SE524351C2 - Tätningsarrangemang - Google Patents

Description

20 25 30 35 40 524 351 2 som en tätning av icke kontaktande typ och i det följande kommer att lämnas en mera detaljerad beskrivning av en sådan tätningstyp.

Som kan inses beror effektiviteten hos den icke kontaktande tätningen i hög grad på utformningen av den trånga spalten, eftersom spalten, om den inte är rätt utformad, lätt kan erbjuda en passage för luft, fukt och smuts från den lagret omgivande miljön.

Ett framgångsrikt sätt att bilda en effektiv tätning är sålunda att erbjuda en spalt, som är avsevärt slingrande, d.v.s. en spalt formad mer eller mindre som en labyrint.

Sådana tätningar, benämnda labyrinttätningar, är vanliga, effektiva och av den icke kontaktande typen både för integrerad och extern användning. Normalt omfattar en labyrinttätning två delar som är försedda med motsvarande kamartade formationer eller tungformatloner, så att formationerna i den första delen griper in i formationerna i den andra delen och bildar en endast trång slingrande slits mellan dem. Företrädesvis kan en tätning med en sådan trång slingrande slits användas tillsammans med lager och Iagerarrangemang, som är fyllda med smörjmedel, såsom till exempel fett. Smörjmedel, som strävar efter att lämna det inre av lagret eller lagerarrangemanget har svårigheter att passera genom den slingrande slitsen eftersom rotationen som den ena av tätnings- delarna utsättes för, skapar problematiska strömningar i många riktningar inne i slitsen.

Ett exempel på en känd labyrlnttätning fylld med fett visas i publikationen DE 196 27 048.

Denna publikation kan anses beskriva teknikens ståndpunkt, och då det däri beskrivna tätningsarrangemanget är mycket komplext genom att det är sammansatt av så mycket som fyra olika delar, som har kamliknande, l varandra ingripande formationer, blir en sådan tätning högst sannolikt mycket dyr att tillverka och tidsödande att montera. Vidare kan tillförlitligheten mot läckage hos en sådan tätning ifrågasättas, eftersom tätningen, genom att vara formad av fyra delar, har ett antal till varandra angränsande ytor som måste samverka noga med varandra.

En tätning av detta slag illustreras i Fig. 1, som alltså utgör en bild av teknikens ståndpunkt. i UPPFINNINGENS ÄNDAMÅL Sålunda är ett ändamål med föreliggande uppfinning att erbjuda ett tätningsarrangemang för avtätning av en spalt mellan första och andra inbördes rörliga kroppar, såsom t.ex. ringarna i ett lager, vilket tätningsarrangemang har följande fördelar: - är tillförlitligt - omfattar få delar - reducerar friktion i tätningen - hindrar passage av luft, smuts och fukt genom tätningen, - hindrar passage av smörjmedel ut ur det tätade utrymmet, - är lätt att montera och demontera, 10 15 20 25 30 35 40 524 351 3 - är enkelt att tillverka, - är billigt, och - kan användas antingen som en integrerad tätning eller som en extern tätning.

Dessa ändamål har uppnåtts genom att erbjuda en tätning, av inledningsvis beskrivet slag, vilken kännetecknas av att en av den första komponenten och den andra komponenten är utformad som en koppformad ring, vilken sträcker sig över åtminstone en del av spalten i riktning mot den andra, motsatta kroppen och är fylld med ett halvfast material, med smörjande egenskaper, och att den motstående komponenten är försedd med åtminstone en topp, som är inrättad att sträcka sig in i det halvfasta materialet i den koppformade ringen, och under initial inbördes rörelse mellan de första och andra kropparna arbeta upp en tunn slits mellan sig själv och det halvfasta materialet i den koppformade ringen.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Idet följande kommer uppfinningen att beskrivas närmare med hjälp av föredragna utföringsexempel och med hänvisning till ritningarna, i vilka: Fig. 1 visar en partiell vy i tvärsnitt av ett lager utrustat med ett tätningsarrangemang enligt teknikens ståndpunkt, Fig. 2 visar en partiell vy i tvärsnitt av ett lager utrustat med ett tätningsarrangemang enligt ett föredraget utföringsexempel av uppfinningen, Fig. 3 visar en perspektivvy av en 45° sektion av en tätning enligt Fig. 2,, Fig. 4 visar en partiell vy i tvärsnitt av ett tätningsarrangemang enligt ett andra föredraget utföringsexempel av uppfinningen, vilket andra utföringsexempel användes för att avtäta en spalt mellan två inbördes rörliga kroppar, som rör sig linjärt i förhållande till varandra, Fig. 5 visar en partiell vy i tvärsnitt av ett tätningsarrangemang enligt ett tredje föredraget utföringsexempel av uppfinningen, vilket tredje utföringsexempel användes för att avtäta en spalt mellan två inbördes rörliga kroppar, vilka, liksom med kropparna i det andra utföringsexemplet, rör sig linjärt i förhållande till varandra, och Fig. 6 visar en partiell vy i tvärsnitt av ett tätningsarrangemang enligt ett fjärde föredraget utföringsexempel av uppfinningen, vilken illustrerar ett tätningsarrangemang vars komponenter är sammankopplade genom en snäppförbindelse.

BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSEXEMPEL Tätningsarrangemanget enligt föreliggande uppfinning användes företrädesvis för avtätning av en spalt mellan första och andra inbördes rörliga kroppar.

Tätningsarrangemanget kan vara antingen av en inre typ, vilket innebär att tätningsarrangemanget exempelvis skulle kunna användas för att avtäta en spalt mellan ringarna i ett lager, till exempel ett rullningslager, eller av en extern typ, vilket innebär att tätningsarrangemanget exempelvis skulle kunna användas för att avtäta en spalt mellan en roterbar spindel och ett hus eller mellan inbördes linjärt rörliga komponenter. 10 15 20 25 30 35 40 524 351 4 I det följande kommer tätningsarrangemanget enligt föreliggande uppfinning att beskrivas noggrant med hjälp av fyra föredragna utföringsexempel. De första, och fjärde utföringsexemplen är exempel på hur tätningsarrangemanget kan användas för att avtäta en ringformad spalt mellan första och andra koncentriska, inbördes roterbara kroppar, den ena anordnad inne i den andra, såsom ringarna i ett lager. I samband med de andra och tredje utföringsexemplen kommer det att beskrivas hur tätningsarrangemanget enligt uppfinningen kan användas för avtätning av en spalt mellan första och andra, inbördes linjärt rörliga kroppar, såsom till exempel två delar hos en pneumatisk cylinder eller två delar till ett koordinatbord för en fräsmaskin.

