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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Dichtring mit mindestens einer
Dichtlippe zur Anordnung an einer Außenoberfläche
einer eine Relativbewegung zum Dichtring ausführenden Welle
oder Stange nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Bei
der Relativbewegung kann es sich sowohl um eine Drehbewegung der
Außenoberfläche als auch um eine Axialbewegung
der Außenoberfläche relativ zum Dichtring beziehungsweise
seiner Dichtlippe handeln. Die Außenoberfläche
kann an einer Stange oder einer Welle ausgebildet sein, so dass
der Dichtring in diesem Fall auch als Stangendichtring oder Wellendichtring
bezeichnet werden kann.
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Befindet
sich die Welle oder Stange mit dem daran angeordneten Dichtring
nun in einer Umgebung, in der es zu Verunreinigungen der Außenoberfläche
kommen kann und diese Verunreinigungen nicht nur in der Form von
Staub vorliegen, sondern auch Ablagerungen oder Verkrustungen sein
können, wie es beispielsweise bei der Teleskopgabel eines
Fahrrads oder Motorrads der Fall sein kann, so gelangen diese Verunreinigungen
bei der Relativbewegung der Außenoberfläche zur
Dichtlippe und können diese beschädigen, was dazu
führt, dass Schmierstoff aus einem vom Dichtring abgedichteten Raum
nach außen treten kann.
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Um
nun das Eindringen von Verunreinigungen bis zur Dichtlippe des Dichtrings
zu vermeiden, ist es bekannt geworden, sogenannte Staubkappen vorzusehen,
die relativ zur Welle oder zur Stange stationär angeordnet
werden, um Verunreinigungen in der Form von Staub am Eintreten in
den Raum, in dem sich die Dichtlippe befindet, zu hindern. Diese Staubkappen
wiederum besitzen selbst eine Dichtlippe, die an der Außenoberfläche
der Welle oder der Stange gleitet. Befinden sich aber harte Verunreinigungen,
wie beispielsweise Insektenkörper an der Außenoberfläche,
so können diese von der Staubkappe nicht abgestreift werden
und gelangen letztlich bis zur Dichtlippe des Dichtrings, so dass
hier eine Gefahr der Beschädigung der Dichtlippe besteht.
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Anhand
der auf die Anmelderin zurückgehenden unveröffentlichten
Patentanmeldung
DE 10 2007
003 689.4 ist eine Buchse für ein relativ zum
einem Außenrohr axial verlagerbares Innenrohr bekannt geworden,
an der eine Abstreifeinrichtung angeordnet ist, so dass die hieraus
bekannte Buchse einerseits die Funktion der Entfernung von Verunreinigungen
aufweist und andererseits einen Lagerkörper bereitstellt,
der das Außenrohr und Innenrohr relativ zueinander lagert.
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Ausgehend
hiervon liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen
Dichtring mit mindestens einer Dichtlippe zu schaffen, bei dem die Gefahr
einer Beschädigung der Dichtlippe durch Verunreinigungen
vermieden oder verringert wird.
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Die
zur Lösung dieser Aufgabe geschaffene Erfindung weist die
Merkmale des Anspruchs 1 auf. Mit Vorteilen versehene Ausgestaltungen
hiervon sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.
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Die
Erfindung schafft nun einen Dichtring mit mindestens einer Dichtlippe
zur Anordnung an einer Außenoberfläche einer eine
Relativbewegung zum Dichtring ausführenden Welle oder Stange
mit einer Abstreifeinrichtung, die zur Entfernung von an der Außenoberfläche
anhaftenden Verunreinigungen bei der Relativbewegung ausgebildet
ist. Unter dem Begriff der anhaftenden Verunreinigungen sind im
vorliegenden Fall nicht nur Staubpartikel gemeint, sondern Verunreinigungen,
die an der Außenoberfläche mehr oder minder stark
anhaften, wie beispielsweise Verklebungen, Verkrustungen oder auch
getrocknete Insektenkörper. Solche Verunreinigungen können durch
bekannte Staubkappen nicht von der Außenoberfläche
entfernt werden und können daher zu einer Beschädigung
der am Dichtring ausgebildeten Dichtlippe führen.
