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Die Erfindung betrifft eine Dichtungseinrichtung
zum Abdichten eines Spaltes an einer Dichtungsstelle zwischen einer
umlaufenden rotationssymmetrischen ersten Fläche und einer quer dazu verlaufenden
zweiten Fläche,
insbesondere bei schnelllaufenden Werkzeugspindeln. Außerdem bezieht
sich die Erfindung auf einen mit einer solchen Dichtungseinrichtung
versehenen Werkzeughalter.
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Umlaufende Werkzeugspindeln müssen bei Werkzeugmaschinen
und ähnlichen
Anwendungen gegen das Eindringen von Spritzwasser und Schmutz in
die Lagerstellen wie gegebenenfalls gegen den Austritt von Schmiermitteln
aus den Lagern nach außen
hin abgedichtet werden. Da die Spindeln häufig in dem spanabhebenden
Bereich solcher Werkezugmaschinen angeordnet sind, werden an die verwendeten
Dichtungsein richtungen verhältnismäßig hohe
Anforderungen gestellt. Wegen der zunehmenden Verwendung von Hartmetallwerkzeugen
in der spangebenden Fertigung werden immer höhere Drehzahlen der Werkzeugspindeln
erforderlich, was entsprechende Anforderungen auch hinsichtlich
des Antriebsmomentes und der Lagersteifigkeit mit sich bringt.
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Insbesondere bei schnelllaufenden
Werkzeugspindeln ergibt sich eine besondere Problematik, die daher
rührt,
dass die verwendeten Dichtungselemente, beispielsweise Dichtungsringe
oder Manschetten, mit einem gewissen Anpressdruck gegen die jeweils
zugeordnete Dichtfläche
angedrückt
werden müssen,
um eine einwandfreie Abdichtung gegen Spritzwasser und Späneteilchen
zu erzielen, dass aber andererseits mit der Zunahme der Relativgeschwindigkeit
zwischen dem Dichtungselement und der Dichtfläche auch eine entsprechende
Vergrößerung der
Reibungswärmeenergie
einhergeht, mit der Folge, dass die Dichtungsstelle gegebenenfalls
schon nach kurzer Betriebszeit eine unzulässige Temperaturerhöhung erfährt. Tatsächlich bildet
diese Temperaturerhöhung
sogar eine Grenze für
die mögliche
Drehzahlsteigerung der Werkzeugspindel, weil hohe Temperaturen an
der Dichtungsstelle und damit auch in der Nähe der Lager nicht nur zu unzulässigen temperaturbedingten
Spannungen in den Lagern und Führungen
führen
können,
sondern auch die Schmiermittel in den Lagern beeinträchtigen.
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Eine bekannte Möglichkeit diese Temperaturerhöhung zu
vermeiden, ist die Abdichtung der Dichtungsstelle über Labyrinthsysteme,
die bekanntlich berührungslos
wirksam sind. Solche Labyrinthsysteme benötigen aber durchweg einen verhältnismäßig großen Einbauraum,
der häufig,
beispielsweise bei Werkzeughaltern, nicht zur Verfügung steht. Außerdem haben
sie den prinzipbedingten Nachteil, dass sie bei stillstehender Werkzeugspindel
keine wirksame Abdichtung bewirken. Dies ist insbesondere bei Werkzeugmaschinen
nachteilig, die mit betriebsmäßig verschwenkbaren
Werkzeugspindeln ausgerüstet
sind, die nur während
vorgegebener Betriebszeiten rotieren und sonst stillstehen. So wird beispielsweise
ein in einen Sternrevolver eingesetzter Werkzeughalter mit angetriebener
Werkzeugspindel nur während
bestimmter Bearbeitungsvorgänge in
die Arbeitsstellung verschwenkt, in der sein Werkzeug mit dem Werkstück in Eingriff
steht. In der übrigen
Zeit ist der Werkzeughalter mit stillstehender Werkzeugspindel in
eine der jeweiligen Schaltstellung des Revolverkopfes entsprechende
Bereitschaftstellung überführt, in
der er gegebenenfalls auf dem Kopf steht aber weiterhin der Einwirkung
von Spritzwasser und Spänen
etc. ausgesetzt bleibt.