I de bifogade ritningarna, har tätningsarrangemanget i sin helhet givits hänvisningsbeteckningen 10, och i utföringsexemplen, kommer huvuddelarna att anges med samma hänvisningsbeteckningar såvida inte något annat anges.

I Fig. 1 illustreras alltså ett vanligt avtätat rullningslageri enlighet med teknikens ståndpunkt med tätningsarrangemanget anordnat i en ringformad slits 12 mellan två koncentriska och inbördes roterbara kroppar, en första kropp 14 och en andra kropp 16.

Den första kroppen 14, som är innerringen i ett lager, är anordnad inne i den andra kroppen 16, vilken andra kropp 16 är ytterrlngen till lagret. Sålunda bildas den ringformade spalten 12 mellan en yttre, ringformad mantelyta 18 på innerringen och en inre, ringformad mantelyta 20 på ytterrlngen 16 till lagret.

Tätningsarrangemanget 10 är här anordnat i den ringformiga spalten 12 huvudsakligen tätt intill den axlella änden 22 av lagret, utanför rullkropparna 24 för lagret.

Tätningen 10 innefattar en första komponent 26 och en andra komponent 28. Den första komponenten 26 är anordnad på innerringen 14 till lagret och den andra komponenten 28 är anordnad på ytterrlngen 16 till lagret. Närmare bestämt är den första komponenten 26 anordnad radiellt på den yttre mantelytan 18 på innerringen 14 till lagret. Kontakten mellan komponenten 26 och innerringen 14 är vidare utförd så tät, att passage av luft, fukt och smuts hindras. På samma sätt är den andra komponenten 28 radiellt anordnad på den inre omkretsytan 20 på ytterrlngen 16 till lagret, och kontakten mellan komponenten 28 och ytterrlngen 16 är gjord så tät att passage av luft, fukt och smuts hindras. Den första komponenten 26 är vidare anordnad utanför den andra komponenten 28, d.v.s. den första komponenten 26 är anordnad huvudsakligen vid, eller i närheten av, den axlella änden 22 av lagret och den andra komponenten 28 är anordnad mellan den första komponenten 26 och rullkropparna 24 hos lagret. Det skall inses att uppfinningen inte är begränsad till ett sådant arrangemang, utan positionerna för den andra komponenten 28 och den första komponenten 26 kunde till exempel vara omkastade.

De första och andra komponenterna 26, 28 hos tätningen är placerade på ett axiellt avstånd från varandra. Ett lämpligt axiellt avstånd kan väljas beroende av till exempel typen av utföringsexempel eller den önskade tätningseffekten. 10 15 20 25 30 35 40 51 5 524 3 I exemplet enligt teknikens ståndpunkt, som illustreras i Fig. 1, är den andra komponenten 28 i tätningen formad som en ring 29 anordnad på den inre omkretsytan 20 hos den andra kroppen 16, d.v.s. ytterringen på lagret. Ringen 29 är hylsformad och försedd med en radiell fläns 30, vilken fläns 30 sträcker sig radiellt från den inre omkretsytan 20 på ytterringen 16 till lagret och väsentligen hela vägen till den yttre omkretsytan 18 på innerringen 14 till lagret, och lämnar endast en smal spalt 34 mellan en radiell ändyta på flänsen och den yttre omkretsytan 18 på innerringen 14 till lagret. Företrädesvis väljes storleken på spalten 34 så, att den passar till storleken hos lagret och den omfattning med vilken lagret måste vara avtätat. Generellt kan förhållandet mellan lagret och dess tätning i korthet beskrivas som: Ju större spalt, desto sämre tätnings-effekt.

Företrädesvis är flänsen 30 plan och anordnad just vid den ände av ringen 29, vilken är belägen närmast rullkropparna 24 till lagret. Den andra komponenten 28 kommer då att ha en L-form, eller mera likt en T-form om flänsen 30 är förskjuten ett stycke från denna ände.

Den första komponenten 26 är vidare formad som en ringformad skiva 31. Skivan 31 sträcker sig radiellt från den yttre omkretsytan 18 på innerringen 14 till lagret och huvudsakligen hela vägen till ringen 29 på den andra komponenten 28 och lämnar endast en smal spalt 32 mellan en inre omkretsyta på ringen 29 och en yttre omkretsyta på skivan 31. Liksom med storleken av spalten 34 väljes storleken på spalten 32 så att den passar till storleken hos lagret och den omfattning med vilken lagret måste vara avtätat.

Företrädesvis är skivan 31 plan.

På de axiella ytorna som är vända mot varandra är den första komponenten 26 och den andra komponenten 28 vardera försedda med åtminstone en ringformig, sig huvudsakligen axiellt sträckande tunga 36. För att erhålla en effektiv tätning sträcker sig dessa tungor företrädesvis åtminstone halvvägs till den motstående komponenten, d.v.s. tungan hos den första komponenten sträcker sig åtminstone halvvägs till den axiella ändytan på den andra komponenten och tungan på den andra komponenten sträcker sig åtminstone halvvägs till den axiella ändytan på den första komponenten. I det exempel som visas i Fig. 1 sträcker sig tungorna i huvudsak 2/3 av sträckan till den motstående komponenten.

Vidare är tungorna förskjutna en sträcka från varandra så att tungan 36 på den första komponenten 26 kan samverka med den i den andra komponenten 28 och vice versa för att forma en labyrintformad slits 38 mellan dem. Ordet ”samverka” användes här i betydelsen "sammangripande", eftersom tungorna kan sägas gripa in i varandra.

