DE10026129A1

DE10026129A1 - Dichtungsanordnung

Info

Publication number: DE10026129A1
Application number: DE10026129A
Authority: DE
Inventors: Willy Seewald; Klaus Pesch
Original assignee: CR Elastomere GmbH
Current assignee: SKF Sealing Solutions GmbH
Priority date: 2000-05-26
Filing date: 2000-05-26
Publication date: 2002-01-24
Anticipated expiration: 2020-05-27
Also published as: DE10026129C2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung zur Abdichtung einer Welle (1) gegenüber einem Gehäuse (2), die mindestens einen Verstärkungsring (3) aufweist, der mit der Welle (1) oder mit dem Gehäuse (2) drehfest verbunden ist, wobei der Verstärkungsring (3) mit mindestens einem dynamischen Dichtelement (4) verbunden ist oder mit diesem in Kontakt steht und wobei der Verstärkungsring (3) einen im wesentlichen zylindrischen, sich über eine Länge (L) axial erstreckenden Abschnitt (5) aufweist. Zur Vereinfachung der Montage der Dichtungsanordnung ist vorgesehen, daß der Verstärkungsring (3) in seinem sich axial erstreckenden Abschnitt (5) zumindest über einen Teil (L¶1¶) der Länge (L) über den Umfang (U) mit veränderlichem Radius r ausgebildet ist, so daß der Verstärkungsring (3) in diesem Bereich (5a) nur an definierten Stellen (6) die Welle (1) bzw. das Gehäuse (2) berührt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung zur Abdichtung einer Welle gegenüber einem Gehäuse,
die mindestens einen Verstärkungsring aufweist, der mit der Welle oder mit dem Gehäuse drehfest verbunden ist,
wobei der Verstärkungsring mit mindestens einem dynamischen Dichtelement verbunden ist oder mit diesem in Kontakt steht und
wobei der Verstärkungsring einen im wesentlichen zylindrischen, sich über eine Länge axial erstreckenden Abschnitt aufweist.

Eine Dichtungsanordnung der gattungsgemäßen Art ist beispielsweise aus der DE 91 16 618 U1 bekannt. Die offenbarte Dichtungsanordnung weist einen metallischen Verstärkungsring auf, der mit der Welle verbunden ist. Der Ring dient gleichzeitig als Laufring für ein dynamisches Dichtelement. Vorliegend existiert ausschließlich ein metallischer Kontakt zwischen Verstärkungsring und Welle. Der Verstärkungsring bzw. Laufring wird bei der Montage mittels einer relativ hohen Kraft auf die Welle aufgedrückt. Ein relativ starker Preßsitz ist notwendig, um eine hinreichende Dichtungseigenschaft zwischen Verstärkungsring bzw. Laufring und Welle zu bewerkstelligen.

Es gibt auch Verstärkungs- bzw. Laufringe, die zum Kontakt mit der Welle gummiert ausgeführt sind. Die Montage eines solchen Verstärkungs- bzw. Laufrings kann folglich in vorteilhafter Weise mit einer wesentlich geringeren Montagekraft durchgeführt werden. Natürlich ist dann auch der Haftsitz entsprechend schwächer, was sich insbesondere dann negativ auswirkt, wenn die Dichtungsanordnung starken Temperaturschwankungen ausgesetzt ist. Andererseits dichtet der gummierte Bereich Ring und Welle besonders gut ab.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Dichtungsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einen Verstärkungs- bzw. Laufring aufweist, der in Bezug auf seinen Kontakt mit der Welle bzw. dem Gehäuse einen hinreichend festen Sitz aufweist und trotzdem eine einwandfreie statische Abdichtung gewährleistet. Die Montage des Verstärkungs- bzw. Laufrings soll dabei keine übermäßig hohe Montagekraft erfordern; dadurch soll der Montagevorgang verbessert werden können.

Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkungsring in seinem sich axial erstreckenden Abschnitt zumindest über einen Teil der Länge über den Umfang mit veränderlichem Radius ausgebildet ist, so daß der Verstärkungsring in diesem Bereich nur an definierten Stellen die Welle bzw. das Gehäuse berührt.

Vorzugsweise ist vorgesehen, daß der Verstärkungsring in seinem sich axial erstreckenden Abschnitt zumindest über einen Teil der Länge in Umfangsrichtung wellenförmig ausgebildet ist; die Welle hat bevorzugt den Verlauf eines Sinuskurve.

Mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird erreicht, daß die Montagekraft bei der Montage des Rings auf die Welle bzw. in das Gehäuse wesentlich reduziert werden kann, weil der Kontakt zwischen Ring und Welle bzw. Gehäuse sich auf einige wenige Punkte beschränkt, an denen das Wellenprofil sein jeweiliges "Tal" aufweist. Mit dieser Mehrpunktberührung zwischen Ring und Welle bzw. Gehäuse wird ein einwandfreier und positionsgenauer Sitz des Rings auf der Welle bzw. im Gehäuse sichergestellt. Trotzdem kann der Ring bei der Montage mit relativ geringen Kräften in seine exakte Position gebracht werden.

Die Länge des radial veränderlich ausgebildeten Teils des Verstärkungsrings beträgt mindestens 1/5 vorzugsweise ein 1/3 der Länge des sich axial erstreckenden Abschnitts des Verstärkungsrings. Aus fertigungstechnischen Gründen kann insbesondere vorgesehen werden, daß die Länge des radial veränderlich ausgebildeten Teil des Verstärkungsrings der gesamten Länge des sich axial erstreckenden Abschnitts des Verstärkungsrings entspricht.

Wird der letztgenannte Fall nicht realisiert, kann weiterhin bevorzugt vorgesehen werden, daß der nicht radial veränderliche, verbleibende sich axial erstreckende Teil des Verstärkungsrings ringzylindrisch ausgebildet ist, wobei der Innendurchmesser des Ringzylinders größer als der Wellendurchmesser bzw. der Außendurchmesser des Ringzylinders kleiner als der Bohrungsdurchmesser des Gehäuses ist.

Zwecks Sicherstellung einer einwandfreien Dichtung zwischen Verstärkungsring und Welle bzw. Gehäuse ist bevorzugt vorgesehen, daß der Zwischenraum zwischen dem radial veränderlichen Profil bzw. dem Wellenprofil des Verstärkungsrings und der Welle bzw. dem Gehäuse mit Elastomermaterial ausgefüllt ist. In analoger Weise kann der Zwischenraum zwischen dem ringzylindrischen Teil des Verstärkungsrings und der Welle bzw. dem Gehäuse mit Elastomermaterial ausgefüllt sein; das Elastomermaterial wird bevorzugt durch einen Anspritz- oder Anvulkanisierungsvorgang an den Verstärkungsring angeformt.

Der Verstärkungsring besteht bevorzugt aus Metall. Die gesamte Dichtungsanordnung wird bevorzugt als Kassettendichtung ausgeführt.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch den Schnitt durch eine Dichtungsanordnung zwischen einem Gehäuse und einer Welle,

Fig. 2 den Schnitt A-B gemäß Fig. 1 und

Fig. 3 schematisch den Schnitt durch eine Dichtungsanordnung, ähnlich zu Fig. 1.

In Fig. 1 ist eine Dichtungsanordnung dargestellt, die eine Welle 1 zu einem Gehäuse 2 abdichtet. Die Dichtungsanordnung weist einen Verstärkungsrings 3 auf, der ein dynamisches Dichtelement 4 trägt. Im vorliegenden Falle ist das dynamische Dichtelement 4 an der einen Seite des Verstärkungsrings 3 anvulkanisiert bzw. durch einen Spritzgießvorgang angespritzt.

Der Verstärkungsring 3 weist einen axialen Abschnitt 5 auf, der sich über die Länge L erstreckt. Dabei ist ein erster Abschnitt mit der Länge L₁ vorgesehen, der über den Umfang wellenförmig ausgebildet ist.

Dies geht gut aus Fig. 2 hervor, die den Schnitt A-B gemäß Fig. 1 illustriert. Über den Umfang U ist der Radius r des Verstärkungsrings 3 derart veränderlich ausgebildet, daß sich eine wellenförmige Ausbildung des Verstärkungsrings ergibt. Wie anhand von Fig. 2 zu erkennen ist, kontaktiert der Verstärkungsring 3 die Welle 1 nur an einigen Kontaktstellen 6. Das Aufschieben des Verstärkungsrings 3 auf die Welle 1 bei dessen Montage kann deswegen in relativ einfacher Weise mit geringen Montagekräften erfolgen.

Wie in Fig. 1 weiter zu erkennen ist, ist der restliche Längenabschnitt (restliche Länge zwischen gesamter Länge L und Länge des gewellt ausgebildeten Abschnitt L₁) so ausgeführt, daß ein Abstand zwischen Verstärkungsring 3 und Welle 1 vorliegt. Dieser Zwischenraum 8 zwischen dem zylindrischen Teil des Verstärkungsrings 3 und der Welle 1 ist genauso wie der Zwischenraum 7 (siehe Fig. 2) zwischen dem Wellenprofil des Verstärkungsrings 3 und der Welle 1 mit Elastomermaterial ausgefüllt, das für eine einwandfreie statische Abdichtung zwischen Verstärkungsring 3 und Welle 1 sorgt.