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Aus der
DE 1096133 B ist eine Dichtung
zwischen zwei im Verhältnis
zueinander drehbaren Teilen bekannt, von denen der eine mit einer
zur Drehachse konzentrischen kegeligen Rotationsfläche versehen
ist, die den Zweck hat, einen gegen die Fläche mit Eigenspannung anliegenden
O-Ring zur Abdichtung gegen eine zur Drehachse senkrechte Fläche zu pressen,
die im festen Anschluss an den anderen Teil angeordnet ist. Der
O-Ring rollt sich dabei als einziges Dichtungsmittel auf der kegeligen
Rotationsfläche
ab, deren Erzeugende zur Sicherstellung der Rollbewegung des O-Ringes
mit der Drehachse einen Winkel bildet, der kleiner als 30° ist. Mit
steigender Drehzahl wird der O-Ring durch Fliehkraftwirkung radial
zunehmend aufgeweitet, so dass die Kraft mit der der O-Ring gegen
die zur Drehachse senkrechte Fläche
angepresst wird, drehzahlabhängig
kleiner wird. Dadurch wird erreicht, dass die von der Dichtung erzeugte Reibungswärme wesentlich
kleiner ist als bei Dichtungen, deren Anpressdruck an die relativ bewegte
Dichtfläche
von der Drehzahl unabhängig konstant
ist. In der Praxis hat sich aber gezeigt, dass der O-Ring, insbesondere
bei höheren
Drehzahlen nicht die angestrebte gleichmäßige Rollbewegung ausführt, sondern
Verdrill- und Flattererscheinungen zeigt, die zu einem raschen Verschleiss
führen.
Bei einer aus der
DE
1084990 C bekannten Zentrifugaldichtung dieser Art wurde
deshalb der O-Ring schon in einer durch parallele konische Flächen begrenzten Ringnut
des umlaufenden Teiles aufgenommen, um damit den O-ring radial zu
führen.
Eine solche verhältnismäßige eng
tolerierte Ringnut ist aber verschmutzungsanfällig, weil schon verhältnismäßig geringe
Schmutzablagerungen in der Ringnut zu einer Funktionsbeeinträchtigung
der Dichtung führen.
Daneben ist noch aus der
US-A-2494971 eine
Wellendichtungsvorrichtung bekannt, die insbesondere für Flüssigkeitspumpen
bestimmt ist. Bei dieser Vorrichtung geht es darum, einen die Welle
umgebenden Ansaugluftspalt drehzahlabhängig zu öffnen oder zu schließen. Zu
diesem Zwecke ist in einem Gebläserad
eine durch zwei Kegelflächen
parallelflächig begrenzte
Nut vorgesehen, in die ein aus mehreren Sektoren bestehender, mehrteiliger
starrer Ring eingesetzt ist, dessen Sektoren durch eine ihn umschließende Wurmfeder
unter Vorspannung elastisch zusammengehalten sind. Unter Fliehkrafteinwirkung werden
die Sektoren radial nach außen
gedrückt,
so dass sie von den kegelförmigen
Nutwänden
geführt axial
zurückweichen
und den Luftspalt freigeben. Eine solche Dichtungsvorrichtung kommt
für die Spindelabdichtung
bei Werkzeughaltern und dergleichen, bei denen immer eine Spaltabdichtung
gewährleistet
bleiben muss, grundsätzlich
nicht infrage.
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Aufgabe der Erfindung ist es deshalb,
eine Dichtungs einrichtung, insbesondere für Lagerabdichtungen bei schnelllaufenden
Werkzeugspindeln zu schaffen, die bei einfachem Aufbau auch bei
stillstehender Werkzeugspindel und über den ganzen Betriebsdrehzahlbereich
hinweg eine einwandfreie Spaltabdichtung gewährleistet und sicherstellt,
dass auch bei hohen Relativgeschwindigkeiten zwischen den gegeneinander
bewegten, den Dichtungsspalt begrenzenden Flächen keine unzulässige Reibungswärme und
damit Temperaturerhöhung
der umgebenden Teile eintritt.
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Zur Lösung dieser Aufgabe weist die
erfindungsgemäße Dichtungseinrichtung
die Merkmale des Patentanspruchs 1 auf.