För att ytterligare öka krökningen av slitsen 38, skulle huvudsakligen varje axiell tunga 36 kunna vara försedd med en sig radiellt sträckande spets 40 och företrädesvis är spetsen 40 på tungan 36 på den första komponeten 26 vänd mot spetsen 40 på tungan 36 hos den andra komponenten 28.

Som sagts är antalet tungor 36 åtminstone en på varje komponent 26, 28 men antalet kan variera. Företrädesvis finns det anordnat flera tungor 36, eftersom flera tungor 36 ger en 10 15 20 25 30 35 40 524 351 6 mera slingrande, mera labyrintformad slits 38. I utföringsexemplet, som visas i Fig. 1 finns det anordnat fyra resp. fem tungor 36, men detta är på intet sätt ett optimalt antal. I stället kan varje enskild applikation kräva olika antal tungor 36 beroende på till exempel storleken av den ringformade spalten 12 och den önskade tätningseffekten.

Företrädesvis finns det anordnat en tunga, företrädesvis utan spets, vid den radiella änden eller nära den radiella änden av den första komponenten 26, så att spalten 32 är förlängd och bildar en kanal med huvudsakligen dubbla eller mer än dubbla längden av den ursprungliga spalten 32. Vidare är den andra änden av den första komponenten, vilken ände är i kontakt med den yttre omkretsytan 18 på innerringen 14 till lagret, också försedd med en tunga. Företrädesvis bildar den tungan en hylsformad ring runt mantelytan 18 till innerringen 14 hos lagret, och är försedd med en spets, som är riktad i radiell riktning, bort från innerringen 14 till lagret och bildar ett hinder framför spalten 34.

När tätningsarrangemanget 10 enligt Fig. 1 har satts samman och monterats i lagret, fylls den labyrintformade slitsen 38 med ett halvfast material (ej visat) med smörjande egenskaper. I denna handling innebär ordet halvfast, att materialet är formbart, och därmed kan det fås att fylla ut i huvudsak varje del av den labyrintformade slitsen 38.

Företrädesvis kan materialet injekteras i den labyrintformade slitsen 38 med till exempel en fettspruta.

Idag finns det på marknaden tillgängligt många halvfasta material, som har smörjande egenskaper, och vilka kan vara lämpliga för en sådan tätning. Sådana material är till exempel ett material, som marknadsföres under handelsnamnet ”Solid Oil", vilket är en polymerisk matris mättad med ett friktionsminskande ämne, såsom till exempel smörjolja.

Det polymeriska material som användes i Solid Oil har en porös struktur med en stor mängd mikroporer som kan absorbera oljan genom kapillärkraft. Under inverkan av värme, tryck eller vidhäftning, som alstras till exempel vid en inbördes rotation av de två komponenterna, kan Solid Oil sakta frisätta det friktionsminskande ämnet och därmed smörja komponenterna.

Det skall inses att uppfinningen inte är begränsad till användning av Solid Oil. Istället kan vilket som helst lämplig halvfast material, som har smörjande egenskaper användas, till exempel polytetrafluoretylen (PTFE).

Genom att fylla den labyrintformade slitsen 38 med detta halvfasta material, uppnås en mycket effektiv tätning, eftersom, efter rotation av en av komponenterna 26, 28 i tätningen, materialet kommer att glida åtminstone längs en av komponenterna, och därmed bilda en mycket smal labyrint mellan komponenten och materialet, vilken labyrint huvudsakligen hindrar passage av till exempel luft, fukt och smuts in i lagret. Labyrinten hindrar också exempelvis smörjmedel, som kan vara ifyllt inne i lagret från att finna sin väg ut ur lagret. 10 15 20 25 30 35 40 524 351 7 Vilket friktionsminskande ämne som frisättes och vid vilken temperatur frisättandet startar är naturligtvis i hög grad beroende på den typ av halvfast material som användes och kommer inte att närmare förklaras här.

I det följande kommer ett första föredraget utföringsexempel att beskrivas med hänvisning till Fig. 2 och Fig. 3.

Tätningsarrangemanget enligt det första utföringsexemplet skiljer sig från det enligt det teknikens ståndpunkt som visats i Fig. 1 i huvudsak genom utformningen av tätningskomponenterna 26 och 28, och genom tätningsarrangemangets funktion.

I det första utföringsexemplet enligt uppfinningen är den första komponenten 26 en ring 42 anordnad på den yttre omkretsytan 18 på innerringen 14 av lagret. Ringen 42 är hylsformad och den är försedd med en radiell fläns 44, vilken fläns 44 sträcker sig från ringen 42 i riktning bort från den yttre omkretsytan 18 på innerringen 14 av lagret och väsentligen hela vägen till ett ringparti 55 på den andra komponenten 28, vilket kommer att beskrivas närmare härnedan, och vilken ring 55 är anordnad på den inre omkretsytan 20 på ytterringen 16 till lagret, och lämnar endast en smal spalt 46 mellan ringpartiet 55 och en fri ände på flänsen 44. Spalten 46 väljes så att den passar till storleken på lagret och den omfattning i vilken lagret måste avtätas.

Den andra komponenten 28 är en koppformad ring 48 radiellt anordnad på den inre omkretsytan 20 på ytterringen 16 i lagret. Den koppformade ringen 48 har en öppen sida, ett koppformat parti 50, som är riktat i axiell riktning och är vänt mot den radiella flänsen 44 hos den första komponenten 26. Vidare är den koppformade ringen 48 placerad i närheten av flänsen 44 på den första komponenten 26 i axiell riktning, så att den lämnar en slits 52 mellan dem, och den koppformade ringen 48 sträcker sig radiellt från den inre omkretsytan 20 på den yttre ringen 16 hos lagret, väsentligen hela vägen till ringen 42 hos den första komponenten 26, så att den endast lämnar en smal spalt 54. Sålunda formas en axiell spalt 54 mellan en inre omkretsyta hos den koppformade ringen 48 och en yttre omkretsyta hos ringen 42 i den första komponenten 26. Vidare bildas en radiell slits 52 mellan en sidoyta på flänsen 44 och en tänkt axiell ändyta, ett tänkt "lock", över den koppformade delen 50.

