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Lippendichtung
Die Erfindung betrifft Dichtungen aus elastischen Werkstoffen, z. B. aus natürlichem oder synthetischem Kautschuk, oder aus einem andern elastischen Kunststoff, die mit Dichtlippen versehen sind und die zur Abdichtung von Flüssigkeiten, Gasen, Dämpfen oder auch mit Feststoffen vermischten Flüssigkeiten dienen.
Man verwendet für diesen Zweck Dichtungen in Form von U-förmigen Manschetten oder solchen, die als Topf- oder Hutmanschetten ausgebildet sind. Es ist bekannt, dass die Dichtwirkung um so besser ist, je mehr es gelingt, den höchsten Anpressdruck auf die Dichtkante zu legen. Wenn die Dichtkante unter einem geringeren Anpressdruck steht als benachbarte Abschnitte der sie tragenden Dichtlippe, tritt eine Ölkeilwirkung ein, durch welche die Dichtlippe abgehoben und ein Undichtsein der Dichtung verursacht wird.
Es sind eine Reihe von Massnahmen vorgeschlagen worden, um die Dichtkante möglichst zuverlässig anzupressen, die aber allenfalls nur zu einer Verringerung der nachteiligen Ölkeilwirkung geführt haben und durch die das Ziel, das sich der Erfinder gesetzt hat, nicht erreicht worden ist. So hat man z. B. Schnurringe zwischen die Dichtlippen eingelegt, Federn auf Dichtlippen aufgelegt und Spreizringe in den verschiedensten Formen eingebaut. Diese zusätzlichen Spannungsmittel sind aber, abgesehen davon, dass ihre Verwendung nicht den gewünschten Erfolg brachte, aufwendig und kostspielig.
Zudem haben die mechanischen Spreizelemente den weiteren Nachteil, dass die Elastizität der Lippendichtung in beträchtlichem Masse durch sie vermindert wird, insbesondere wenn die Anpressung hoch ist, so dass sie in ihrem Betriebsverhalten praktisch einer Packung gleicht, was eine hohe Reibung und einen grossen Verschleiss zur Folge hat.
Gemäss der Erfindung ist eine Dichtungsmanschette, also z. B. eine Topf-, Hut- oder Nutringmanschette aus elastischem Material, z. B. aus natUrlichem oder künstlichem Kautschuk oder aus einem elastischen Kunststoff, zur Abdichtung von hin-und hergehenden Maschinenteilen gegenüber flüssigen oder gasförmigen Medien derart ausgestaltet, dass die beiden Erzeugenden der Dichtlippe auf der dem abzudichtenden Maschinenteil zugekehrten Seite der Dichtkante einen Winkel ss einschliessen, welcher grö- sser als 900 ist. Diese Erzeugenden können auch einen grösseren Winkel bis nahezu 1800 einschliessen.
Durch diese neuartige Formgebung wird erreicht, dass die Dichtkante sowohl im drucklosen Zustand der Dichtung wie auch unter Druck fest angedrückt wird, u. zw. derart, dass der höchste Anpressdruck im Bereich der Dichtkante ausgeübt wird.
Die Lage der Dichtkante der neuen Dichtung ist also von der Lage der Dichtkante bei bekannten Dichtungen solcher Art dadurch unterschieden, dass sie nicht am Ende der Dichtlippe liegt, sondern dass diese sozusagen auf der Seite, die dem abzudichtenden Bauteil zugekehrt ist, etwas zurückgeschnitten ist. Dabei ist der kleinste Wert des Winkels B, den die zurtickgeschnittene Fläche mit dem Bauteil bildet (also die äussere Begrenzungslinie dieses Teiles, wenn man die Lippe im Querschnitt betrachtet), dadurch gegeben, dass der sich oberhalb der Dichtkante befindliche Teil der Dichtlippe auch bei elastischer Verformung nicht an dem abzudichtenden Maschinenteil zur Anlage kommen darf.
Da diese Ver- 111ltnisse erheblich von den Eigenschaften des elastischen Kunststoffes abhängig sind, lässt sich der kleinste Winkelwert für die verschiedenen möglichen Ausführungsformen nicht exakt angeben.
Besonders günstige Ergebnisse werden erzielt, wenn die äusseren Erzeugenden, also die Begrenzungs-
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linien des Querschnittes, einen Winkel ss von etwa 120 bis 1500 bilden. Durch die Veränderung dieses Winkels kann die Reibung der Dichtmanschette und die Dichtwirkung in weiten Grenzen beeinflusst werden.