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Die neue Dichtungseinrichtung weist
ein die erste Fläche,
bspw. die Umfangsfläche
der Werkzeugspindel oder eines mit dieser verbundenen Teiles unter
radialer Vorspannung umschließendes,
aus einem biegsamen Material bestehendes, ringförmiges Dichtungselement auf,
das mit der rotationssymmetrischen ersten Fläche umläuft, indem es mit dieser insbesondere
reibschlüssig
gekuppelt ist. Das Dichtungselement weist wenigstens ein Teil auf,
das unter Abdichtung des Spaltes axial an die zweite Fläche, die
sogenannte Dichtfläche,
angedrückt
ist. Als Material für
das Dichtungselement kann jedes geeignete Dichtungsmaterial Verwendung
finden, bspw. Tetrafluorethylen, Kautschuk etc.. Das Dichtungselement
ist massiv einstückig.
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Bei der neuen Dichtungseinrichtung
ist eine in Richtung auf die zweite Fläche hin sich verjüngende,
kegelförmige
oder konische erste Fläche
im Bereiche der Dichtungsstelle vorhanden, auf der das Dichtungselement
zu der zweiten Fläche
hin axial verschieblich gelagert ist und gegen die das Dichtungselement
mit radialer Vorspannung angepresst ist. Wegen der kegelförmigen,
sich verjüngenden
Gestalt der rotationssymmetrischen ersten Fläche, die die Auflagefläche für das Dichtungselement
bildet, wird die Radialkraft, mit der das Dichtungselement gegen
diese erste Fläche
angedrückt
wird, in zwei Kraftkomponenten zerlegt, von denen eine rechtwinklig
zu der Kegelmantelfläche
und die andere in Achsrichtung auf die zweite Fläche zu gerichtet ist und den
Dichtungsdruck erzeugt, mit dem das Dichtungselement gegen die zweite
Fläche
angedrückt wird.
Mit zunehmender Drehzahl des Dichtungselementes steigt die auf das
Dichtungselement ausgeübte
und radial gerichtete Zentrifugalkraft, die der radialen Vorspannung
des Dichtungselementes entgegenwirkt, mit der Folge, dass auch die
Andrückkraft und
damit der Dichtungsdruck auf die zweite Fläche in der erläuterten
Weise selbsttätig
drehzahlabhängig abnehmen.
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Der Kegelwinkel der kegelförmigen ersten Fläche ist
größer als
der Winkel der Selbsthemmung des darauf angeordneten Dichtungselementes
und liegt in der Regel in dem Bereich von ca. 7° bis 45°. Das Dichtungselement selbst
weist eine kegelförmige
Innenumfangsfläche
auf mit der es auf die kegelförmige
erste Fläche
aufgesetzt ist. Das im Querschnitt im Wesentlichen keilförmige Dichtungselement
ist durch wenigstens ein es umschließendes, elastisches, ringförmiges Spannelement
in Radialrichtung vorgespannt. Dieses Spannelement kann in eine
wandoffene Umfangsnut des Dichtungselementes eingesetzt sein und
an sich aus jedem geeigneten Material bestehen. Besonders einfache
Verhältnisse ergeben
sich, wenn das Spannelement als ein Rundschnurring (O-Ring) ausgebildet
ist.
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Insbesondere im Hinblick auf die
Verwendung bei hochbeanspruchten Dichtungsstellen, wie sie bspw.
bei Werkzeughaltern mit schnelllaufenden Werkzeugspindeln vorliegen,
bei denen die spangebenden Werkzeuge nahe der Stirnseite der Werkzeugspindel
liegen, ist die Dichtungsstelle neben dem Dichtungselement, auf
der der zweiten Fläche abgewandten
Seite, noch zusätzlich
durch einen Spalt oder eine Labyrinthdichtung nach außen hin abgedichtet.
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Der Grundgedanke der Erfindung besteht somit
darin, aus Gründen
der Sicherheit gegen das Eindringen von Verschmutzungen und Spritzwasser in
den abzudichtenden Spalt, bei dem System einer sogenannten schleifenden
Dichtung zu bleiben, die auch bei Stillstand der ersten Fläche gegenüber der zweiten
Fläche
wirksam bleibt. Der Dichtungsdruck, mit dem das Dichtungselement
wirksam ist, ist aber von der Drehzahl des Dichtungselements und
damit bspw. der Werkzeugspindel abhängig, wozu eine selbsttätige Steuerung
dieses Dichtungsdruckes durch die Fliehkraft ausgenutzt wird.