Den koppformade ringen 48 har ett ringparti 55 i kontakt med den inre omkretsytan 20 på den andra kroppen 16. Detta ringparti 55 har en fri ände, som sträcker sig i axiell riktning bortom flänsen 44 i den första komponenten 26. Företrädesvis är den fria änden av ringpartiet 55 försedd med sig radiellt sträckande läppar 57 riktade in mot spalten, vilka läppar 57 under sammansättning av tätningen kan vikas eller böjas över flänsen 44.

Företrädesvis är läpparna 57 huvudsakligen likformigt fördelade över omkretsen av ringpartiet och i det föredragna visade exemplet, är antalet läppar tjugo, men detta är inte på något sätt ett optimalt antal. I stället kan varje enskild applikation behöva ett annat antal läppar 57 beroende till exempel på storleken på tätningen. Detta inses lätt när funktionen av läpparna 57 förklaras: den andra komponenten 28 är försedd med läpparna 10 15 20 25 30 35 40 524 351 8 57 för att hindra tätningen, d.v.s. de första och andra komponenterna 26, 28 från att falla isär under till exempel hantering och transport. I syfte att skydda lagret från att falla isär, kan läpparna 57 lika väl vara formade som en sammanhängande läpp, som sträcker sig längs hela omkretsen. En nackdel med en sådan läpp är emellertid, att till exempel vatten eller andra föroreningar, som tätningen kan exponeras för under drift eller under exempelvis transport, har svårigheter att hitta sin väg ut från tätningen och kommer förmodligen att stanna kvar under läppen. Genom att i stället använda många läppar 57 med öppningar däremellan, kommer tätningen att vara utrustad med ”automatisk dränering” av vatten eller andra föroreningar, eftersom detta kan följa läpparna och läcka ut genom öppnlngarna. Om man använder en sammanhängande läpp kan den alternativt förses med exempelvis dräneringshål.

Flänsen 44 hos den första komponenten 26 är försedd med åtminstone en vågliknande, ringformad korrugering 56 vänd mot det koppformade partiet 50, så att toppar 58 på korrugeringen 56 skjuter ett stycke in i det koppformade partiet 50. Antalet toppar 58 hos den vågliknande, ringformade korrugeringen 56 kan variera. Företrädesvis finns det anordnat ett stort antal toppar 58, eftersom topparna 58 ger en mera slingrande, mera Iabyrintformad slits 52. I det utföringsexempel, som visas i Fig. 2, finns anordnat sju toppar 58 fastän sju toppar 58 inte nödvändigtvis är ett optimalt antal, som kan användas ialla applikationer. I stället kan varje enskild applikation behöva ett annat antal toppar 58 beroende till exempel på storleken av den ringformade spalten 12 och den önskade tätningseffekten.

Uppfinningen är inte begränsad till användning av en korrugerad fläns 44, utan det äri stället möjligt att förse flänsen med en eller flera toppar 58 enbart på den sidoyta som är vänd mot den koppformade ringen 48. Flänsens sidoyta, som är vänd bort från den koppformade ringen 48 kan då vara slät. Liksom vid korrugeringen 56, finns det företrädesvis anordnat ett stort antal toppar 58, eftersom topparna 58 ger en mera vindlande, mera Iabyrintformad slits 52.

Företrädesvis har topparna 58 en rundad form, men det skall inses att topparna 58 kan ha en annan lämplig form.

Företrädesvis är de första och andra komponenterna 26, 28 till tätningen enligt det andra utföringsexemplet tillverkade av till exempel polymert material, plåt, mässing eller gummi.

Tillverkningsmetoden är beroende av typen av material. Företrädesvis kan komponenter av polymert material och gummi tillverkas genom gjutning och komponenter av mässing kan svarvas. Komponenter av plåt kan exempelvis pressas.

Både de första och de andra komponenterna 26, 28 är vardera fast anslutna till respektive omkretsyta 18, 20 på vilka de är anordnade. Detta åstadkommes till exempel genom presspassning, limning eller insnäppning i till exempel ett spår. 10 15 20 25 30 35 40 524 351 9 Före montering av tätningen 10 i lagret, fylles först det koppformade partiet 50 i den andra komponenten 28 med ett halvfast material 59, som har smörjande egenskaper. Det halvfasta materialet har beskrivits noga i samband med utföringsexemplet enligt teknikens ståndpunkt, och det inses att ett likadant halvfast material kan användas i det andra föredragna utföringsexemplet.

Huvudsakligen hela det koppformade partiet 50 är fyllt med det halvfasta materialet 59, d.v.s. det halvfasta materialet S9 fylles upp till den tänkta axiella ändytan, det tänkta "locket", hos det koppformade partiet 50, se Fig. 2.

Därpå sätts de första och andra komponenterna 26, 28 samman genom vikning av läpparna 57 på den andra komponenten 28 över flänsen 44 hos den första komponenten 26. Tätningen 10 pressas sedan in i den ringformade spalten 12 i lagret. Vid pressning utövas företrädesvis den axiella presskraften på läpparna 57 och på ringen 42 hos den första komponenten 26.

Vid montering är det viktigt att se till att flänsen 44 hos den första komponenten 26 är lämpligt förspänd/förbelastad mot det halvfasta materialet 59 så att topparna 58 har förmåga att på ett korrekt sätt gräva sig ner i det halvfasta materialet 59 när lagret försättes i rotation.

Ett första föredraget sätt att styra förspänningen på flänsen 44 är att lätt förspänna flänsen 44 i riktning mot det koppfromade partiet 50. Förspänningen åstadkommes genom att man tillåter flänsen att böjas bakåt vid montering av de två komponenterna 26, 28 för att därvid böja flänsen 44 så att vinkeln mellan ringen och flänsen är några få grader mindre än 90°, företrädesvis mellan 3-7° mindre. Topparna placerade nära den fria änden av flänsen 44 kommer därvid initialt att vara placerade i det halvfasta materialet 59, medan topparna 58 i den andra änden initialt inte når in i det halvfasta materialet 59. När lagret försättes i rörelse, avtar den förspännande kraften i flänsen 44 när topparna 58 i flänsen 44 en efter en gräver sin väg ner i det halvfasta materialet 59. Om flänsen 44 inte är förspänd, finns det en risk, att topparna 58 inte kommer att gräva sig ner i det halvfasta materialet 59.

