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Die
Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung.
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Um
beispielsweise ein Maschinengehäuse an
einer austretenden Welle gegen die Umgebung abzudichten, sind Dichtungsanordnungen
bekannt, die einen Wellendichtring, genauer gesagt einen Radial-Wellendichtring
umfassen. Dabei werden Wellendichtringe oftmals mit festem Sitz
im Gehäuse oder
Gehäusedeckel
eingebaut. Ihre Dichtlippe läuft auf
der Oberfläche
der sich drehenden Welle und wird oftmals von einer Ringfeder radial
auf die Wellenoberfläche
gedrückt.
Um Verschleiß an
der Dichtlippe zu vermindern und die Dichtwirkung zu gewährleisten,
werden oftmals auch hohe Anforderungen an die Beschaffenheit der
Wellenoberfläche
gestellt, oft wird die Welle im Bereich der Dichtungslauffläche deshalb
poliert.
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Aus
der
DE 197 16 503
A1 ist beispielsweise eine Dichtung für Lager mit zwei voneinander
weg gerichteten Dichtlippen bekannt, bei der ein Übergangsbereich
von den beiden Dichtlippen zu einem Tragabschnitt flexibler ausgeführt ist
als die beiden Dichtlippen zueinander. Dadurch wird ein gemeinsames
Schwenken oder axiales Verlagern beider Dichtlippen möglich, wodurch
eine der Dichtlippen bei größerem Druckunterschied
zwischen einem Lagerinneren und einer Umgebung entlastet und beide
axial verschoben werden, womit sich der Verschleiß axial verteilt
und damit insgesamt reduziert wird, wodurch wiederum eine längere Lebensdauer
gewährleistet ist.
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Eine
Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Dichtungsanordnung
zu schaffen, die eine besonders lange Lebensdauer aufweist.
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Die
Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Gemäß Anspruch
1 ist eine Dichtungsanordnung, umfassend eine Welle und zum Abdichten
der Welle eine im Wesentlichen ringartige Dichtung mit einer ersten
und einer zweiten radial umlaufenden in sich geschlossenen Dichtlippe,
derart gestaltet, dass bei Start des Drehbetriebs der Welle die
erste Dichtlippe dichtend an der Welle anliegt und die zweite Dichtlippe
zu der Welle beabstandet ist, und nach einer vorgebbaren Abnutzung
der ersten Dichtlippe die zweite Dichtlippe an der Welle dichtend
anliegt.
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Die
Erfindung beruht dabei auf der Erkenntnis, dass während einer
ersten Betriebszeitdauer, die mit einem Aufnehmen des Drehbetriebs
der Welle und einem Neuzustand der Dichtung startet, die zweite
Dichtlippe aufgrund ihres Nichtanliegens an der Welle frei von jeglichem
Verschleiß ist
und erst nach einer vorgebbaren Abnutzung der ersten Dichtlippe
während
einer zweiten, sich zeitlich an die erste anschließenden Betriebszeitdauer,
an der Welle dichtend anliegt und die Hauptdichtfunktion der Dichtungsanordnung übernimmt,
so dass sich für
die Dichtungsanordnung als Ganzes eine mit Vorteil erhöhte Gesamtlebensdauer
ergibt.
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Dabei
ist die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung
insbesondere bei einem System mit Vorteil einsetzbar, bei dem ein
Funktionserhalt der Dichtung absolut notwendig ist und bisher die
Dichtung als ein Bauteil unter vielen den limitierender Faktor für die Gesamtlebensdauer
des Systems gebildet hat, obgleich die übrigen Teile von Hause aus
eine weitaus längere
Betriebsdauer ermöglicht
hätten.
Besonders vorteilhaft ist der Einsatz der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung
weiterhin, wenn zudem ein Austausch der Dichtung nur mit einem vergleichsweise
großen
Aufwand oder überhaupt
nicht möglich
ist.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Dichtungsanordnung
eine Ringfeder, wobei die Ringfeder derart bezüglich der beiden Dichtlippen angeordnet
ist, dass die beiden Dichtlippen bei ihrem jeweiligen dichtenden
Anliegen an der Welle in etwa im selben Maße im Belastungsbereich der
Ringfeder liegen.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
dem im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand
der Figuren. Dabei zeigen:
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1 einen
Längsschnitt
durch eine obere Hälfte
einer Dichtungsanordnung am Beginn einer ersten Betriebszeitdauer
und
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2 die
Dichtungsanordnung der 1 während einer zweiten, der ersten
zeitlich nachfolgenden Betriebszeitdauer.