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Der wesentliche Vorteil der neuen
Dichtungseinrichtung liegt darin, dass die bei relativ zu der zweiten
Fläche
umlaufender erster Fläche
freiwerdende Reibungsenergie weitgehend drehzahlunabhängig gehalten
werden kann, weil eben mit steigender Drehzahl der Dichtungsanpressdruck
auf die zweite Fläche,
d.h. die Dichtfläche
selbsttätig
entsprechend nachlässt.
Dieser mit zunehmender Drehzahl des Dichtungselementes abnehmende
Dichtungsanpressdruck führt
deshalb nicht zu einer Beeinträchtigung
der Dichtwirkung, weil von außen
her zu dem umlaufenden Dichtungselement gelangende Schmutzteile
oder Flüssigkeiten
zufolge der hohen Drehzahl und der Fliehkraftwirkung radial nach
außen abgeschleudert werden und damit nicht in den abgedichteten Spalt
eindringen können.
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Die neue Dichtungseinrichtung bringt
hinsichtlich geringem Platzbedarf, großer Montage- und Servicefreundlichkeit
im praktischen Einsatz weitere Vorteile mit sich.
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Die neue Dichtungseinrichtung ist
an sich generell nicht nur bei Werkzeugmaschinen mit schnelllaufenden
Werkzeugspindeln, sondern bei allen Anwendungsfällen anwendbar, bei denen es
darauf ankommt, eine schnelllaufende rotationssymmetrische erste
Fläche
gegen eine insbesonders stillstehende zweite Fläche wirksam abzudichten, ohne
dass an der Dichtungsstelle bei hohen Drehzahlen eine übermäßige Temperaturerhöhung auftritt.
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Dabei hat sich gezeigt, dass die
neue Dichtungseinrichtung insbesondere auch zum Einsatz bei Werkzeughaltern
mit umlaufender angetriebener Spindel geeignet ist, wie sie bspw.
in DIN 69880 und in einigen Ausführungsbeispielen
in der
DE 19732966
A1 oder der
DE
19735420 A1 beschrieben sind. Bei solchen Werkzeughaltern
liegen nämlich besondere
Abdichtungsbedingungen insofern vor, als zum einen sehr beengte
Platzverhältnisse
gegeben sind und zum anderen die Lagerabdichtung der Spindel notwendigerweise
verhältnismäßig nahe
bei dem spangebenden Bereich des in den Werkzeughalter eingesetzten
Werkzeuges liegt, so dass die Dichtung hoher Beanspruchung ausgesetzt
ist.
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Gegenstand der Erfindung ist somit
außerdem
ein Werkzeughalter, mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6.
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Weitere Ausgestaltungen dieses Werkzeughalters
sind Gegenstand der nachfolgenden Unteransprüche.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des
Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
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1 einen
Werkzeughalter gemäß der Erfindung
im axialen Schnitt, in einer Seitenansicht und in schematischer
Darstellung,
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2 einen
Ausschnitt des Werkzeughalters nach 1,
unter Veranschaulichung der Dichtstelle zwischen der Spindel und
dem Gehäuse
des Werkzeughalters, in einer entsprechenden Schnittdarstellung
und in einem anderen Maßstab.
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Der in 1 dargestellte
Werkzeughalter 1 weist ein im Wesentlichen topfförmiges Gehäuse 2 auf,
das einen Zylinderschaft 3, bspw. nach DIN 69880 trägt, der
in eine entsprechende Aufnahmebohrung 4 eines bei 5 in
seinem Umriss angedeuteten Werkzeugträgers in Gestalt einer Stern-Revolverscheibe eingefügt ist.
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In dem Gehäuse 2 ist mittels
zweier Kugellager 6 eine Spindel 7 drehbar gelagert,
die koaxial zu dem Zylinderschaft 3 angeordnet ist und
sich mit einem zylindrischen Teil 8 kleineren Durchmessers durch
eine Innenbohrung 9 des Zylinderschaftes 3 zu einer
nicht weiter dargestellten Antriebsquelle erstreckt, die im Bereich
der Stern-Revolverscheibe 5 vorgesehen ist. Die Spindel 7 ist
im Bereiche ihres aus dem Gehäuse 2 vorragenden
Teiles mit einem eine Werkzeugaufnahme bildenden Innenkonus 10 ausgebildet,
in den ein bei 11 angedeutetes Werkzeug eingesetzt ist,
das durch eine auf die Spindel 7 aufgeschraubte Überwurfmutter 12 lagefest
gehalten ist.