Ett annat föredraget sätt att förspänna/förbelasta flänsen 44 är att anordna ett tryck på flänsen 44 med hjälp av till exempel luft eller gas eller andra medier, som kan trycksättas.

Den effektiva labyrinten hos slitsen 52 formas sålunda när den våglika, ringformade korrugeringen 56 hos flänsen 44 formar en motsvarande vågliknande, ringformad korrugering 56 i det halvfasta materialet 59 efter rotation av en av komponenterna 26, 28.

Det halvfasta materialet 59 kommer sedan att glida längs en av komponenterna och bildar därmed en mycket smal labyrint mellan denna komponent och materialet 59, vilken labyrint väsentligen hindrar passage av luft, fukt och smuts in i lagret. Labyrinten hindrar också exempelvis smöijmedel, som kan vara ifyllt inne l lagret från att finna sin väg ut ur lagret. 10 15 20 25 30 35 40 524 551 10 Mest sannolikt kommer materialet 59 att glida längs den vågliknande korrugeringen 56 i detta utföringsexempel.

Om på samma sätt flänsen 44 är försedd med en eller flera toppar 58 endast på en sidoyta, bildar den åtminstone enda toppen 58 på flänsen 44 hos den första komponenten 26 en fördjupning i det halvfasta materialet 59 motsvarande toppen 58 vid rotation av en av komponenterna. Materialet kommer då att glida längs en av komponenterna och därvid bilda en mycket smal labyrint mellan denna komponent och materialet, vilken labyrint i huvudsak hindrar passage av luft, fukt och smuts in i lagret.

En ytterligare fördel med föreliggande uppfinning är att friktionen i tätningen 10 kan hållas på en låg nivå. Detta beror på att det faktum, att det halvfasta materialet 59, som är fyllt i det koppformade partiet 50 har förmåga att reducera friktion i tätningen, eftersom det halvfasta materialet 59 har en egenskap att frisätta ett friktionsnedsättande ämne, såsom till exempel olja, under inverkan av den värme som alstras vid den inbördes rotationen av de första och andra komponenterna 26, 28.

Som sagts är inte tätningsarrangemanget begränsat till användning för avtätning av en ringformad spalt mellan första och andra koncentriska, inbördes roterbara kroppar, den ena anordnad inne i den andra, såsom till exempel ringarna i ett lager. Tätnings- arrangemanget är också lämpligt för användning när man avtätar en spalt mellan första och andra inbördes rörliga kroppar, där rörelsen exempelvis kan vara en linjär rörelse.

Sådana applikationer kommer nu att beskrivas med hänvisning till Fig. 4, som visar ett andra utföringsexempel av uppfinningen, och till Fig. 5, som visar ett tredje utföringsexempel av uppfinningen. Som kan ses är både de andra och tredje utföringsexemplen något lika det första utföringsexemplet. Lika delar kommer emellertid inte att betecknas med samma hänvisningsbeteckningar i det andra utföringsexemplet.

Tätningsarrangemanget enligt det andra utföringsexemplet kan sägas vara en linjär variant av det första utföringsexemplet, och användes företrädesvis vid avtätning av en spalt mellan en första kropp och en andra kropp, där åtminstone en av kropparna rör sig med en linjär rörelse i förhållande till den andra. I Fig. 4 visas en första kropp betecknad 60 och en andra kropp betecknad 62, vilka är placerade för att bilda en spalt 64 mellan dem. De första och andra kropparna 60, 62 kan till exempel vara delar till en pneumatisk cylinder eller till ett koordinatbord för en fräsmaskin, och i exemplet som visas i Fig. 4, utföres den inbördes linjära rörelsen i en riktning som är i huvudsak vinkelrätt mot papperets plan, d.v.s. i en riktning ”in i” eller ”ut ur” pappret. Generellt, och i det beskrivna utföringsexemplet, är de första och andra kropparna 60, 62 placerade väsentligen parallellt med varandra och bildar en rak spalt 64 utefter längssträckningen (ej visad) för kropparna 60, 62. På samma sätt är tätningsarrangemanget 10 inriktat efter längssträckningen för de första och andra kropparna 60, 62, och är anpassat att följa den linjära rörelsen mellan dem. Sålunda innefattar tätningsarrangemanget 10 en första komponent 66 fäst till den första kroppen 60 och en andra komponent 68 fäst till den andra kroppen 62. 524 351 11 Företrädesvis är komponenterna 66, 68 fästa till kropparna 60, 62 genom att de är anpassade att placeras i spår längs den linjära spalten 64. För detta ändamål är den första kroppen 60 försedd med ett spår 70 i en yta vänd mot den andra kroppen 62, i vilket spår 70 den första komponenten 66 till tätningen 10 är placerad, och på samma sätt är den 5 andra kroppen 62 försedd med ett spår 72 i en yta, som är vänd mot den första kroppen 60, i vilket spår 72 den andra komponenten 68 till tätningen 10 är placerad. Företrädesvis har spåren 70, 72 och komponenterna 66, 68 sådana dimensioner i förhållande till varandra att komponenterna 66, 68 kan pressas in i spåren 70, 72 och stanna där tack vare en snäv passning. 10 Företrädesvis är den första komponenten 66 hos tätningen ett profilelement 74, som har en form väsentligen lik ett U, men dock med ett rakt mittparti 76 mellan de två skänklarna. Denna U-profil 74 är anpassad att pressas in i spåret 70 med dess skänklar ------ flforsryncfrförerrädesvisärkompanefifeff erfwlvefkaæweeemaæfia+sem4ärflågee-_»~ fee ff »se 15 flexibelt, så att skänklarna under monteringen, kan pressas in i spåret 70 och efter montering utöva ett tryck på sidoytan av spåret 70 och att därmed ge en snäv passning mellan den första komponenten 66 och den första kroppen 60.

