Radial-Wellendichtringe

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1 Radial-Wellendichtringe

2 ULMAN Dichtungstechnik GmbH Die ULMAN Dichtungstechnik GmbH ist ein international tätiges Dichtungsunternehmen mit langjähriger Erfahrung im Bereich der Dichtungstechnik. Die Produktpalette erstreckt sich über viele Anwendungsbereiche, z.b. dem Maschinenbau, der Elektronikindustrie, dem Apparatebau, der Chemischen Industrie, der Hydraulik und Pneumatik, dem Pumpen- und Armaturenbau. Die kompetente und detaillierte Beratung durch unsere Techniker und Ingenieure garantieren Ihnen optimale Lösungen für Ihre Dichtungsanwendungen. Durch Service vor Ort und praktizierte Kundennähe ist ULMAN ein Garant um Ihren Erwartungen gerecht zu werden. Vorliegender Prospekt ist ein Leitfaden für Standardanwendungen. Technische Informationen und Prospektangaben beruhen auf unseren bisherigen Erfahrungen. Sie begründen jedoch keine Haftung. Die angegebenen Produktdaten sind unter technisch idealen Laborbedingungen ermittelt worden. Abhängig von den Betriebsparametern sind Grenzwerte unter Umständen niedriger anzusetzen. Maßreihen sind in (mm) angegeben. Mit dieser Ausgabe verlieren die vorherigen Ausgaben ihre Gültigkeit. ULMAN Dichtungstechnik GmbH 9/2004 ULMAN Dichtungstechnik GmbH ULMAN Dichtungstechnik GmbH is backed by many years of experience in the field of sealing technology and is internationally active. The product range covers many areas of application including machine building, electronic industry, chemical industry, apparatus and equipment, hydraulics and pneumatics, pumps and fittings. Exhaustive competent consultations by our technicians and engineers are your assurance for optimal solutions in the application of seals for your specific applications. An efficient local service by a dense network of agencies guarantees that ULMAN will always fulfil your expectations. This leaflet is a guideline for standard applications. The technical information and specifications are based on the wealth of experience and know-how gained in the past, but they do not substantiate any liability. The product data in this leaflet were established under technical ideal laboratory conditions. It may be necessary to adopt lower limit values, depending upon the given operating parameters. Measurements are given in (mm). This edition invalidates all previous editions. ULMAN Dichtungstechnik GmbH 9/2004

3 Inhaltsverzeichnis Radialwellendichtringe RWDR Contents: Radial oil seals RWDR Beschreibung: Seite Description: Page 1. Einleitung Beschreibung Bauformen Dichtwirkung Konstruktionshinweise Zulässige Drehzahlen / Umfangsgeschwindigkeit 5.2 Maximale Drehzahl bei geringer Druckbelastung 5.3 Gestaltung der Aufnahmebohrung 5.4 Gestaltung der Welle 6. Einbauempfehlungen Montagehinweise 7. Werkstoffe Introduction Description Designs Sealing effect Design information Allowed max. speed / max. surface speed 5.2 Max. speed under low pressure difference 5.3 Housing recommendation 5.4 Shaft recommendation 6. Installation recommendation Materials

4 1. Einleitung Radialwellendichtringe - RWDR - sind aus mehreren verschiedenen Komponenten zusammengesetzte ringförmige Dichtelemente zur Abdichtung drehender Wellen bei druckloser Anwendung oder geringen Druckdifferenzen. Ihr Einsatzgebiet umfasst den kompletten Bereich der Technik. Sie dichten nicht nur Wellen gegen Öle, Fette und weitere Medien ab, sie verhindern auch das Eintreten von Staub und Schmutz über die Dichtstelle. Das Lieferprogramm der Fa. Ulman umfasst neben den nach DIN 3760 genormten Bautypen auch diverse Sonderbauformen. 1. Introduction, Oil seals - RWDR - produced out of different materials are circular elements for sealing rotating rods without pressure or with low pressure difference. Their field of applications covers all kind of technical appliances. They do not only seal rods against oils, grease or other media, they also prevent them from dust and dirt. The product range of Ulman Dichtungstechnik not only consists of the designs according to DIN 3760, it also comprises several special designs. All available sizes are shown in the price list. Lieferbare Abmessungen entnehmen Sie bitte der Preisliste. 2. Description 2. Beschreibung Radialwellendichtringe setzen sich aus einem gummielastischen Elastomerteil mit spezieller Dichtlippenkontur, einem metallischen Versteifungsring und einer ringförmigen Zugfeder zusammen. Diese unterstützt die bereits durch die elastische Verformung eingetretene Vorspannung der Dichtlippe. Bezüglich der Dichtlippengeometrie werden neben fertig gepressten auch an der Stirnseite mechanisch nachbearbeitete RWDR eingesetzt. Zusätzlich kann der RWDR je nach Ausführung mit einem Außenmantel aus Metall, einer zusätzlichen Dichtlippe oder einer Staublippe versehen werden. Bild 1 zeigt die Bezeichnungen nach ISO 6194 Außenmantel / Outer shell Zugfeder / Garter spring Federhaltebund / Spring retaining collar Oil seals are produced with an elastomeric part with a special designed sealing contour, a metallic reinforcing ring and a garter spring. It will obtain the elastic deformation of the sealing lip which is caused by the pretension. The sealing lip can be manufactured by moulding or cutted after moulding. In addition a metal housing is available as well as a design with a second dust or sealing lip. Picture 1 shows the descriptions according to ISO Bodenfläche / bottom surface Versteifungsring / Reinforcing ring Membran / Membrane Dichtkante / Sealing edge Dichtlippe / Sealing lip Staublippe / Dust lip Federwirklinie / spring plane Stirnseite / Seal side Medienseite / Media side Bodenseite / Bottom side Luftseite / Air side Bild 1: Bezeichnungen nach ISO 6194 Pic. 1 :Description according ISO 6194

