DE102012006125A1

DE102012006125A1 - Dichtring zum Abdichten von Wellen

Info

Publication number: DE102012006125A1
Application number: DE201210006125
Authority: DE
Inventors: Marko Wrage; Carlos Fangauf
Original assignee: Blohm and Voss Industries GmbH
Current assignee: SKF Marine GmbH
Priority date: 2012-03-20
Filing date: 2012-03-20
Publication date: 2013-09-26

Abstract

Bei einem Dichtring zum Abdichten von Wellen, bestehend aus einem Einspannelement in zugeordneten gehäusefesten Stützringen als Einbauraum mit einem anschließenden Zwischenteil als Membran und einem der Welle zugewandten abgewinkelten Element mit Ausbildung einer Dichtlippe zur Anlage auf der Welle, ist zur Verbesserung vorgesehen, dass der Dichtring aus mindestens zwei verschiedenen Werkstoffen als Elastomer und/oder Polymer gebildet ist. Die Dichtlippe mit einer der Welle zugeordneten Dichtkante ist dabei aus einem Werkstoff hoher Verschleißfestigkeit gebildet und für das Einspannelement sowie die Membran wird ein Werkstff hoher Elastizität eingesetzt, wobei die beiden Werkstoffe durch Vulkanisation verbunden sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Dichtring zum Abdichten von Wellen, insbesondere von Wasser gegen Wasser bzw. Wasser gegen Luft, für Propellerwellen, Flügelradwellen, Ruderschäften von Schiffen, bestehend aus einem Einspannelement in zugeordneten gehäusefesten Stützringen als Einbauraum mit einem anschließenden Zwischenteil als Membran und einem der Welle zugewandten abgewinkelten Element mit Ausbildung einer Dichtlippe zur Anlage auf der Welle, wobei im abgewinkelten Element oberhalb der Dichtlippe eine Aufnahmerinne mit einer Feder angeordnet ist.
Wellendichtungen dieser Art mit einer ringförmigen Dichtlippe sind in vielfältigen Ausbildungen, wie nach der DE 37 42 080 und DE 41 41 999 , bekannt geworden. Es hat sich aber gezeigt, dass den entsprechend unterschiedlichen Erfordernissen bezüglich der Elastizität und der Verschleißfestigkeit durch einen Dichtring nicht ausreichend Rechnung getragen wird.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Ausbildung eines Dichtringes zu schaffen, die eine hohe Flexibilität und dynamische Belastbarkeit der Membran sowie der Dichtlippe eine hohe Verschleißfestigkeit mit guten tribologischen Eigenschaften gewährleistet.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, dass durch mindestens zwei verschiedene Werkstoffe als Elastomer und/oder Polymer der Dichtring gebildet ist, wobei die Dichtlippe mit einer der Welle zugeordneten Dichtkante aus einem Werkstoff hoher Verschleißfestigkeit gebildet ist und für das Einspannelement sowie die Membran ein Werkstoff hoher Elastizität eingesetzt wird und die beiden Werkstoffe durch Vulkanisation verbunden sind.
Hierdurch wird eine gute Anpassung des Dichtringes an die unterschiedlichen Anforderungen für die einzelnen Bereiche gewährleistet und somit eine Kompromisslösung vermieden.
Zur Fertigungsvereinfachung wird vorgeschlagen, dass die Werkstoffgrenze zwischen Membran und Dichtlippe in einem Winkel zur Welle angeordnet ist. Hierbei ist die Größe des Winkels alpha zwischen –45 Grad und +45 Grad wählbar.
Ferner wird für eine vorteilhafte Ausbildung vorgeschlagen, dass ein Abstand zwischen Werkstoffgrenze und Dichtkante in Abhängigkeit vom Abdichtungsdurchmesser im Bereich von 1 bis 15 mm bemessen ist.
Günstige Verhältnisse bei der Ausbildung des Dichtringes durch die verwendeten Werkstoffe werden dadurch geschaffen, dass die unterschiedlichen Werkstoffe der verschleißfesten Dichtlippe mit einer Shorehärte A von 80–95 sowie der Membran und dem Einspannelement mit hoher Elastizität und einer Shorehärte A zwischen 70–85 besitzt, wobei der Werkstoff der Dichtlippe jeweils härter als der Werkstoff von Membran und Einspannelement ist und folgende Werkstoffkombination aufweist, nämlich Elastomer NBR für die Dichtlippe sowie Elastomer NBR, HNBR oder FKM für Membran und Einspannelement.
Alternative Ausbildungen hierzu werden jeweils durch die Merkmale der Ansprüche 5 bis 7 geschaffen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der schematisch dargestellt. Es zeigen:
1 einen Dichtring mit einer Dichtlippe in eingebauter Lage und einer Zuordnung zu einer Welle und
2 eine Tabelle mit Angabe von Werkstoffkombinationen.
Der dargestellte Dichtring 1 besteht aus einem oberen Einspannelement 3, das in gehäusefesten metallischen Stützringen 4, 5 flüssigkeitsdicht in bekannter Weise eingespannt ist. An das Einspannteil 3 der Dichtung 1 schließt sich ein Zwischenteil 6 als Membran an, das unter einem Winkel gegenüber einer Horizontalen durch eine Welle 7 gebildet ist.
Das Zwischenteil 6 ist mit einem einer abzudichtenden Welle 7 zugewandten abgewinkelten Dichtlippe 8 der Dichtung verbunden und bildet mit seinem Endbereich eine Dichtkante 2, die auf der Welle 7 aufliegt.
Zur Bildung eines Anpressdruckes der Dichtkante 2 auf die Welle 7 ist neben dem elastischen Rückstellelement des abgewinkelten Bereiches 8 der Dichtring 1 eine zugeordnete Feder 9 vorgesehen. Die Feder 9 ist dabei in einer Aufnahmerinne als Federtasche aufgenommen.
In dieser Ausführung ist die Dichtlippe 8 und der obere Teil des Dichtringes 1 mit dem Einspannelement 3 und der Membran 6 aus unterschiedlichen Werkstoffen gebildet, wobei der Werkstoff für die Membran 6 zur Verwirklichung einer hohen Flexibilität und dynamischen Belastbarkeit ausgewählt wird, während der Werkstoff für die Dichtlippe 8 entsprechend den Erfordernissen eine hohe Verschleißfestigkeit, Temperaturbelastbarkeit und gute tribologische Eigenschaften aufweist.
Zur Durchführung und Erfüllung dieser Bedingungen sind die unterschiedlichen Materialien im Bereich einer Werkstoffgrenze 11 über einen Vulkanisierungsprozess verbunden.
Es ist dabei vorgesehen, den Abstand der Werkstoffgrenze 11 zur Dichtkante 2 entsprechend des Abdichtungsdurchmessers zu bemessen. Dieser Abstand liegt dabei zwischen 1 bis 15 mm.
Die entsprechenden Werkstoffkombinationen zwischen den einzelnen Elementen sind aus der beigefügten Tabelle gemäß 2 zu entnehmen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 3742080 [0002]
DE 4141999 [0002]