I detta utföringsexempel är skänklarna hos U-profílen 74 längre än djupet av spåret 70 20 och därmed sträcker de sig en sträcka ut från den första kroppen 60 och mot den andra kroppen 62 med den andra tätningskomponenten 68. Mittpartiet 76 på U- profilen 74, d.v.s. ytan som är vänd mot den andra tätningskomponenten 68 hos tätningen är därför placerad ett stycke in i spåret 72 hos den andra kroppen 62, och är försedd med en vågliknande korrugering 78 liknande den hos det andra 25 utföringsexemplet (för en närmare beskrivning av korrugeringen, se det andra utföringsexemplet).

Företrädesvis är delarna av skänklarna, som sträcker sig ut ur spåret 70 lutande inåt och bildar ett mittparti 76, som är kortare än den faktiska bredden hos spåret 70. 30 Den första komponenten 66 kan vara utformad på alternativa sätt: Liksom det andra utföringsexemplet kan korrugeringen 78 bytas ut mot åtminstone en utåt riktad topp, företrädesvis flera toppar. Vidare kan U-profilen 74 bytas ut mot ett solitt block, som har lutande sidoytor och en yta vänd mot den andra komponenten till tätningen, som är 35 försedd med åtminstone en topp.

Den andra komponenten 68 hos tätningen 10 är också ett profilelement 80 med en U-form och på motsvarande sätt är den inpressad i spåret 72 i den andra kroppen 62, men med det öppna partiet av U-profilen 80 vänt mot U-profilen 74 hos den första komponenten 66, 40 och eftersom U-profilen 74 hos den första komponenten 66 sträcker sig en sträcka in i U- profilen 80 i den andra komponenten 68 bildas en slits 82 mellan den första och den andra komponenten 66, 68. 10 15 20 25 30 35 40 524 351 12 Med hänvisning till beskrivningen av det första utföringsexemplet, är den andra komponenten 68 fylld med ett halvfast material 83 i öppningen i U-profilen 80. Öppningen är fylld i en sådan utsträckning, att den våglika korrugeringen 78 eller topparna kommeri kontakt med det halvfasta materialet 83 och vid förflyttning av en av komponenterna 66, 68 bildar en motsvarande korrugering eller urtagning i det halvfasta materialet 83.

Materialet 83 kommer sedan att glida längs en av komponenterna och därvid bilda en mycket tunn labyrint mellan denna komponent och materialet 83, vilken labyrint väsentligen hindrar passage av luft, fukt och smuts genom den linjära spalten 64. Och som ovan nämnts har det halvfasta materialet 83, som är ifyllt i den labyrintformade slitsen 82 en förmåga att frisätta ett friktionsnedsättande ämne under inverkan av värme, tryck eller vidhäftning, som alstras vid den inbördes rotationen av de första och andra komponenterna 66, 68.

Företrädesvis är de första och andra komponenterna 66, 68 till tätnlngen enligt det andra utföringsexemplet tillverkade av polymert material, plåt, mässing eller gummi.

Tillverkningsmetoden är beroende av typen av material. Företrädesvis kan komponenter av polymert material och gummi tillverkas genom gjutning och komponenter av mässing kan svarvas. Komponenter av plåt kan exempelvis pressas.

Under tillverkning fylles öppningen i U-profilen 80 i den andra komponenten 68 med halvfast material 83.

Vid montering fästes den första komponenten 66 till tätnlngen 10 på den första kroppen 60 och den andra komponenten 68 av tätnlngen 10 på den andra kroppen 62. Som tidigare sagts är både den första och den andra komponenten 66, 68 fast anslutna till tillhörande spår 70, 72 anordnade i kropparna 60, 62. Såsom har beskrivits åstadkommes detta lämpligen till exempel genom presspassning. Ett alternativt sätt att fästa komponenterna på deras korrekta platser är att limma dem med ett vidhäftande ämne. Ett ytterligare alternativ är att använda skruvförband med lämpliga skruvar. Det är emellertid viktigt att se till att topparna eller topparna hos den vågliknande korrugeringen 78 i den första komponenten 66 är lämpligt förspända mot det halvfasta materialet 83, så att topparna på ett riktigt sätt kan gräva sig ner i det halvfasta materialet 83 när en eller båda kropparna 60, 62 försätts i rörelse. En lämplig förspännande eller pressande kraft kan åstadkommas till exempel genom att ändra storleken av spalten 64. Om tätningsarrangemanget 10 inte är förspänt finns det en risk att topparna inte på ett framgångsrikt sätt kommer att gräva sig ner i det halvfasta materialet 83, vilket skulle leda till en inte så labyrintformad slits 82 och därigenom ett mindre effektivt tätnings- arrangemang 10.

Det andra utföringsexemplet har nu beskrivits kortfattat och det inses att eventuell ytterligare information, såsom till exempel om det halvfasta materialet eller funktionen hos tätningsarrangemanget kan hämtas från beskrivningen av det första utföringsexemplet. 10 15 20 25 30 35 40 524 351 13 I det följande, och med hänvisning till Fig. 5 kommer kortfattat ett tredje utföringsexempel av uppfinningen att beskrivas. Det tredje utföringsexemplet är en linjär variant av det första utföringsexemplet och som man kan se från ritningarna har tätningsarrangemanget enligt det tredje utföringsexemplet samma tvärsektion som den hos det första utföringsexemplet, fastän tätningsarrangemanget hos det tredje utföringsexemplet naturligtvis är linjärt i stället för ringformat. Vid beskrivning av det tredje utförings- exemplet kommer därför en del av hänvisningsbeteckningarna som användes för det första utföringsexemplet att användas, men kompletterade med ett ”a” för att åtskilja dem.

Sålunda kommer de första och andra kropparna att ha beteckningarna 14a resp. 16a i detta utföringsexempel.

Skillnaden mellan de två utföringsexemplen, bortsett från det faktum att rörelsen är linjär, är appliceringen och monteringen, och därför kommer tätningsarrangemanget som sådant endast att beskrivas kortfattat och det skall inses att alla detaljer hos tätnings- arrangemanget kan hämtas från beskrivningen av det första utföringsexemplet.