Die zum abdichtenden Maschinenteil hin liegende und nach oben abgehende Erzeugende der Um- flächederdichtlippewirdimallgemeinenaheine Gerade ausgebildet sein. Das gemäss der Erfindung angestrebte Ziel wird jedoch auch dann erreicht, wenn diese Erzeugende schwach konkav oder konvex gekrümmt oder in anderer Weise kurvenförmig verläuft.
Auf der dem abzudichtenden Bauteil abgekehrten Seite der Dichtlippe kann die Erzeugende der Umfläche eine Gerade oder eine Kurve sein.
Von den bekannten Dichtungen dieser Art unterscheidet sich die neue dadurch, dass oberhalb der
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schinenteile steht die- obere Begrenzungslinie des Dichtlippenquerschnittes im Winkel von 900 zur abzudichtenden Flache oder sie schliesst gegen diese Fläche einen spitzen Winkel ein, nämlich wenn die Lippe etwas schräg angestellt ist. Diese Dichtungen erfüllen aber nicht die Bedingung der Erfindungsde- finition, nach der der Winkel zwischen den äusseren nach oben und unten von der Dichtkante abgehenden Begrenzungslinien mehr als 900, vorzugsweise 1350 beträgt ; sie haben daher auch nicht die vorteilhaften Eigenschaften, welcne darauf beruhen, dass ster Winkel zwischen den beiden äusseren, von der Dichtkante ausgehenden Begrenzungslinien des Querschnittes (Erzeugenden) grösser-als 900 ist.
Nur diese Ma- terialverteilungimBereich der Dichtkante ergibt die gemäss der Erfindung angestrebte Erhöhung des Anpress - druckes.
In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht.
Es zeigen im Querschnitt und teilweise in Ansicht Fig. 1 einen Nutring mit gerader innerer Begrenzung des Dichtlippenquerschnittes und Fig. 2 einen Nutring mit kurvenförmiger Innerer Begrenzung des Querschnittes.
Von den Dichtkanten 2 des Nutringes 1 (vgl. Flg. l) verlaufen die Begrenzungslinien 3 und 7 des Querschnittes in einem Winkel ss von etwa 1350 zueinander. Andere Lagen der Begrenzungslinien des Dichtlippenquerschnittes sind gestrichelt angedeutet. Die Begrenzungslinien 3a deuten den grösstmöglichen Winkel, die Begrenzungslinien 3b den kleinstmöglichen Winkel, durch den die Verbesserung gemäss der Erfindung erreicht wird, an. Die Begrenzungen der Dichtlippen auf den den Maschinenteilen abgekehrten Seiten sind mit 4 bezeichnet und verlaufen bei dem AusfUhrungsbeispiel nach Fig. 1 gerade. Zwischen der äusseren Begrenzungslinie nach dem abzudichtenden Teil, also bei der Ausführungsform, die durch die gestrichelte Linie 3a angedeutet ist, ist die Linie 4 um das gestrichelte Stuck 6 verlängert.
Bei dem in Fig. 2 veranschaulichtenNutring la ist die Begrenzung desLippenquerschnittes auf den den abzudichtenden Maschinenteil abgekehrten Seiten schwach gekrümmt, wie bei 4a angedeutet. Die verschiedenen Lagen der dem abzudichtenden Maschinenteil zugekehrten Begrenzungslinien sind durch ausgezogene und gestrichelte Linien dargestellt und entsprechend Fig. 1 mit 3, 3a und 3b bezeichnet. Bei grossem Winkel ss (gestrichelte Linie 3a) sind die Begrenzungen 4a verlängert, wie bei 6a angedeutet, also auch kurvenförmig.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Dichtungsmanschette, Topf-, Hut- oder Nutringmanschette aus elastischem Material, z. B. natUrlichem oder synthetischem Kautschuk oder aus einem elastischen Kunststoff, zur Abdichtung von hinund hergehenden Maschinenteilen gegenüber flüssigen oder gasförmigen Medien, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Begrenzungslinien (3 und 7) der Dichtlippe auf der dem abzudichtenden Maschinenteil zugekehrten Seite an der Dichtkante (2) einen Winkel (ss) einschliessen, welcher grösser als 900 ist.