5 3. Bauformen Radialwellendichtringe mit elastomerer Dichtlippe werden entsprechend der DIN 3760 bzw. der ISO 6194/1 hergestellt. Die folgenden Standardbauformen gehören zum Lieferprogramm der Fa. Ulman. (Tabelle 1) 3. Seal design Oil seals with elastomeric sealing lip will be produced in accordance to DIN 3760 / ISO 6194/1. The following standard designs are part of the delivery range of Ulman. (table 1) Radialwellendichtring oil seal Ulman Typ/ Type Bauform type Profil profile Elastomer / rubber Gehäuse housing Metall / metal Schutzlippe dust lip ohne / without mit / with Ø Welle / rod mm Technische Daten technical data V max (m/s) P max (bar) DIN 3760 A A X X ,5 DIN 3760 AS D X X ,5 DIN 3760 B B X X ,5 DIN 3760 BS E X X ,5 DIN 3760 C C X X ,5 DIN 3760 CS F X X ,5 Tabelle 1: Standard- Bauformen nach DIN 3760 Table 1: Standard designs in accordance to DIN 3760

6 Zusätzlich bietet die Fa. Ulman die folgende Sonderbauformen (Tabelle 2) auf Anfrage an. In addition the following designs (table 2) can be supplied by Ulman Dichtungstechnik as well. Radialwellendichtring / oil seal Ulman Typ / / type Sonderbauform / special design Profil / profile Gehäusemantel / housing Elastomer / rubber Metall / metal Schutzlippe / dust lip ohne / without mit / with Technische Daten / technical data Ø Welle / V max (m/s) P max (bar) rod mm Ohne Feder / without spring G X X Ohne Feder / without spring H X X Duo / double lip K X X ,5 Duo / double lip L X X ,5 Sonder / special M X X Sonder / special N X X Druck / pressure applications P X X ,0 Gewebe / fabric reinforced S X X ,5 Gewebe / fabric reinforced T X X ,5 Gewebe / fabric reinforced U X X ,5 Gewebe / fabric reinforced W X X ,5 Tabelle 2: Sonderbauformen Table 2: Special designs

7 4. Dichtwirkung Die Dichtwirkung eines Radialwellendichtrings wird in statische und dynamische Abdichtung unterteilt. Statische Abdichtung erfolgt durch den in ein Gehäuse eingepressten Außenmantel und in ruhendem Zustand zwischen der Dichtkante und der Gegenlauffläche. Erst bei einer Relativbewegung der Dichtflächen entsteht eine dynamische Abdichtung. Durch die Relativbewegung der zwei Dichtflächen entsteht durch hydrodynamische Vorgänge ein, mit dem abzudichtenden Medium, gefüllter Dichtspalt. Durch die spezielle Geometrie der Dichtkante wird eine zur Stirnfläche hin gerichtete Schleppströmung erzeugt die Leckage verhindert. 4. Sealing effect The sealing effect of an oil seal will be divided into a static and a dynamic sealing effect. Static sealing effects are caused by the outer diameter of the oil seal which is fitted into the housing and if there s no movement between the sealing lip and the mating surface. If there s a relative movement between these two sealing surfaces it becomes a dynamic effect. Caused by the movement of the two sealing surfaces and an hydrodynamic effect a sealing gap appears which is filled by the media to be sealed. The special design of the sealing lip causes a movement of the media to the seal side of the oil seal which prevents leakage. 5. Konstruktionshinweise 5. Design recommendations 5.1 Zulässige Drehzahl / Umfangsgeschwindigkeit 5.1 Allowed max. speed / max. surface speed Bild 2 zeigt die maximal zulässigen Werte für Drehzahl und Umfangsgeschwindigkeit entsprechend DIN Zu beachten ist, dass diese Werte nur bei entsprechender Kühlung und Schmierung gelten. Picture 2 shows the maximum allowed values for rotation speed and surface speed in accordance to DIN Please note that these values are only valid if cooling and lubrication are guaranteed. Umfangsgeschwindigkeit / surface speed m/s Drehzahlen / rpm min FKM VMQ ACM NBR Drehzahlen / rpm min Wellendurchmesser / rod diameter d Bild 2: Max. Drehzahl / Umfangsgeschwindigkeit Pic. 2: Max rotation speed / surface speed bis 500 mm