Liksom i det andra utföringsexemplet är rörelseriktningen mellan de första och andra kropparna 14a, 16a vinkelrätt mot papperets plan, d.v.s. ”in i” eller ”ut ur” papperet, och sträckningen av spalten 12a som skall avtätas ligger i linje med rörelseriktningen.

Spalten 12a som skall avtätas är liten ijämförelse med tätningsarrangemanget 10 och tätningsarrangemanget 10 är placerat i en urtagning 84, som överbryggar de första och andra kropparna 14a, 16a och sträcker sig utefter den längsgående riktningen för spalten 12a.

Den första komponenten 26a av tätningen innefattar ett basparti 42a i form av en platta, vilket baspartl 42a huvudsakligen i en första ände är försedd med en fläns 44a riktad huvudsakligen vinkelrätt mot baspartiet 42a. På samma sätt som flänsen 44 i det första utföringsexemplet, är flänsen 44a i detta tredje utföringsexempel försedd med åtminstone en topp eller en vågliknande korrugering 56a med toppar 58a.

Vidare är den första komponenten 26a hos tätningen fäst till den första kroppen 14a. Detta är gjort med hjälp av ett skulderparti 86 i den första kroppen 14a nära spalten 12a. Detta skulderparti 86 uppstår som ett resultat av urtagningen 84 som är gjord i de första och andra kropparna 14a, 16a och en andra ändyta på baspartiet 42a på den första komponenten 26a är anordnad så att den är i kontakt med skulderpartiet 86. Företrädesvis har skulderpartiet 86 en höjd lika med tjockleken hos baspartiet 42a, så att en övre sida av baspartiet 42a är väsentligen horisontell i linje med spalten 12a och en undre yta på baspartiet 42a stödjes av en urtagningsyta 88 i den första kroppen 14a. Dessutom sträcker sig flänsen 44a, som är anordnad på baspartiet 42a nästan hela vägen till en urtagningsyta 90 på den andra kroppen 16a, vilken urtagningsyta 90 är väsentligen parallell med urtagningsytan 88 på den första kroppen 14a, och lämnar endast en smal spalt 46a. 10 15 20 25 30 35 40 524 551 14 Den andra komponenten 28a hos tätningen omfattar ett långsträckt koppformat element 48a, vilket uppbäres av två ytor i urtagningen 84 i den andra kroppen 16a. Ett basparti 92 hos det långsträckta koppformade elementet 48a är i kontakt med en tidigare nämnda urtagningen 90 i den andra kroppen 16a och ett koppformat parti 50a hos det långsträckta koppformade elementet 48a är i kontakt med en urtagningsyta 94 på den andra kroppen 16a, som är huvudsakligen vinkelrätt mot de två tidigare nämnda urtagningsytorna 88, 90.

Det långsträckta koppformade elementet 48a är sålunda anordnat mellan flänsen 44a på den första komponenten 26a och urtagningsytan 94 i den andra kroppen 16a. Vidare sträcker sig det koppformade partiet 50 hos den andra komponenten 28a nästan hela vägen till baspartiet 42a hos den första komponenten 26a, och lämnar endast en smal spalt 54a, som ligger i linje med spalten 12a. Vidare är spalten 46a avsmalnad eftersom det koppformade elementet 48a kommer att vara beläget mellan flänsen 44a hos den första komponenten 26a och urtagningsytan 90 i den andra kroppen 16a.

Liksom i det första utföringsexemplet är en slits 52a formad mellan flänsen 44a hos den första komponenten 26a och det koppformade partiet 50a hos den andra komponenten 28a, vilket koppformade parti 50a är fyllt med halvfast material 59a.

Som kan inses är monteringen av de första och andra komponenterna 26a, 28a hos detta tredje utföringsexempel något annorlunda än det för det första utföringsexemplet eftersom de inte kan anslutas fast till deras tillhörande första och andra kroppar 14a, 16a genom till exempel presspassning. I stället är företrädesvis de första och andra komponenterna 26a, 28a fastlimmade eller fastskruvade.

I Fig. 6 visas ett fjärde utföringsexempel av uppfinningen, vilket illustrerar ett tätningsarrangemang vars komponenter är inbördes förbundna via en snäppförbindelse.

Tätningsarrangemanget är i grunden detsamma som l det första utföringsexemplet med två modifikationer, en förstärkning och en snäppförbindelse, som kommer att beskrivas i det följande. Vid beskrivning av det fjärde utföringsexemplet kommer därför en del hänvisningsnummer, som använts för det andra utföringsexemplet, att användas , men kompletterat med ett ”b” för att särskilja dem.

När de första och andra komponenterna 26b, 28b till tätningen tillverkas av till exempel polymeriskt material, vilket vanligen är mindre styvt än till exempel stål, kan komponenterna 26b, 28b behöva förstyvas för att arbeta tillfredsställande. Ett sätt att lösa förstyvningen är att förse de första och andra komponenterna 26b, 28b med hylsor till exempel av stål eller annat styvt material.

Den första komponenten 26b hos tätningen är försedd med en hylsa 96 på den inre omkretsytan hos ringen 42b, vilken hylsa 96 efter montering i lagret kommer att vara i kontakt med den yttre mantelytan 18b hos den första kroppen 14b. På samma sätt är den andra komponenten 28b på tätningen försedd med en hylsa 98 på den yttre mantelytan 10 15 20 25 30 524 351 15 hos den koppformade ringen 48b, vilken hylsa 98 efter montering kommer att vara i kontakt med den inre omkretsytan 20b hos den andra kroppen 16b.

Företrädesvis är hylsan 96, 98 fäst till respektive komponent 26b, 28b genom exempelvis limning, presspassning eller vulkning. Hylsans omkretsyta, som skall kopplas till tätningsorganet kan till exempel vara uppruggad och därför placerad i en formsprutnings- maskin, så att tätningsorganet, som är utformat i polymert material bygges direkt på hylsan med en tillräcklig vidhäftning mellan hylsan och tätningsorganet.