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Die 1 zeigt
als ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung einen Längsschnitt
durch eine obere Hälfte
einer Dichtungsanordnung. Dabei umfasst die Dichtungsanordnung eine
ringartige Dichtung 30, die in einem Gehäuse 20 zum
Abdichten einer sich drehenden Welle 10 angeordnet ist.
Die Dichtung 30 umfasst dabei einen Stützkörper 36 und ein mit
dem Stützkörper 36 verbundenes,
beispielsweise anvulkanisiertes Elastomerteil 34. Dabei
ist der Stützkörper 36 mit
einem L-förmigen
Längsschnittprofil
und das Elastomerteil 34 mit einem im Wesentlichen C-förmigen Längsschnittprofil
ausgebildet. Weiterhin ist das Elastomerteil 34 in demjenigen
Bereich, in dem es zum bestimmungsgemäßen dichtenden Anliegen an
der Welle 10 vorgesehen ist, mit einer ersten und einer
zweiten radial umlaufenden, in sich geschlossenen Dichtlippe 31 und 32 ausgebildet.
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Dabei
zeigt die 1 die Dichtungsanordnung zu Beginn
einer ersten Betriebszeitdauer, das heißt bei Aufnahme des Drehbetriebs
der Welle 10 in Verbindung mit einer neuwertigen Dichtung 30.
Dabei liegt von den beiden Dichtlippen 31 und 32 bestimmungsgemäß nur die
erste Dichtlippe 31 dichtend an der Welle 10 an.
Dies ist insbesondere dadurch erreicht, dass die zweite Dichtlippe 32 mit
einem größeren Innendurchmesser
als die erste Dichtlippe 31 ausgebildet ist. Eine elastische
Vorspannung der ersten Dichtlippe 31 wird bei der Dichtungsanordnung
der 1 durch eine entsprechend auf die erste Dichtlippe 31 wirkende
Ringfeder 40 verstärkt,
die in einer entsprechenden, radial umlaufenden, auf der den Dichtlippen 31 und 32 gegenüberliegenden Oberfläche des
Elastomerteils 34 ausgebildeten Rille eingesetzt ist.
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Die 2 zeigt
die Dichtungsanordnung der 1 während einer
zweiten, sich zeitlich an die erste anschließenden Betriebszeitdauer nach
einer vorgebbaren Abnutzung der ersten Dichtlippe 31. Gemäß der 2 weist
dabei die erste Dichtlippe 31 aufgrund des Drehbetriebs
der Welle 10 bereits einen erheblichen Abrieb auf, so dass
sie in axialer Richtung zunehmend flächig an der Welle 10 anliegt
und damit ihre Dichtwirkung stetig abnimmt. Mit der vorgebbaren
Abnutzung der ersten Dichtlippe 31 liegt schließlich die
zweite Dichtlippe 32 dichtend an der Welle 10 an
und übernimmt
damit als bisher unverschlissene Dichtlippe die Hauptdichtfunktion
der Dichtungsanordnung. Mit dem Moment des Anliegens der zweiten
Dichtlippe 32 an der Welle 10 kehrt sozusagen
eine verbesserte Dichtigkeit wie zu Beginn der ersten Betriebszeitdauer
wieder. Die Ringfeder 40 ist dabei derart angeordnet, dass
sie auch während
der zweiten Betriebszeitdauer eine radiale elastische Vorspannung
der zweiten Dichtlippe 32 unterstützt.
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Mit
der vorausgehend beschriebenen Dichtungsanordnung wird dabei mit
Vorteil eine hohe Gesamtlebensdauer der Dichtungsanordnung erzielt,
so dass die Dichtungsanordnung mit besonderem Vorteil dort zum Einsatz
kommt, wo ein Austausch des Dichtrings nur unter erschwerten Bedingungen
möglich
ist, wobei ein bevorzugtes Einsatzgebiet beispielsweise ein Laugenbehälter von
Waschmaschinen ist.
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In
anderen Ausführungsformen
sind natürlich
auch andere, als die im Ausführungsbeispiel
beschriebenen, an die jeweilige Verwendung angepasste Längsschnittprofile
für ein
Elastomerteil und einen Stützkörper einer
Dichtungsanordnung einsetzbar. Dabei kann das Elastomerteil den
Stützkörper ganz
oder teilweise umschließend
oder die Dichtungsanordnung auch ganz ohne Stützkörper ausgebildet sein.
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- 10
- Welle
- 20
- Gehäuse
- 30
- Dichtung
- 31
- erste
Dichtlippe
- 32
- zweite
Dichtlippe
- 34
- Elastomerteil
- 36
- Stützkörper
- 40
- Ringfeder