8 5.2 Maximale Drehzahl unter geringer Druckbelastung 5.2 Max. Speed under low pressure difference. Die, bei geringer Druckbelastung, zulässigen Drehzahlen bzw. Umfangsgeschwindigkeiten sind in Tabelle 3 dargestellt. The values for max. speed and max. surface speed under low pressure difference are shown in table 3 Differenzdruck p max. bar Welle / rod pressure difference p max. bar max. Drehzahl (min 1 ) max. shaft speed (min -1 ) max. Umfangsgeschwindigkeit (m/s) max. surface speed (m/s) 0, ,80 0, ,15 0, ,60 Tabelle 3: Zulässige Drehzahlen unter Druckbelastung Table 3: Maximum shaft speed under pressure load 5.3 Gestaltung der Aufnahmebohrung Radialwellendichtringe werden in zylindrische Aufnahmebohrungen mit ISO H8 Passung montiert wodurch eine entsprechende, den Festsitz garantierende, Verpressung erzeugt wird (Bild 3). Die Tiefe der Aufnahmebohrung und die Länge der erforderlichen Einführfase können Tabelle 4 entnommen werden. Die zur sicheren Abdichtung notwendige Oberflächenqualität sollte Ra = 1,6 6,3 µm oder Rz = µm und R max. = µm betragen. Bei Verwendung eines Metall-Gehäuses (ohne Gummierung) ist eine riefen- und drallfreie Oberfläche erforderlich. 5.3 Housing recommendation Oil seals will be assembled into cylindrical bores according ISO H8 tolerances which causes a guaranteed pretension of the outside diameter (Pic. 3) The depth of the bore and it s chamfer dimensions are shown in table 4. The roughness of the housing surface must be better than Ra 1,6 to 6,3 µm or Rz 10 to 20 µm and Rmax. 16 to 25 µm. If an oil seal with metal outside diameter is used the surface must be free of damages and circumferential scratches Ø d H8 Ø d1 r 5-10 t t1 b Ø d2 R gerundet / rounded Ringbreite b Width of ring b T1min ( ~ 0,85 x b) T min ( ~ 0,3 + b ) 7 6,00 7,30 8 6,80 8, ,50 10, ,30 12, ,75 15, ,00 17,30 Tabelle 4: Empfohlener Einbauraum Table 4 : Installation recommandation R max 0,5 0,7 Bild 3: Gestaltung Einbauraum Pic. 3: Design of housing