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Zwischen den beiden Kugellagern 6 ist
ein Abstandsring 13 angeordnet. Sie sind in Axialrichtung
durch einen, mittels nicht weiter dargestellter axialer Schraubenbolzen
auf die Stirnfläche
des Gehäuses 2 aufgeschraubten
Flanschring 14 fixiert, gegen den sich die beiden Kugellager 6 über eine
dazwischen liegende, planebene Ringscheibe 15 axial abstützen, deren
Innendurchmesser etwa dem Durchmesser der Kugelreihen der Kugellager 6 entspricht,
wie dies aus 1 zu entnehmen
ist.
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Der insoweit beschriebene Werkzeughalter ist
bekannt, so dass sich die Erörterung
weiterer Einzelheiten erübrigt.
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Zur Abdichtung des Gehäuses 2 und
damit der Kugellager 6 gegen das Eindringen von Spritzwasser,
Spänen
und Verschmutzungen insbesondere aus dem Arbeitsbereich des Werkzeuges 11 ist eine
neue Dichtungseinrichtung vorhanden, deren Einzelheiten insbesondere
auch aus 2 zu entnehmen
sind.
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Auf ein Außengewinde 16 der
Spindel 7 ist ein ein ringförmiges Abdeckelement bildender
Gewindering 17 aufgeschraubt, der stirnseitig gegen eine
Ringschulter 18 der Spindel 7 verspannt ist und axiale
Sacklöcher 19 zum
Ansatz eines Werkzeuges aufweist. Der Gewindering 17 übergreift
mit einem äußeren Flanschteil 20 den
Flanschring 14 und ragt mit einem koaxial zylindrischen
Abschnitt 21 über eine
vorbe stimmte Länge
axial in die Öffnung 22 des Ringflansches 14 hinein,
so dass zwischen diesen Teilen 21, 22 und dem
Flanschring 14 ein Labyrinthspalt 23 ausgebildet
wird, der in den von dem Gewindering 17 und dem Flanschring 14,
sowie der Ringscheibe 15 begrenzten Ringraum 24 längs der Wandung
der Öffnung 22 des
Ringflansches 14, d.h. an seiner radial außen liegenden
Begrenzungswand von außen
her mündet.
Von der Seite des benachbarten Kugellagers 6 aus mündet in
den Ringraum 24 im Bereiche dessen radial innen liegender
Begrenzungswand ein Ringspalt 25, der von der Ringschulter 18 des
Gehäuses
und der inneren Umfangsfläche der
ein Dichtungsteil bildenden Ringscheibe 15 begrenzt ist.
Zur Abdichtung dieses Ringspaltes 25 dient ein ringförmiges Dichtungselement 26 in
Gestalt einer Keilringdichtung, das aus einem biegsamen Material
besteht. Ein geeignetes Material ist beispielsweise Tetraflurethylen,
doch können
auch andere bekannte Dichtungsmaterialien dafür Verwendung finden. Das Dichtungselement 26 kann,
wie dargestellt, massiv aus dem gleichen Material sein, es kann
aber auch als Verbundkörper
aus verschiedenen zweckentsprechenden Elementen zusammengesetzt
sein, wie es auch möglich
ist, es mit einer besonderen Profilgestalt, bspw. mit angeformten Dichtlippen
und dergleichen, auszubilden.
