 2 nur zur Erläuterung dienen und tatsächlich die Dichtung in anderer Weise angeordnet werden kann. Eine Geometrieänderung bzw. -erweiterung auf irgendwelchen speziel len WDR-Bauarten, wie etwa mit optionaler wenigstens einer Schutzlippe, kann für alle Ausgestaltungen der Erfindung vorgenommen werden. Der Einsatz eines Verstei fungsringes und/oder einer Zugfeder in herkömmlicher Form, Art und Bauweise sowie ihre Berücksichtigung in der hier beschriebenen Konstruktion ist auch möglich. Die Konstruktion des erfindungsgemäßen WDR wird in bevorzugter Weise keramikge recht vorgenommen. Hierbei werden betrieblich induzierte Zugspannungen möglichst minimiert, was eine beanspruchungsgerechte Ausführung der Strukturversteifung 2 zufolge hat. Gleichzeitig ist die Projektionsfläche der Strukturversteifung 2 so zu wäh len, daß eine ausreichende Abdichtkraft durch den Mediendruck an der Dichtlippe 1 ausgeübt wird.The shaft sealing ring according to the invention has a sealing ring cross section with at least one sealing lip 1 , it being assumed for the following description that the WDR is constructed in its conventional manner and that FIGS. 1 and 2 serve only for explanation and actually the seal in a different way can be arranged. A geometry change or expansion on any special len WDR types, such as with optional at least one protective lip, can be made for all configurations of the invention. The use of a stiffening ring and / or a tension spring in a conventional form, type and design and their consideration in the construction described here is also possible. The construction of the WDR according to the invention is preferably carried out in a ceramic way. In this case, operationally induced tensile stresses are minimized as far as possible, which means that the structural stiffening 2 has to be designed to meet the stress. At the same time, the projection surface of the structural stiffening 2 should be selected such that a sufficient sealing force is exerted by the media pressure on the sealing lip 1 .
Der erfindungsgemäße WDR besteht vorzugsweise aus einem geeigneten AOK. Die somit abhängig vom Material einstellbare Härte der AOK verhindert, daß sowohl die im Medium mitgeführten Feststoffe als auch die durch Reibung induzierten Verschleißer scheinigungen allfälliger Riefen und Furchen verursachen. Der enge Dichtspalt zwi schen Dichtlippe 1 und Welle 4 läßt Flüssigkeit nicht oder nur in so geringem Maße eindringen, daß es nicht zu Undichtigkeiten oder Ablagerungen kommen kann.The WDR according to the invention preferably consists of a suitable AOK. The hardness of the AOK, which can thus be adjusted depending on the material, prevents both the solids carried in the medium and the wear and tear induced by friction causing any grooves and furrows. The narrow sealing gap between the sealing lip 1 and shaft 4 does not allow liquid to penetrate, or only to such a small extent that leaks or deposits cannot occur.
Die Geometrie- und AOK-Struktur 3 des erfindungsgemäßen WDR wird maßgeblich von den Maschinenanforderungen bestimmt. Werden hohe radiale Belastungen er wartet, so werden entsprechende Verstärkungsmechanismen (etwa Fasern, Garne, Partikel oder andere Werkstoffverbunde und Verbundwerkstoffe gemäß Archodoula kis, G.: Zur Auslegung thermomechanisch beanspruchter ebener anisotroper Mehr schichtverbundstrukturen, Dissertation, TU Clausthal, 1995) in der Struktur 3 durch bereichsweise einstellbare Festigkeiten des Werkstoffs in bevorzugter Weise schon im Herstellungsprozeß eingebunden. Gleichzeit werden durch den dadurch entste henden gradierten oder gradientenähnlichen Werkstoffaufbau die Forderung einer selbsttragenden Struktur 3 erfüllt. Ferner werden alle Radien in der Strukur 3 keramik gerecht gestaltet, so daß induzierte Kerbspannungen nicht zum Versagen führen. The geometry and AOK structure 3 of the WDR according to the invention is largely determined by the machine requirements. If high radial loads are expected, appropriate reinforcement mechanisms (such as fibers, yarns, particles or other material composites and composite materials according to Archodoula kis, G .: For the design of thermally mechanically stressed flat anisotropic multi-layer composite structures, dissertation, TU Clausthal, 1995) in structure 3 due to the strengths of the material that can be adjusted in certain areas, this is preferably incorporated in the manufacturing process. At the same time, the resulting graded or gradient-like material structure fulfills the requirement of a self-supporting structure 3 . Furthermore, all radii in the structure 3 are designed in a ceramic-appropriate manner, so that induced notch stresses do not lead to failure.