Den andra modifikationen avser ett sätt att underlätta montering och hantering av tätningsarrangemanget, när det tillverkas till exempel i polymeriskt material, genom inbördes förbindning av komponenterna hos tätningsarrangemanget med en snäppförbindelse. Genom att snäppa ihop de första och andra komponenterna 26b, 28b till tätningen, finns det en mindre risk, för att komponenterna 26b, 28b faller isär under transport av tätningen, Företrädesvis kan snäppförbindelsen åstadkommas genom att den första komponenten 26b förses med ett spår 100 i ringen 42b på den yta som är vänd mot den koppformade ringen 48b hos den andra komponenten 28b och genom att anordna ett utsprång 102 motsvarande spåret 100 på den inre ytan till den koppformade ringen 48b hos den andra komponenten 28b. Utsprånget 102 skall ha något mindre dimension än spåret 100, så att spalten 54b bibehålles, fastän i en smalare form än tidigare, när utsprånget 102 snäppes in i spåret 100.

På samma sätt är ett spår 104 anordnat i ringpartiet 55b på den andra komponenten 28b på den yta som är vänd mot flänsen 44b hos den första komponenten 26b och flänsen 44b är förlängd så att den sträcker sig in i spåret 104.

Fastän föreliggande uppfinning har beskrivits med hänvisning till föredragna utföringsexempel, är det underförstått att olika modifikationer och ändringar kan göras utan att man går utanför ändamålet med och omfattningen av uppfinningen, så som den definierats i de bifogade patentkraven.

Claims (9)

10 15 20 25 30 35 40 45 »- ; q . a .. 16 PATENTKRAV

1. Tätningsarrangemang (10) för avtätning av en spalt (l2; 12a) mellan första och andra inbördes rörliga kroppar (14, 14a; 14b; 16; l6a; 16b), och innefattande en första komponent (26; 26a; 26b) och en andra komponent (28; 28a; 28b) anordnade på den första kroppen (14, 14a; l4b) resp. på den andra kroppen (16; l6a; 16b), kännetecknat därav, att en av den första komponenten (26; 26a; 26b) och den andra komponenten (28; 28a; 28b) är utformad som en koppforrnad ring, vilken sträcker sig över åtminstone en del av spalten i riktning mot den andra motsatta kroppen och är fylld med ett halvfast material (59; 59a; 59b) med smörjande egenskaper, och att den motstående komponenten är försedd med åtminstone en topp (58), som är inrättad att sträcka sig in i det halvfasta materialet i den koppformade ringen, och under initial inbördes rörelse mellan de första och andra kropparna ( 14, 14a; 14b; 16; l6a; 16b) arbeta upp en tunn slits mellan sig själv och det halvfasta materialet i den koppformade ringen.

2. Tätningsarrangemang (10) enligt patentkravet 1, kännetecknat därav, att den med toppen (58) försedda komponenten är förspänd i riktning mot den koppformade ringen.

3. Tätningsarrangemang (10) enligt patentkravet l, kännetecknat därav, att den koppformade ringen är fäst med en gavelyta till den spalten (12) avgränsande delen av den andra kroppen (16, 16b) och att den med toppen (58) försedda komponenten (42) är fäst med en ringformad fläns (42, 42b) till den spalten (12) avgränsande delen av den första kroppen (14, l4b), och att den ringformade flänsen är integrerad med en radiell fläns (44, 44b), som sträcker sig i det närmaste större delen av sträckan till den inre omkretsytan av den koppformade ringens gavelyta.

4. Tätningsarrangemang (10) enligt patentkravet 3, kännetecknat därav, att den koppformade ringen (48, 48b) är placerad i närheten av den radiella flänsen (44) till den första komponenten (26) i den axiella riktningen och lämnar en slits (52) mellan dem, och den koppformade ringen (48, 48b) sträcker sig radiellt från den inre omkrets- ytan (20) hos den andra kroppen (16), väsentligen hela vägen till ringen (42) hos den första komponenten (26) , och lämnar endast en smal spalt (54).

5. Tätningsarrangemang (10) enligt patentkravet 3 eller 4, kännetecknat därav, att den koppformade ringen (48, 48b) är försedd med ett ringparti (55, 55b) i kontakt med den inre ornkretsytan (20, 20b) hos den andra kroppen (16, 16b), vilket ringparti (55, 55b) är försedd med en fri ände, som sträcker sig i axiell riktning bortom flänsen (44, 44b) hos den första komponenten (26, 26b).

6. Tätningsarrangeman g (10) enligt patentkravet 5, kännetecknat därav, att den fria änden av ringpartiet (55, 55b) uppvisar en sig radiellt sträckande läpp (57). 10 15 20 524 351 17'

7. Tätningsarrangemang (10) enligt något av patentkraven 3 till 6, kännetecknat därav, att den radiella flänsen (44, 44b) på den första komponenten (26, 26b) är försedd med åtminstone en vågliknande, ringformad korrugering (56) vänd mot den koppforrnade ringen (50) så att korrugeringens åsar bildar sagda i det halvfasta materialet inskjutande toppar (58).

8. Tätningsarrangemang ( 10) enligt något av patentkraven 3-7, och där den radiella flänsen (44, 44b) uppvisar mer än en topp (58), kännetecknat därav, att den radiella flänsen (44, 44b) är förspänd i riktning mot den koppformade ringen (50), genom att vara böjd så att toppen närmast flänsens fria ände kommer att anligga mot det halvfasta materialet (59, 59a, 59b) i den koppformade ringen, medan längre från den fria änden belägna toppar (58) successivt kommer att komma i ingrepp med det halvfasta materialet (59, 59a, 59b) när den närmast föregående toppen (58) bildat sin smala slits gentemot det halvfasta materialet (59, 59a, 59b).

9. Tätningsarrangemang (10) enligt något av föregående patentkrav, kännetecknat därav, att det halvfasta materialet (59, 59a, 59b) i den koppformade ringen har förmåga att frisätta ett friktionsnedsättande ämne under inverkan av den värme, det tryck eller den vidhäftning, som alstras vid den inbördes rörelsen mellan den första och den andra komponenten (26; 26a; 26b; 28; 28a; 28b).