9 5.4 Gestaltung der Welle: Die Oberflächenhärte einer abzudichtenden Welle sollte mindestens 45 HRC betragen. Bei Anwendungen mit verschmutzten Medien, bei denen Schmutz von außen eindringen kann oder Umfangsgeschwindigkeiten größer als 4 m/s sollte diese mindestens 55 HRC betragen. Um eine sichere Abdichtung zu gewährleisten muss die Oberflächenrauheit der Lauffläche R a = 0,2 bis 0,8 µm oder R z 1 bis 5µm und R max = 6,3 µm betragen. Des weiteren dürfen keinerlei Oberflächenbeschädigungen und Drallspuren vorhanden sein. Entsprechend der Montagerichtung sollte ein Radius oder eine Fase angebracht werden. (Tabelle 5 / Bild 3) 5.4 Shaft recommendation The hardness of the rod surface must be 45 HRC as minimum. When applied into environments were dust can penetrate from the outside or the surface speed exceeds 4 m/s it should not be lower than 55HRC. The roughness of the sealing surface must be better than Ra 0,2 to 0,8 µm or Rz 1 to 5 µm and Rmax. 6,3 µm. The surface must be free of damages and circumferential scratches. Depending on the assembly direction a radius or a chamfer are recommended. (table 5 / Pic. 3) Durchmesser der Welle d1 / Diameter of rod d1 Durchmesser der Fase d2 / Diameter of chamfer d2 Radius r / Radius r < 10 mm d1 1,5 mm 2 mm 10 mm 20 mm d1 2,0 mm 2 mm 20 mm 30 mm d1 2,5 mm 3 mm 30 mm 40 mm d1 3,0 mm 3 mm 40 mm 50 mm d1 3,5 mm 4 mm 50 mm 70 mm d1 4,0 mm 4 mm 70 mm 95 mm d1 4,5 mm 5 mm 95 mm 130 mm d1 5,5 mm 6 mm 130 mm 240 mm d1 7,0 mm 8 mm 240 mm 500 mm d1 11,0 mm 12 mm Tabelle 5: Fasenlänge / Radius für das Wellenende Table 5: Length of chamfer / radius for rod end 6. Einbauempfehlungen: Vor der Montage des Radialwellendichtrings sind alle Bauteile zu reinigen und zu fetten bzw. zu ölen. Scharfe, zu überfahrende, Kanten müssen entsprechend angefast, verrundet oder abgedeckt werden. Beim Einpressen soll die Montagekraft möglichst nahe dem Außendurchmesser angreifen. Ein verkanten oder verformen des Radialwellendichtrings muss unter allen Umständen vermieden werden. Nach dem Einpressen muss der RWDR lotrecht und zentrisch zur Welle sitzen. Zur Montage sollten entsprechende Montagehilfen verwendet werden. Um ein späteres Austauschen des defekten RWDR zu erleichtern sollte eine Hilfsbohrung zur leichteren Demontage vorgesehen werden. 6. Installation recommendation Before assembling of the oil seal all parts must be cleaned and lubricated. Sharp edges must be chamfered, rounded or covered. While assembling the pressure should be near to the outside diameter of the oil seal. Misalignment or deformation of the oil seal must be prevented. After assembling the oil seal must be located properly inside the housing. To guarantee a proper assembly the use of assembly aids is recommended. To improve the disassembling a bore on the backside of the housing will be helpful.

10 7. Werkstoffe Tabelle 6 gibt eine Übersicht über die zur Verfügung stehenden Elastomerqualitäten und deren maximale Dauereinsatztemperaturen. Die durch Reibungswärme entstehende Temperaturerhöhung ist bereits berücksichtigt. Falls keine besonderen Anforderungen an den RWDR - Werkstoff gestellt werden ist NBR mit 70 Shore A zu wählen. 7. Materials Table 6 shows all available elastomeric materials and their max. long term temperature range. The increase of the temperature due to friction is included in this range. If no special requirements have to be fulfilled the standard material will be NBR with a hardness of 70 Shore Elastomerbasis / basic polymer Temperatur an der Dichtkante / temperature at sealing lip NBR FKM ACM VMQ EPDM -40 / C -25 / C -25 / C -50 / C -50 / C Dauertemperatur bei Medien: Continuous temperature in media Mineralische Schmiermittel Mineral oil based Schwerentflammbare Druckflüssigkeiten nach VDMA / highly-inflammable pressure fluids according VDMA Motorenöle / motor oil Getriebeöle / gear oil Hypoid-Getriebeöle / hypoid gear oil ATF Öle / automatic transmission fluids Druckflüssigkeiten / pressure fluids DIN Fette / grease Öl- Wasser Emulsion / oil water emulsion Wasser Öl Emulsion / oil water emulsion Wässrige Lösungen Aqueous solutions Wasserfreie Lösungen / water free emulsion Sonstige Medien / other media Heizöl / heating oil Wasser / water Waschlaugen / washing lye Luft / air Tabelle 6: Elastomerwerkstoffe Table 6: Basic polymers

11 Unter Berücksichtigung der chemischen Aggressivität einiger Medien müssen auch die beiden metallischen Werkstoffe des Verstärkungsrings und der Zugfeder beachtet werden. Tabelle 7 zeigt die zum Einsatz kommenden Werkstoffe. Due to the chemical agressivity of some media the metallic materials of the metal reinforcing ring and the spring should be obtained as well. Table 7 shows all available materials for nearly all applications Gehäuse / Housing Versteifungsring/ Reinforcing ring Standard / Standard Unlegierter Stahl / unalloyed steel DIN 1624 Sonderausführung / Special application Nichtrostender Stahl / rustless steel und Tabelle 7: Werkstoffe Gehäuse, Verstärkungsring und Feder Table 7: Materials for housing, reinforcing ring and garter spring Feder / Garter spring Federstahl / spring steel DIN Federbronze / phosphorus bronze DIN Nichtrostender Stahl / rustless steel