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Die
am Dichtring nach der Erfindung vorgesehene Abstreifeinrichtung
sorgt nun dafür, dass bei einer Relativbewegung der Außenoberfläche
zum Dichtring diese Verunreinigungen von der Abstreifeinrichtung
entfernt werden und nicht mehr in den Bereich der Dichtlippe gelangen
können. Haften nun solche Verunreinigungen an der Außenoberfläche fest,
so werden diese von der Abstreifeinrichtung bei der Relativbewegung
der Außenoberfläche relativ zur Abstreifeinrichtung
entfernt. Dies sorgt dafür, dass die aus beispielsweise
einem Elastomerwerkstoff gebildete Dichtlippe des Dichtrings nicht
mehr von den anhaftenden Verunreinigungen beschädigt wird.
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Die
Abstreifeinrichtung kann nun Drähte aus einem metallischen
Werkstoff aufweisen, die am Dichtring unter radialer Vorspannung
relativ zur Außenoberfläche angeordnet sind. Kommen
nun die Verunreinigungen in den Erfassungsbereich der Abstreifeinrichtung,
so streifen die Drähte die Verunreinigungen bei der Relativbewegung
der Außenoberfläche beziehungsweise der Welle
oder Stange relativ zur Abstreifeinrichtung ab.
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Bei
der Abstreifeinrichtung kann es sich um einen Drahtkissenkörper
handeln, also einen Körper, der zu einem Geflecht oder
Gewirk oder Gestrick geformte Drähte besitzt, die Federeigenschaften
besitzen und unter radialer Vorspannung auf den Stange oder Welle
angeordnet sind. Bewegt sich nun beispielsweise die Welle oder Stange
mit der Außenoberfläche relativ zu dem Drahtkissenkörper,
so werden die Verunreinigungen von der Außenoberfläche entfernt
und gelangen nicht mehr zur Dichtlippe des Dichtrings.
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Um
nun die zwischen der Abstreifeinrichtung und der Außenoberfläche
wirkende Reibung zu verringern, kann der Drahtkissenkörper
reibungsverringernde Fäden und/oder Partikel aus einem
Polymer aufweisen, beispielsweise aus Polytetraflourethylen, die
für eine Verbesserung der Gleiteigenschaften der Abstreitfeinrichtung
an der Außenoberfläche der Welle oder Stange und
zusätzlich durch das Anhaften von Polytetraflourethylenpartikeln
auf der Stange für ein leichteres Abstreifen der Verunreinigungen
sorgen.
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Der
so ausgebildete Drahtkissenkörper kann beispielsweise als
Ringkörper ausgebildet sein, der aufgrund seiner radialen
Vorspannung relativ zur Außenoberfläche auch radial
elastisch an der Außenoberfläche angeordnet ist
und an der Außenoberfläche spaltfrei aufliegt.
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Aufgrund
der verglichen mit der Dichtlippe der Staubkappe größeren
Härte des Werkstoffs des Drahtkissenkörpers wird
durch die so gebildete Abstreifeinrichtung ein sicheres Abstreifen
auch von verhärteten Verschmutzungen erreicht, und somit
die Standzeit des Dichtrings mit der Dichtlippe vergrößert.
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Die
Drähte zur Bildung des Drahtkissenkörpers können
nun in Abhängigkeit der Härte der Außenoberfläche
bestimmte Querschnittsformen besitzen, die auch in Abhängigkeit
der zu erwartenden Verunreinigungen ausgewählt werden kann,
wobei die Drähte nach einer vorteilhaften Ausgestaltung
im Querschnitt rund ausgebildet sein können. Solche runde
Querschnittsformen der Drähte sorgen dafür, dass
diese verglichen mit beispielsweise dreieckförmig ausgebildeten
Querschnittsformen niedrigere Reibungsbeiwerte aufweisen und zu
einem sehr geringen Verschleiß der Außenoberfläche
der Welle oder Stange führen.
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Die
so ausgebildete ringförmige Abstreifeinrichtung kann am
Dichtring mittels beispielsweise eines thermischen Formgebungsvorgangs
bei der Fertigung des Dichtrings festgelegt werden. So ist es beispielsweise
möglich, den als Drahtkissenkörper ausgebildeten
ringförmigen Abstreifer direkt an das Elastomer des Dichtrings
anzuvulkanisieren oder, wenn der Dichtring beispielsweise aus einem
thermoplastischen Kunststoff gefertigt ist oder eine Mischbauweise
aus einem Elastomer oder Kunststoff aufweist, so kann der Drahtkissenkörper
an diesem Werkstoff angespritzt oder angeschweißt werden.