Auch die notwendige Vibrationsabsorption wird durch die Strukturdämpfung im Sinne von Holste, C.: Zum Dämpfungsverhalten anisotroper Faserverbundstrukturen, Dis sertation, TU Clausthal, 1998 berücksichtigt. Sind dabei die gewünschten Steifig keitseigenschaften des bevorzugten AOK nicht aus den zwei Komponenten herstell bar, so sind bereichsweise entsprechende Armierungen in anderen Matrixwerkstoffen z. B. durch die Einlagerung von Fasern oder durch die Verwendung von Hartmetallen vorzunehmen.The necessary vibration absorption is also in the sense of the structural damping von Holste, C .: On the damping behavior of anisotropic fiber composite structures, Dis sertation, TU Clausthal, 1998 considered. Are the desired stiffness properties of the preferred AOK are not produced from the two components corresponding reinforcements in other matrix materials e.g. B. by the incorporation of fibers or by the use of hard metals to make.
Die spannungs- und/oder dehnungsinduzierten Beanspruchungen in der erfindungs gemäßen Manschette liegen stets unter den zulässigen Werten.The stress and / or strain induced stresses in the invention according cuff are always below the permissible values.
Die Gleitflächen werden in vielen Fälle durch das Betriebsmedium geschmiert. Trotz Schmierung entsteht an den Gleitflächen Wärme. Daher muß die Werkstoffstruktur der Dichtlippe 1 aus einem AOK bestehen, welches in der Lage ist, die entsprechende Reibungswärme abzuführen. Eine gute Wärmeleitfähigkeit der verwendeten Materiali en ist daher wünschenswert. Dieser Aufgabenteil wird durch die Beimischung stark wärmeableitender Werkstoffkomponenten gelöst. Dazu sind insbesondere metallische Partikel und/oder organische bzw. anorganische Fasern, die einerseits den Armie rungsmechanismus verstärken und anderseits in gerichteter Anordnung eine Wärme leitbahn darstellen, geeignet.In many cases, the sliding surfaces are lubricated by the operating medium. Despite lubrication, heat is generated on the sliding surfaces. Therefore, the material structure of the sealing lip 1 must consist of an AOK, which is able to dissipate the corresponding frictional heat. A good thermal conductivity of the materials used is therefore desirable. This part of the task is solved by adding highly heat-dissipating material components. For this purpose, in particular metallic particles and / or organic or inorganic fibers, which reinforce the reinforcement mechanism on the one hand and on the other hand represent a heat conducting path in a directed arrangement, are suitable.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Kompositstrukturen mit bereichsweise ein stellbaren Materialeigenschaften und somit auch bereichsweise ausgeprägten Festig keits- und/oder Steifigkeits- sowie Dämpfungseigenschaften bzw. Dauerfestigkeiten und Wärmeleitfähigkeiten kann etwa mit Hilfe des hochproduktiven CIM-(Ceramic- Injektion-Molding-)-Verfahrens erfolgen. Dieses sog. keramische Spritzgießen ist ein Formgebungsverfahren zur Realisierung geometrisch komplizierter Formteile aus ke ramischen Kompositwerkstoffen. Hierbei kommen hauptsächlich keramische Füllstoffe und eine Matrix aus organischen Polymeren zum Einsatz. Man spricht dann von einem spritzgegossenen "Polymerkeramik-Werkstoff". Andere Verfahren nutzen die kerami schen Materialien als Matrix. Durch die Einlagerung von Fasern in die keramische Matrix entstehen nach Pyrolyse präkeramischer Verbindungen (sog. "Precursoren") die anschließend zu AOK verarbeitet werden. Präkeramische Produkte der soge nannten dritten Generation können Monomer, Oligomer oder Polymer sein. Pyroly sekeramiken liegen als Faser oder Pulver vor. Marktgängige Precursoren sind etwa Silazanen (Si-C-N), Carbosilanen (Si-C) und