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Das Dichtungselement 26 weist
eine im Wesentlichen keilförmige
Querschnittsgestalt mit einer zylindrischen äußeren Umfangsfläche 27 und
einer, zumindest über
einer. Teil der axialen Länge
konus- oder kegelförmigen
Innenumfangsfläche 28 auf,
mit der es auf eine eine erste rotationssymmetrische Fläche bildende,
konus- oder kegelförmige
Fläche 29 eines
in dem Ringraum 24 liegenden koaxialen Fortsatzes 30 des
Gewinderinges 17 aufgesetzt ist. Die beiden kegelförmigen Flächen 28, 29 weisen
bei den dargestell ten Ausführungsbeispielen
den gleichen Kegelwinkel auf, der größer ist als der Winkel der Selbsthemmung
des Dichtungselementes 27, derart, dass dieses auf der
sich zu der Ringscheibe 15 hin verjüngenden kegelförmigen Fläche 29 axial
verschieblich ist. Der Kegelwinkel liegt, abhängig von den Abmessungen der
Teile, dem Material des Dichtungselementes 26 und dergleichen
in der Regel in der Größenordnung
zwischen 7° und
kleiner 45°.
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Auf der der Ringscheibe 15 zugewandten Planseite
weist das Dichtungselement 26 eine ebene Planfläche 31 auf
mit der es satt dichtend an der äußeren Planfläche 150 der
Ringscheibe 15 anliegt, so dass der Ringspalt 25 zu
dem Ringraum 24 hin einwandfrei abgedichtet ist. An die
Planfläche 31 schließt sich
eine kurze Zylinderfläche 32 an,
die an die kegelförmige
Fläche 28 angrenzt
und durch eine entsprechende Aussparung 33 in dem Gewindering 17 nach
innen zu freigestellt ist.
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Im Bereiche seiner Außenumfangsfläche 27 ist
das Dichtungselement 26 mit einer randoffenen Ringnut 34 ausgebildet,
in die ein ringförmiges,
ringsumlaufendes Spannelement 35 in Gestalt eines Rundschnuringes
(O-Ringes) aus gummielastischem Material unter radialer Vorspannung
eingelegt ist.
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Die Funktion der geschilderten Dichtungseinrichtung
ist wie folgt:
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Das Dichtungselement 26 ist
mit einer durch die Eigenelastizität des Dichtungselementes 26 und durch
den Rundschnurring 35 erzeugten radialen Vorspannung auf
die kegelförmige
Umfangsfläche 29 des
Fortsatzes 30 des Gewinderinges 17 aufgesetzt, der
mit der Spindel 7 umläuft.
Die se radiale Vorspannungskraft ist in dem in 2 eingetragenen Kräftediagramm mit P1 bezeichnet
und wirkt in einer rechtwinklig zu der Drehachse der Spindel 7 liegenden Ebene.
Da die Fläche 29 zu
dem Ringspalt 25 hin sich verjüngend ausgebildet ist; wird
die Radialkraft P1 durch die Keilwirkung in zwei Komponenten P2 und
P3 zerlegt, von denen die Kraftkomponente P2 senkrecht zu der kegelförmigen Fläche 29 und
die Kraftkomponente P3 in Achsrichtung auf die Ringscheibe 15 zu
wirkt. Die Kraftkomponente P3 drückt das
Dichtelement 26 mit seiner Planfläche 31 gegen die die
Dichtfläche
bildende zugeordnete Planfläche 150 der
Ringscheibe 15. Sie ist bei den gegebenen Winkelverhältnissen
kleiner als die rechtwinklig zu der kegelförmigen Fläche 29 wirkende Komponente P2.
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Bei etwa gleichen Reibwerten zwischen
den aneinander anliegenden Flächen
des Gewinderings 17 und der Ringscheibe 15 und
des Abdichtungselementes 26 wird einerseits das Dichtungselement 26 über die
kegelförmige
Fläche 29 des
Gewinderings 17 im Wesentlichen schlupffrei mit der rotierenden Spindel 7 mitgedreht
und andererseits schleifend gegen die feststehende Dichtfläche an der
Ringscheibe 15 angepresst.
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In dem Ringraum 24 vorhandenes
Spritzwasser, Schmutz, Späneteilchen,
etc. werden durch die Zentrifugalkraft bei umlaufendem Dichtungselement 26 radial
nach außen
zu weggeschleudert und durch den Labyrinthspalt 23 nach
außen
gefördert.
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Gleichzeitig wirkt die Zentrifugalkraft
bei umlaufendem Dichtungselement 26 und damit umlaufendem
Rundschurring 35 im Sinne einer Verringerung der radialen
Vorspannungs kraft P1, so dass die auf die kegelförmige Fläche 29 des umlaufenden
Gewinderinges 17 einwirkende Anpresskraft P2 ebenfalls
entsprechend reduziert wird. Gleichzeitig erfolgt eine entsprechende
Verkleinerung der Kraftkomponente P3 und damit der Anpresskraft
mit der das Dichtungselement 26 mit seiner Planfläche 31 axial gegen
die zugeordnete Dichtfläche
an der Ringscheibe 15 angepresst wird.