Claims

Dichtring zum Abdichten von Wellen, insbesondere von Wasser gegen Wasser bzw. Wasser gegen Luft, für Propellerwellen, Flügelradwellen, Ruderschäften von Schiffen, bestehend aus einem Einspannelement in zugeordneten gehäusefesten Stützringen als Einbauraum mit einem anschließenden Zwischenteil als Membran und einem der Welle zugewandten abgewinkelten Element mit Ausbildung einer Dichtlippe zur Anlage auf der Welle, wobei im abgewinkelten Element oberhalb der Dichtlippe eine Aufnahmerinne mit einer Feder angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass durch mindestens zwei verschiedene Werkstoffe als Elastomer und/oder Polymer der Dichtring (1) gebildet ist, wobei die Dichtlippe (8) mit einer der Welle (7) zugeordneten Dichtkante (2) aus einem Werkstoff hoher Verschleißfestigkeit gebildet ist und für das Einspannelement (3) sowie die Membran (6) ein Werkstoff hoher Elastizität eingesetzt wird und die beiden Werkstoffe durch Vulkanisation verbunden sind.
Dichtring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstoffgrenze (11) zwischen Membran (6) und Dichtlippe (8) in einem Winkel zur Welle (7) angeordnet ist.
Dichtring nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand (h) zwischen Werkstoffgrenze (11) und Dichtkante (2) in Abhängigkeit vom Abdichtungsdurchmesser im Bereich von 1 bis 15 mm bemessen ist.
Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen Werkstoffe der verschleißfesten Dichtlippe (8) mit einer Shorehärte A von 80–95 sowie der Membran (6) und dem Einspannelement (3) mit hoher Elastizität und einer Shorehärte A zwischen 70–85 besitzt, wobei der Werkstoff der Dichtlippe (8) jeweils härter als der Werkstoff von Membran (6) und Einspannelement (3) ist und folgende Werkstoffkombination aufweist, nämlich Elastomer NBR für die Dichtlippe (8) sowie Elastomer NBR, HNBR oder FKM für Membran (6) und Einspannelement (3).
Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen Werkstoffe der verschleißfesten Dichtlippe (8) mit einer Shorehärte A von 80–95 sowie der Membran (6) und dem Einspannelement (3) mit hoher Elastizität und einer Shorehärte A zwischen 70–85 besitzt, wobei der Werkstoff von Membran (6) und Einspannelement (3) ist und folgende Werkstoffkombination aufweist, nämlich Elastomer HNBR für die Dichtlippe (8) sowie Elastomer HNBR oder FKM für Membran (6) und Einspannelement (3).
Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen Werkstoffe der verschleißfesten Dichtlippe (8) mit einer Shorehärte A von 80–95 sowie der Membran (6) und dem Einspannelement (3) mit hoher Elastizität und einer Shorehärte A zwischen 70–85 besitzt, wobei der Werkstoff der Dichtlippe (8) jeweils härter als der Werkstoff der Membran (6) und Einspannelement (3) ist und folgende Werkstoffkombination aufweist, nämlich Elastomer FKM für die Dichtlippe (8) sowie Elastomer FKM für Membran (6) und Einspannelement (3).
Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen Werkstoffe der verschleißfesten Dichtlippe (8) mit einer Shorehärte A von > 95 sowie der Membran (6) und dem Einspannelement (3) mit hoher Elastizität und einer Shorehärte A zwischen 70–85 besitzt, wobei der Werkstoff der Dichtlippe (8) sowie die Membran (6) und Einspannelement (3) folgende Werkstoffkombination aufweist, nämlich Polymer PTFE für die Dichtlippe (8) sowie Elastomer NBR, HNBR oder FKM für Membran (6) und Einspannelement (3).