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Nach
einer Fortführung der Erfindung ist es auch vorgesehen,
dass die Abstreifeinrichtung unter radialer Vorspannung am Dichtring
angeordnet ist derart, dass mittels der Abstreifeinrichtung auch
die Dichtlippe gegen die Außenoberfläche beaufschlagt werden
kann. Ein die Abstreifeinrichtung umfassender Drahtkissenkörper
kann beispielsweise auch unabhängig von dem Dichtring gefertigt
werden und über Zusatzelemente in der Form von Halteklammern
oder dergleichen an einem bekannten Dichtring angeordnet werden,
so dass auch ein Nachrüsten eines Dichtrings mit einer
Abstreifeinrichtung grundsätzlich vorgesehen ist.
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Nach
einer Ausführungsform kann bei einem Dichtring, der beispielsweise über
eine zu einem geschlossenen Ring geformte Zugfeder gegen die Außenoberfläche
gedrückt wird, diese Zugfeder auch durch die eine radiale
Vorspannung aufweisende Abstreifeinrichtung ersetzt werden, so dass
der Dichtring dann von der Abstreifeinrichtung gegen die Außenoberfläche
der Welle oder Stange gedrückt wird und zwar so, dass die
Dichtlippe an der Außenoberfläche der Welle oder
Stange dichtend aufliegt.
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Die
Abstreifeinrichtung kann nun entlang ihrer Längsrichtung
und/oder Umfangsrichtung variabel dicht gepackt sein. Dadurch kann
beispielsweise durch eine weniger dichte Packung der als Drahtkissenkörper
ausgebildeten Abstreifeinrichtung im Bereich der Verbindungsstelle
des Drahtkissenkörpers mit dem Dichtring eine Federwirkung
erzielt werden, so dass bei einer axialen Relativbewegung der Außenoberfläche
relativ zur Abstreifeinrichtung eine an der Außenoberfläche
anhaftende Verunreinigung in den Erfassungsbereich der Abstreifeinrichtung
gelangt und dann dadurch, dass sich die Abstreifeinrichtung um eine
bestimmte Wegstrecke auf der Verunreinigung bewegt, eine längere
Kontaktzeit der Verunreinigung mit der Abstreifeinrichtung und damit eine
verbesserte Reinigungswirkung erreicht werden. Durch die in Umfangsrichtung
der Abstreifeinrichtung variabel dichte Packung oder Verpressung der
Drähte zum Drahtkissenkörper können in
Umfangsrichtung des Drahtkissenkörpers variabel harte Bereiche
der Abstreifeinrichtung erreicht werden, um beispielsweise dadurch
zu erreichen, dass im härteren Bereich der Abstreifeinrichtung
die Verunreinigung zunächst gelöst wird und dann
vom weicheren Bereich der Abstreifeinrichtung von der Außenoberfläche
abgewischt wird.
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Nach
einer Weiterbildung der Erfindung ist es auch vorgesehen, dass der
Dichtring eine Federeinrichtung aufweist, mittels der die Abstreifeinrichtung
gegen die Außenoberfläche der Welle oder Stange
beaufschlagt werden kann, also gegen die Außenoberfläche
vorgespannt werden kann. Diese Federeinrichtung wirkt also radial
bezogen auf die Außenoberfläche der Welle oder
Stange. Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann der Dichtring
auch eine Federeinrichtung aufweisen, mittels der die Abstreifeinrichtung
gegen eine Widerlagerfläche des Dichtrings axial beaufschlagt
wird. Dies kann beispielsweise bei einem Dichtring von Vorteil sein,
an dem die Abstreifeinrichtung nachträglich angebracht wird
und mittels der in Axialrichtung der Welle oder Stange wirkenden
Federeinrichtung die Abstreifeinrichtung gegen den Dichtring drückt.
Durch eine entsprechende Ausgestaltung der Abstreifeinrichtung mit
Vorspannung relativ zur Außenoberfläche entfernt
die Abstreifeinrichtung dann die an der Außenoberfläche
anhaftenden Verunreinigungen.