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Die beschriebene Reduzierung der
Andrückkraft
P3 auf die Dichtfläche
an der Ringscheibe 15 nimmt mit zunehmender Drehzahl des
Dichtungselements 26 selbsttätig zu, mit der Folge, dass
wegen der mit zunehmender Drehzahl abnehmenden Andrückkraft
auch die im Bereiche der über
die Ringscheibe 15 schleifenden Planfläche 31 des Dichtungselementes 26 erzeugte
Reibungswärme
selbsttätig
konstant gehalten oder sogar verringert wird.
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Die radiale Vorspannung des Dichtungselementes 26 und
des Rundschnurringes 35 sind so zu wählen, dass bei höchstzulässiger Drehzahl
noch eine radiale Rest-Vorspannung des Dichtungselementes 26 gegenüber der
kegelförmigen
Fläche 29 des
Gewinderinges 17 verbleibt, d.h., dass die Kraft P1 nicht
vollständig
verschwindet. Auf diese Weise bleibt sichergestellt, dass das Dichtungselement 26 immer
reibschlüssig
von dem Gewindering 17 mitgenommen wird.
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Der an die Planfläche 31 außen und
innen axial anstoßende
zylindrische Flächenbereich 27 bzw. 32 bildet
u.a. eine gewisse Verschleißreserve für das Dichtungselement 26.
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Im Übrigen sind Ein- und Ausbau
des Dichtungselementes 26 in sehr einfacher Weise möglich. Dazu
braucht nach An nahme der Spannmutter 12 lediglich der Gewindering 17 von
der Spindel 7 abgeschraubt bzw. umgekehrt nach Aufsetzen
des Dichtungsringes 26 aufgeschraubt zu werden. Die neue. Dichtungseinrichtung
erlaubt somit einen einfachen Wechsel des Dichtungselementes 26;
sie ist platzsparend, einfach zu montieren und servicefreundlich. Darüber hinaus
gewährleistet
sie auch im Stillstand eine einwandfreie Abdichtung des Ringspaltes 25,
da ohne Entlastung durch die Fliehkraft die axiale Andruckkraft
P3 am größten ist.
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Das dargestellte Ausführungsbeispiel
ist nicht beschränkend.
Insbesondere könnend
die konischen oder kegelförmigen
Flächen 28, 29 auch
eine andere sich verjüngende
Profilgestaltung aufweisen, wie es auch möglich ist, die Fläche 28 des
Dichtungselementes 26 nicht kegelförmig, sondern beispielsweise
im Querschnittkreis ringförmig
zu gestalten. Gleiches gilt auch für die an der Dichtfläche 150 der Ringscheibe 15 anliegende
Planfläche 31 des
Abdichtungselementes 26. Diese Planfläche 31 kann profiliert
sein; sie kann auch an Dichtungslippen oder dergleichen Teilen ausgebildet
sein, die an dem Dichtungselement 26 vorhanden sind.
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Die kegelförmige Fläche 29 ist bei dem
beschriebenen Ausführungsbeispiel
auf dem Gewindering 17, d.h. einem mit der Spindel 7 verbundenen Teil
angeordnet. Alternativ kann die Fläche 29 naturgemäß auch eine
Mantelfläche
der Spindel selbst oder auf einer auf die Spindel 7 aufgesetzten
Büchse, etc.
ausgebildet sein.
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Schließlich kann das Dichtungselement 26 auch
mit besonderen Mitteln in Gestalt von Kammern, Rippen, Aussparungen,
Schlitzen, etc. ausgebildet sein, die die radiale Ver formbarkeit
des Dichtungselementes unter der Einwirkung der radialen Vorspannung
und/oder der Zentrifugalkraft beeinflussen.
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Schließlich ist es auch denkbar zur
Erhöhung der
Sicherheit gegen Eindringen von Fremdstoffen in den abzudichtenden
Spalt mehrere der beschriebenen Dichtungseinrichtungen axial hintereinander
zu schalten.