In Fig. 3 ist eine alternative Ausgestaltung zu sehen, die sich von derjenigen gemäß Fig. 1 dadurch unterscheidet, daß hier das dynamische Dichtelement 4 nicht am Verstärkungsring 3 angebracht ist, sondern diesen lediglich reibend kontaktiert. Das dynamische Dichtelement 4 wird in diesem Falle vom oberen Teil der Dichtungsanordnung getragen. Ansonsten entspricht die Ausführungsform gemäß Fig. 3 derjenigen nach Fig. 1, wobei dieselben Bezugsziffern verwendet worden sind.

Bezugszeichenliste

1

Welle

2

Gehäuse

3

Verstärkungsring

4

dynamisches Dichtelement

5

axialer Abschnitt des Verstärkungsrings

5

a gewellter Teil des axialen Abschnitts

5

b nicht-gewellter, zylindrischer Teil des Abschnitts

5

6

Kontaktstellen

7

Zwischenraum zwischen dem Wellenprofil des Verstärkungsrings und der Welle

8

Zwischenraum zwischen dem zylindrischen Teil des Verstärkungsrings und der Welle
L Länge des sich axial erstreckenden Abschnitts des Verstärkungsrings
L₁

Gewellt ausgebildeter Abschnitt des Verstärkungsrings
U Umfangsrichtung
r Radius

Claims

1. Dichtungsanordnung zur Abdichtung einer Welle (1) gegenüber einem Gehäuse (2),
die mindestens einen Verstärkungsring (3) aufweist, der mit der Welle (1) oder mit dem Gehäuse (2) drehfest verbunden ist,
wobei der Verstärkungsring (3) mit mindestens einem dynamischen Dichtelement (4) verbunden ist oder mit diesem in Kontakt steht und
wobei der Verstärkungsring (3) einen im wesentlichen zylindrischen, sich über eine Länge (L) axial erstreckenden Abschnitt (5) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Verstärkungsring (3) in seinem sich axial erstreckenden Abschnitt (5) zumindest über einen Teil (L₁) der Länge (L) über den Umfang (U) mit veränderlichem Radius (r) ausgebildet ist, so daß der Verstärkungsring (3) in diesem Bereich (5a) nur an definierten Stellen (6) die Welle (1) bzw. das Gehäuse (2) berührt.

2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkungsring (3) in seinem sich axial erstreckenden Abschnitt (5) zumindest über einen Teil (L₁) der Länge (L) in Umfangsrichtung (U) wellenförmig ausgebildet ist.

3. Dichtungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenform ähnlich einem Sinusverlauf ausgeführt ist.

4. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (L₁) des radial veränderlich ausgebildeten Teils (5a) des Verstärkungsrings (3) mindestens 1/5, vorzugsweise 1/3, der Länge (L) des sich axial erstreckenden Abschnitts (5) des Verstärkungsrings (3) beträgt.

5. Dichtungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (L₁) des radial veränderlich ausgebildeten Teils (5a) des Verstärkungsrings (3) der gesamten Länge (L) des sich axial erstreckenden Abschnitts (5) des Verstärkungsrings (3) entspricht.

6. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht radial veränderliche, verbleibende sich axial erstreckende Teil (5b) des Verstärkungsrings (3) ringzylindrisch ausgebildet ist, wobei der Innendurchmesser des Ringzylinders größer als der Wellendurchmesser bzw. der Außendurchmesser des Ringzylinders kleiner als der Bohrungsdurchmesser des Gehäuses ist.

7. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum (7) zwischen dem radial veränderlichen Profil bzw. dem Wellenprofil (5a) des Verstärkungsrings (3) und der Welle (1) bzw. dem Gehäuse (2) zur Herstellung einer statischen Abdichtung mit Elastomermaterial ausgefüllt ist.

8. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum (8) zwischen dem ringzylindrischen Teil (5b) des Verstärkungsrings (3) und der Welle (1) bzw. dem Gehäuse (2) zur Herstellung einer statischen Abdichtung mit Elastomermaterial ausgefüllt ist.

9. Dichtungsanordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Elastomermaterial durch einen Anspritz- oder Anvulkanisierungsvorgang an den Verstärkungsring (3) angeformt ist.

10. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkungsring (3) aus Metall besteht.

11. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Kassettendichtung ist.