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Schließlich
ist es nach der Erfindung auch noch vorgesehen, dass die Abstreifeinrichtung
an einer Stirnfläche des Dichtrings angeordnet wird und dabei
so ausgebildet ist, dass sie bei einer Relativbewegung der Außenoberfläche
relativ zur Abstreifeinrichtung die Dichtlippe gegen die Außenoberfläche beaufschlägt.
Dies kann beispielsweise durch eine im Anbindungsbereich des Drahtkissenkörpers
an dem Dichtring entsprechend modifizierte Packungsdichte des Drahtkissenkörpers
erreicht werden. Im radial äußeren Bereich der
Anbindungsfläche ist in diesem Fall der Drahtkissenkörper
dichter gepackt als im radial innen liegenden Bereich, so dass es
bei einer Axialverlagerung der Außenoberfläche
relativ zum Dichtring zu einem Nachgeben der radial innen liegenden
Anbindungsfläche kommt, während der radial außen
liegende Bereich steifer ausgebildet ist und dadurch die Abstreifeinrichtung
stärker gegen die Außenoberfläche gedrückt
wird. Gleichzeitig bilden sich dabei im Bereich der Anbindungsfläche
der Abstreifeinrichtung am Dichtring radial wirkende Schubkräfte
auf, die die Dichtlippe des Dichtrings stärker gegen die
Außenoberfläche der Welle oder Stange drücken.
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Die
Erfindung wird nunmehr im Folgenden anhand der Zeichnung näher
erläutert. Diese zeigt in:
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1 eine
teilweise geschnittene Darstellung eines Dichtrings gemäß einer
Ausführungsform vor der Anordnung an einem schematisch
dargestellten Wellenende oder Stangenende;
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2 eine ähnliche
Darstellung einer modifizierten Ausführungsform eines Dichtrings;
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3 eine ähnliche
Darstellung einer weiteren Ausführungsform des Dichtrings;
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4 eine ähnliche
Darstellung einer weiteren Ausführungsform;
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5 eine ähnliche
Darstellung einer weiteren Ausführungsform; und
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6 eine ähnliche
Darstellung einer weiteren Ausführungsform.
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Mit
dem Bezugszeichen 1 ist ein Ende oder ein Ausschnitt einer
Welle oder einer Stange in schematischer Weise dargestellt, an deren
Außenoberfläche 2, deren Umriss durch
die das Bezugszeichen 3 aufweisende Linie verlängert
dargestellt ist, verschiedene Ausführungsformen von Dichtringen 4 mit
einer Dichtlippe 5 angeordnet werden können.
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Bei
der in 1 dargestellten Ausführungsform ist am
Dichtring 4 im Bereich der Dichtlippe 5 eine Umfangsnut 6 ausgebildet,
in die eine radial nach innen gerichtet verlaufende Auskragung 7 einer Abstreifeinrichtung 8 in
der Form eines Drahtkissenkörpers 9 eingreift.
Der Drahtkissenkörper 9 weist dabei eine entlang
seiner Längsrichtung variable Packungsdichte auf und übernimmt
im Bereich seiner Auskragung 7 die Funktion, die Dichtlippe 5 gegen die
Außenoberfläche 2 radial nach innen gerichtet
zu beaufschlagen und über seinen der Außenoberfläche 2 zugewandten
Bereich 10 die Reinigungsfunktion. Zu diesem Zweck ist
der Drahtkissenkörper 9 entlang seiner Längsrichtung
im Bereich des Bereichs 10 dichter gepackt, als im Bereich
der Auskragung 7, so dass dadurch am Endbereich 10 eine
in radialer Richtung stärkere Vorspannung erreicht wird,
als im Bereich der Auskragung 7. Dies führt zu
einer Reinigungsfunktion des Bereichs 10 und zu einer die Dichtlippe 5 in
Richtung nach radial innen gerichtet relativ zum Wellenende oder
Stangenende 1 verlaufende Druckbeaufschlagung der Dichtlippe 5.
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Bewegt
sich nun die Außenoberfläche 2 relativ
zum Bereich 10 der Abstreifeinrichtung 8, so werden
durch den Bereich 10 an der Außenoberfläche 2 anhaftende
Verunreinigungen in der Form von Verkrustungen oder Verklebungen
oder dergleichen entfernt und gelangen nicht mehr in den Bereich
der Dichtlippe 5.