Siloxanen (Si-O-C) sowie neu entwickel ten Borsilazane (Si-B-N-C). Gerade Carbosilane besitzen eine hervorragende Wär meleitfähigkeit. The production of the composite structures according to the invention with areas adjustable material properties and thus also strong strength in some areas strength and / or stiffness and damping properties or fatigue strength and thermal conductivity can be achieved with the help of the highly productive CIM (Ceramic Injection Molding -) procedure. This so-called ceramic injection molding is one Shaping process for realizing geometrically complex molded parts from ke ramischen composite materials. Here mainly ceramic fillers come and a matrix of organic polymers are used. One then speaks of one injection molded "polymer ceramic material". Other processes use the kerami materials as a matrix. By embedding fibers in the ceramic Matrix is formed after pyrolysis of preceramic compounds (so-called "precursors") which are then processed into AOK. Pre-ceramic products from the so-called the third generation mentioned can be monomer, oligomer or polymer. Pyroly Seceramics are available as fibers or powders. Marketable precursors are, for example Silazanes (Si-C-N), carbosilanes (Si-C) and siloxanes (Si-O-C) as well as newly developed ten borosilazanes (Si-B-N-C). Carbosilanes in particular have excellent heat conductivity.
11
Dichtlippe
Sealing lip
22nd
Strukturversteifung
Structural stiffening
33rd
Struktur
structure
44th
Welle
wave
55
Schutzlippe
Protective lip
66
Dichtfläche
Sealing surface
77
Versteifung
stiffening
88th
Mediumdruck
Medium pressure
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19923530A DE19923530A1 (en) | 1999-05-21 | 1999-05-21 | Radial or axial shaft sealing ring has sealing lip and optionally protective lip and is made from homogeneous and/or non-homogeneous ceramic organic/inorganic composite material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19923530A DE19923530A1 (en) | 1999-05-21 | 1999-05-21 | Radial or axial shaft sealing ring has sealing lip and optionally protective lip and is made from homogeneous and/or non-homogeneous ceramic organic/inorganic composite material |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE19923530A1 true DE19923530A1 (en) | 2000-11-23 |
Family
ID=7908864
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19923530A Withdrawn DE19923530A1 (en) | 1999-05-21 | 1999-05-21 | Radial or axial shaft sealing ring has sealing lip and optionally protective lip and is made from homogeneous and/or non-homogeneous ceramic organic/inorganic composite material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE19923530A1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10134689A1 (en) * | 2001-07-20 | 2003-02-13 | Siemens Ag | Electric motor e.g. for valve drive in motor vehicle, has casing with inner chamber reliably sealed against an outer chamber with seal in a stepped borehole and a rotor with a shaft to run on bearings. |
| DE10260585A1 (en) * | 2002-12-21 | 2004-07-22 | Federal-Mogul Friedberg Gmbh | Sliding ring seal for drive mechanism has resin or polymer layer of given thickness which includes dispersion of solid- and lubricant materials |
| WO2004061327A1 (en) * | 2003-01-03 | 2004-07-22 | Zimmer, Günther | Guide system comprising a pneumatic deceleration device |
| EP1598580A1 (en) | 2004-05-21 | 2005-11-23 | Audi Ag | Radial lip seal |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2942361C2 (en) * | 1978-10-20 | 1988-03-17 | E.I. Du Pont De Nemours And Co., Wilmington, Del., Us | |
| DE3925403C2 (en) * | 1989-07-12 | 1993-12-16 | Escher Wyss Gmbh | Dry gas seal |
| DE4224480A1 (en) * | 1992-02-28 | 1994-01-27 | Albrecht Dipl Ing Kayser | Stave thread radial shaft seal - has sealing ring with elastomeric sealing lip, visco-fluid transport element for high pressure compensation |