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Bei
der in 2 dargestellten Ausführungsform besitzt
der Dichtring 4 eine Federeinrichtung 11 in der
Form einer Zugspiralfeder, die die Dichtlippe 5 gegen die
Außenoberfläche 2 drückt. Ein
Drahtkissenring 12 ist in einer am Dichtring 4 radial
innen liegend ausgebildeten Umfangsnut 13 aufgenommen und
wird von dem Endbereich 14 des aus einem Elastomer gebildeten
Dichtrings 4 gegen die Außenoberfläche 2 gedrückt.
Bewegt sich die Außenoberfläche 2 relativ
zum Drahtkissenring 12, so werden an der Außenoberfläche 2 anhaftende
Verunreinigungen vom Drahtkissenring 12 entfernt.
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3 der
Zeichnung zeigt eine modifizierte Ausführungsform eines
Dichtrings 4. Eine Dichtlippe 5 wird gegen die
Außenoberfläche 2 gedrückt und zwar
mittels eines den Dichtring 4 sowie einen Drahtkissenring 12 überspannenden
federnden Ringelements 15. Dieses Ringelement 15 beaufschlagt
auch den Drahtkissenring 12 in Richtung nach radial innen, also
in Richtung der Außenoberfläche 2 und
drückt den Drahtkissenring 12 gleichzeitig gegen
eine als Widerlager ausgebildete Stirnfläche 16 des
Dichtrings 4.
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4 der
Zeichnung zeigt eine weitere modifizierte Ausführungsform
eines Dichtrings 4 mit einer an der Stirnfläche 16 angebundenen
Abstreifeinrichtung 8, die wiederum als Drahtkissenkörper 9 ausgebildet
ist.
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Der
Drahtkissenkörper 9 ist dabei entlang seiner Längsrichtung
variabel dicht gepackt und besitzt im Bereich seiner der Stirnfläche 16 gegenüber liegenden
Anbindungsfläche eine weichere Struktur, als in dem zur
Stirnfläche 16 distalen Bereich. Dadurch kann
sowohl bei einer Axialbewegung der Außenoberfläche 2 relativ
zum Dichtring 4 als auch bei einer Rotationsbewegung der
Außenoberfläche 2 relativ zum Dichtring 4 eine
in vorbestimmter Weise nachgiebige federnde Struktur des Drahtkissenkörpers 9 erreicht
werden. Dadurch kann durch die unterschiedlichen Dichten innerhalb
des Drahtkissenkörpers 9 aufweisende Ausbildung
erreicht werden, dass der Draht kissenkörper 9 die
radiale Anpressung der Dichtlippe 5 gegen die Außenoberfläche 2 durch radiale
Schubkräfte sicherstellt.
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5 zeigt
eine weitere modifizierte Ausführungsform eines Dichtrings 4 gemäß der
vorliegenden Erfindung, bei der eine dünne Abstreiflippe 17 am
Dichtring 4 ausgebildet ist.
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Schließlich
zeigt 6 der Zeichnung eine weitere modifizierte Ausführungsform
des Dichtrings 4 mit einer konischen Ausbildung des Drahtkissenkörpers 9.
Der Drahtkissenkörper 9 übernimmt dabei an
seinem Auflagebereich an der Außenoberfläche 2 die
Funktion der Abstreifeinrichtung und drückt aufgrund seiner
radialen Vorspannung die Dichtlippe 5 der Dichtung 4 gegen
die Außenoberfläche 2.
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Der
erfindungsgemäße Dichtring sorgt nun dafür,
dass durch die Abstreifeinrichtung die Gefahr einer Schädigung
der Dichtlippe durch an der Außenoberfläche der
Welle oder Stange, die eine Relativbewegung relativ zum Dichtring
ausführt, anhaftende Verunreinigungen vermieden wird.
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- 1
- Wellenende/Stangenende
- 2
- Außenoberfläche
- 3
- Linie
- 4
- Dichtring
- 5
- Dichtlippe
- 6
- Umfangsnut
- 7
- Auskragung
- 8
- Abstreifeinrichtung
- 9
- Drahtkissenkörper
- 10
- Bereich
- 11
- Federeinrichtung
- 12
- Drahtkissenring
- 13
- Umfangsnut
- 14
- Endbereich
- 15
- Ringelement
- 16
- Stirnfläche/Widerlager
- 17
- Abstreiflippe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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