| DE4401567C1 (en) * | 1994-01-20 | 1995-02-23 | Heinz Konrad Prof Dr I Mueller | Shaft seal |
-
1999
- 1999-05-21 DE DE19923530A patent/DE19923530A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2942361C2 (en) * | 1978-10-20 | 1988-03-17 | E.I. Du Pont De Nemours And Co., Wilmington, Del., Us | |
| DE3925403C2 (en) * | 1989-07-12 | 1993-12-16 | Escher Wyss Gmbh | Dry gas seal |
| DE4224480A1 (en) * | 1992-02-28 | 1994-01-27 | Albrecht Dipl Ing Kayser | Stave thread radial shaft seal - has sealing ring with elastomeric sealing lip, visco-fluid transport element for high pressure compensation |
| DE4401567C1 (en) * | 1994-01-20 | 1995-02-23 | Heinz Konrad Prof Dr I Mueller | Shaft seal |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10134689A1 (en) * | 2001-07-20 | 2003-02-13 | Siemens Ag | Electric motor e.g. for valve drive in motor vehicle, has casing with inner chamber reliably sealed against an outer chamber with seal in a stepped borehole and a rotor with a shaft to run on bearings. |
| DE10260585A1 (en) * | 2002-12-21 | 2004-07-22 | Federal-Mogul Friedberg Gmbh | Sliding ring seal for drive mechanism has resin or polymer layer of given thickness which includes dispersion of solid- and lubricant materials |
| WO2004061327A1 (en) * | 2003-01-03 | 2004-07-22 | Zimmer, Günther | Guide system comprising a pneumatic deceleration device |
| EP1598580A1 (en) | 2004-05-21 | 2005-11-23 | Audi Ag | Radial lip seal |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE102013005926B4 (en) | Mechanical seal assembly with different hard sliding surfaces | |
| DE10315333B4 (en) | poetry | |
| DE102011002290A1 (en) | Slide bearing with self-lubricating sliding layer | |
| KR102541844B1 (en) | Multilayer PTFE radial lip seal | |
| DE602004001081T2 (en) | lip seal | |
| US20140307990A1 (en) | Shaft support and lubrication assembly | |
| DE69714716T2 (en) | STORAGE CONSTRUCTION WITH RILLENDAUBE | |
| DE112007001938T5 (en) | Tons bearing seal arrangement | |
| DE102009058315A1 (en) | Mechanical seal | |
| DE19923530A1 (en) | Radial or axial shaft sealing ring has sealing lip and optionally protective lip and is made from homogeneous and/or non-homogeneous ceramic organic/inorganic composite material | |
| DE112015002746B4 (en) | rolling bearings | |
| DE102010009007A1 (en) | Coated ring seal | |
| DE102016121593B4 (en) | System to be sealed with an elastic sealing body, such sealing body and method for sealing a system | |
| EP2048327A1 (en) | Sealing system for a turbomachine | |
| DE102019127890B3 (en) | Fitting with blow-out protection | |
| DE102016225551A1 (en) | Sealing ring for a dynamic contact gasket | |
| DE102008008575B4 (en) | Sealing ring, its use and tool for its manufacture | |
| EP3555503B2 (en) | Device for sealing an object | |
| DE102019111136B4 (en) | Spacer as a seal | |
| DE102016014816B4 (en) | Bearing arrangement with maintenance-free fiber sliding layer | |
| DE102014218319A1 (en) | Sliding bearing component and bearing arrangement with this | |
| DE102012014594A1 (en) | Lip-less gap ring, particularly gap sealing, has hinged section for sealing bearing gap provided between bodies that are rotated against each other, particularly for sealing bearing gap between two rings of ball bearing | |
| DE102008061870A1 (en) | Sealing ring has static seal that is made from elastic material with radially inward or radially outward disposed static sealing surface, where additional sealing ring is arranged in groove | |
| DE102022131855A1 (en) | Seal arrangement | |
| DE102022131223A1 (en) | Sealing unit for a shaft |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |