DE102018209390A1

DE102018209390A1 - Radialfluiddichtung

Info

Publication number: DE102018209390A1
Application number: DE102018209390.3A
Authority: DE
Inventors: Linas L. Maskaliunas
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2017-07-03
Filing date: 2018-06-13
Publication date: 2019-01-03
Also published as: US10550941B2; CN109210199A; CN109210199B; US20190003595A1

Abstract

Ein Dichtungskörper weist einen Flansch auf, der eine Lippe stützt, die ausgebildet ist, um einen Gleitkontakt mit einer festen Oberfläche herzustellen. Der Flansch weist eine Nut zum Aufnehmen einer Garter-Feder an einer Fläche und nach innen und nach außen gewandte konischen Flächen an der gegenüberliegenden Fläche auf, wobei die konischen Flächen eine Lippe definieren, wo sie sich treffen. Das Verhältnis der Dicke des Abschnitts der Lippe, der an einer Seite eine Ebene angeordnet ist, die eine Kante der Nut aufweist, zu der Dicke des Abschnitts der Lippe an der anderen Seite der Ebene ist ungefähr 44%.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung ist auf eine Radialfluiddichtung gerichtet, vorzugsweise zum Halten von Schmiermittel in und um ein Lager, wie beispielsweise ein Radlager für einen Lastkraftwagen oder ein anderes wirtschaftliches Schwerfahrzeug.
HINTERGRUND
Radialwellendichtungen werden in dem Fahrzeuggebiet verwendet, um Radlager zu schützen, indem eine Barriere zwischen einer rotierbaren Radnabe und einer feststehenden Radspindel oder -welle bereitgestellt wird. Solche Radlager benötigen eine kontinuierliche Schmierung, um Reibung während des Betriebs zu reduzieren.
Die Scotseal® Plus XL Radwellendichtung, einige Jahre von SKF USA, Inc. verfügbar, wurde erfolgreich als eine Radialfluiddichtung für schwer Anwendungen, wie beispielsweise Lastkraftwagen und Busse, eingesetzt. Zusätzlich zum Halten von Schmiermittel um die Radlager, verhindert sie auch effektiv, dass eine Verunreinigung, wie beispielsweise Schmutz und Wasser, die Radlager erreicht.
Ein Beispiel der bekannten Scotseal® Plus XL ist in 1 gezeigt und weist zwei ringförmige Basiskomponenten, die äußere Hülle oder Gehäuse 1 und die innere Hülle oder Hülse 20, auf.
Die äußere Hülle 1 weist eine im Wesentlichen L-förmige Metallverstärkung 2 und ein elastomeres Dichtelement 3 auf, das aus einem hydrierten Nitril-Butadien-Kautschuk (HNBR) hergestellt ist, vorzugsweise einem Kautschuk, der die ASTM D2000 Angabe M3DH810 A26 B16 EO16 EO36 erfüllt. Das elastomere Dichtelement 3 weist eine primäre Dichtlippe 4, eine radiale Staub-/Schmutzlippe 5, eine ringförmige Staub-/Schmutzlippe 6 und eine äußere Stoßlippe 7 auf, die alle elastisch sind und eine Fläche der Metallhülse 20 während des Betriebs kontaktieren. Die primäre Dichtlippe 4 dient dazu, das Schmiermittel um die Radlager (nicht dargestellt, aber zur Rechten der Lippe 4 in 1 angeordnet) zu halten, und die anderen drei Lippen 5, 6 und 7 dienen dazu, zu verhindern, dass eine Verunreinigung in die Schmierkammer (abgedichteter Bereich) eintritt. Mehrere ringförmige Wulste 8 sind an dem Außendurchmesser (umfängliche Außenfläche) des elastomeren Dichtelements 3 definiert, um gegen eine benachbarte Fläche der Radnabe dichtend anzuliegen.
Eine Garter-Feder (ringförmiger gewundener Draht) 9 dient dazu, die primäre Dichtlippe 4 in dichtendem Kontakt mit der Metallhülse 20 radial nach innen vorzuspannen oder zu belasten.
Die primäre Dichtlippe 4 hat eine Wave® Dichtlippenausbildung, die Reibung und somit die Hitzeentwicklung reduziert, während sie auch dazu dient, das Schmiermittel zurück hin zu den Radlagern zu pumpen und Schmutz weg von der Schmierkammer zu drücken. Für diesen Zweck ist die primäre Dichtlippe eine glattlippige, drehrichtungsunabhängige, hydrodynamische Radiallippendichtung, die in einem sinusförmigen oder Wellenmuster gebildet ist. Diese Ausgestaltung reduziert auch die Wellenabnutzung und erhöht die Lebensdauer, während keine Pumpenergie verloren wird, wenn sie abnutzt.
Während die Scotseal® Plus XL in einer zufriedenstellenden Weise funktioniert, wurden neue Fahrzeugausgestaltungen aerodynamischer und dies hat das Volumen an Umgebungsluft, die an der Dichtung während dem Gebrauch (an einem Lastkraftwagen oder einem Bus beispielsweise) vorbeifließt, verringert. Zusätzlich wird es verstärkt üblich, weniger Schmiermittel in dem Volumen, das durch die Dichtung eingeschlossen ist, zu verwenden, und dies lässt weniger Schmiermittel übrig, um die Schnittstelle zwischen der Dichtung und der Hülse zu schmieren. Die Kombination von reduzierter Kühlluft und reduziertem Schmiermittel verursacht, dass Dichtungen bei höheren Temperaturen als in der Vergangenheit arbeiten, und diese höheren Betriebstemperaturen vermindern das HBNR-Dichtungsmaterial schneller, als wenn die Dichtungen bei niedrigeren Temperaturen gearbeitet haben.
ZUSAMMENFASSUNG
Es ist daher ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung, eine Dichtung bereitzustellen, die ausgebildet ist, um bei einer niedrigen Temperatur als bekannte Dichtungen zu arbeiten, um eine verfrühte Dichtungsverschlechterung und -ausfall, verursacht durch hohen Temperaturbetrieb, zu verhindern.
In einem Aspekt weist die vorliegende Offenbarung einen Dichtungskörper auf, der einen elastomeren Körper und einen Träger, der zumindest teilweise in dem elastomeren Körper eingebettet ist, hat. Der elastomere Körper weist einen im Wesentlichen zylindrischen ersten Abschnitt, der ein axiales inneres Ende und ein axiales äußeres Ende hat, und einen ersten Flansch und einen zweiten Flansch auf. Der erste Flansch hat ein radial äußeres Ende an dem axialen äußeren Ende des ersten Abschnitts und hat ein radial inneres Ende, und hat einen axial inneren Wandabschnitt, der sich radial nach außen von dem radial inneren Ende des ersten Flansches erstreckt. Der erste Flansch erstreckt sich radial nach innen von dem axialen äußeren Ende des ersten Abschnitts. Der zweite Flansch hat ein axiales äußeres Ende an dem radialen inneren Ende des ersten Flansches und ein axial inneres Ende axial innerhalb des ersten Abschnitts. Der Träger weist einen im Wesentlichen zylindrischen ersten Abschnitt, der zumindest teilweise in dem ersten Abschnitt des elastomeren Körpers eingebettet ist, und einen zweiten Abschnitt auf, der zumindest teilweise in dem ersten Flansch des elastomeren Körpers eingebettet ist. Der zweite Flansch weist eine radial äußere Wand, die eine ringförmige Nut hat, die ausgebildet ist, um eine Garter-Feder aufzunehmen, und eine radial innere Fläche auf. Die radial innere Fläche weist einen axial äußeren konischen Abschnitt, der ein radial äußeres Ende und ein radial inneres Ende hat, und einen axial inneren konischen Abschnitt auf, und der axial äußere konische Abschnitt trifft den axial inneren konischen Abschnitt an einer Lippe, die ausgebildet ist, um eine Gleitdichtung mit einer benachbarten Fläche zu bilden. Im radialen Schnitt weist der Dichtungskörper eine erste virtuelle Ebene, die die radial äußere Wand des zweiten Flansches aufweist, eine zweite virtuelle Ebene, die parallel zu der ersten virtuellen Ebene ist und die Lippe aufweist, eine dritte virtuelle Ebene, die parallel zu der zweiten virtuellen Ebene die Not berührend aber nicht schneidend ist, und eine vierte virtuelle Ebene auf, die den axial inneren Wandabschnitt aufweist. Zusätzlich ist eine Biegedicke als ein minimaler Abstand von der ersten virtuellen Ebene zu der dritten virtuellen Ebene definiert, und eine Kopfdicke ist als ein maximaler Abstand von der zweiten virtuellen Ebene zu der dritten virtuellen Ebene definiert, und ein innerer Winkel ist zwischen dem axial inneren konischen Abschnitt und der zweiten virtuellen Ebene definiert, und ein äußerer Winkel ist zwischen dem axial äußeren konischen Abschnitt und der zweiten virtuellen Ebene definiert, und eine Kopfhöhe ist als ein minimaler radialer Abstand von der vierten virtuellen Ebene zu der Lippe definiert. Des Weiteren ist ein Verhältnis der Biegedicke zu der Kopfdicke ungefähr 44% oder alternativ ist ein Verhältnis der Kopfdicke zu der Kopfhöhe ungefähr 46%.
In einem anderen Aspekt der Offenbarung weist die vorliegende Offenbarung einen Dichtungskörper auf, der einen elastomeren Körper und einen Träger hat, der zumindest teilweise in dem elastomeren Körper eingebettet ist. Der elastomere Körper weist einen im Wesentlichen zylindrischen ersten Abschnitt, der ein axiales inneres Ende und ein axiales äußeres Ende hat, und einen ersten Flansch und einen zweiten Flansch auf. Der erste Flansch hat ein radial äußeres Ende an dem axialen äußeren Ende des ersten Abschnitts und hat ein radial inneres Ende, und hat einen axial inneren Wandabschnitt, der sich radial nach außen von dem radial inneren Ende des ersten Flansches erstreckt. Der erste Flansch erstreckt sich radial nach innen von dem axialen äußeren Ende des ersten Abschnitts. Der zweite Flansch hat ein axiales äußeres Ende an dem radialen inneren Ende des ersten Flansches und ein axial inneres Ende axial innerhalb des ersten Abschnitts. Der Träger weist einen im Wesentlichen zylindrischen ersten Abschnitt, der zumindest teilweise in dem ersten Abschnitt des elastomeren Körpers eingebettet ist, und einen zweiten Abschnitt auf, der zumindest teilweise in dem ersten Flansch des elastomeren Körpers eingebettet ist. Der zweite Flansch weist eine radial äußere Wand, die eine ringförmige Nut hat, die ausgebildet ist, um eine Garter-Feder aufzunehmen, und eine radial innere Fläche auf. Die radial innere Fläche weist einen axial äußeren konischen Abschnitt, der ein radial äußeres Ende und ein radial inneres Ende hat, und einen axial inneren konischen Abschnitt auf, und der axial äußere konische Abschnitt trifft den axial inneren konischen Abschnitt an einer Lippe, die ausgebildet ist, um eine Gleitdichtung mit einer benachbarten Fläche zu bilden. Im radialen Schnitt weist der Dichtungskörper eine erste virtuelle Ebene, die die radial äußere Wand des zweiten Flansches aufweist, eine zweite virtuelle Ebene, die parallel zu der ersten virtuellen Ebene ist und die Lippe aufweist, eine dritte virtuelle Ebene, die parallel zu der zweiten virtuellen Ebene die Not berührend aber nicht schneidend ist, und eine vierte virtuelle Ebene auf, die den axial inneren Wandabschnitt aufweist. Zusätzlich ist eine Biegedicke als ein minimaler Abstand von der ersten virtuellen Ebene zu der dritten virtuellen Ebene definiert, und eine Kopfdicke ist als ein maximaler Abstand von der zweiten virtuellen Ebene zu der dritten virtuellen Ebene definiert, und ein innerer Winkel ist zwischen dem axial inneren konischen Abschnitt und der zweiten virtuellen Ebene definiert, und ein äußerer Winkel ist zwischen dem axial äußeren konischen Abschnitt und der zweiten virtuellen Ebene definiert, und eine Kopfhöhe ist als ein minimaler radialer Abstand von der vierten virtuellen Ebene zu der Lippe definiert. Die vierte virtuelle Ebene schneidet das radial äußere Ende des axial äußeren konischen Abschnitts und ein Verhältnis der Biegedicke zu der Kopfdicke ist ungefähr 42% bis 46% und ein Verhältnis der Kopfdicke zu der Kopfhöhe ist ungefähr 44% bis 48%.
Figurenliste
Diese und andere Aspekte und Merkmale der vorliegenden Offenbarung werden besser verstanden werden, nachdem die folgende detaillierte Beschreibung zusammen mit den angehängten Zeichnungen gelesen wurde, in denen:

1 eine Schnittansicht einer herkömmlichen Dichtungsanordnung ist.
2 eine perspektivische Ansicht, teilweise im Schnitt, eine Dichtungsanordnung ist, die einen Dichtungskörper gemäß der vorliegenden Offenbarung aufweist, wobei der Dichtungskörper einen ersten Flansch und einen zweiten Flansch aufweist.
3 eine vergrößerte Ansicht des Bereichs III von 2 ist.
4 eine vergrößerte Schnittansicht des zweiten Flansches der Dichtung von 2 ist, maßstäblich gezeichnet.
5 eine Schnittansicht des zweiten Flansches der herkömmlichen Dichtung von 1 ist, maßstäblich gezeichnet.
6 ein Graph ist, der die Temperaturen von verschiedenen Abschnitten der Dichtung gemäß 2 zeigt, die an einer vorderen rechten und einer rückwärtigen linken Position an einem Fahrzeug befestigt ist.
7 ein Graph ist, der die Temperaturen von verschiedenen Abschnitten der herkömmlichen Dichtung von 1 zeigt, die an einer vorderen linken und eine rückwärtigen rechten Position an einem Fahrzeug befestigt ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Bezugnehmend nun auf die Zeichnungen, wobei die Zeichnungen lediglich zum Veranschaulichen einer vorliegend bevorzugten Ausführungsform der Offenbarung dienen und nicht dazu, dieselbe zu beschränken, zeigt 2 eine Dichtungsanordnung 30, die dazu ausgebildet ist, an einer bewegliche Struktur (nicht dargestellt) befestigt zu werden und eine Gleitdichtung mit einer festen Struktur 32 zu bilden. Ohne Einschränkung kann die feste Struktur eine Radnabe sein und die rotierbare Struktur kann eine Radlageranordnung sein.
Die Dichtungsanordnung ist dazu ausgebildet, um eine Mittelachse C zu rotieren, und Richtungen, die als „radial“ beschrieben sind, sind Richtungen hinwärts und weg von dieser Mittelachse. Des Weiteren wird in dieser Offenbarung die rechte Seite der Dichtungsanordnung 30 in 2 als die „Innenseite“ der Dichtung bezeichnet, das heißt die Seite der Dichtung, an der Öl oder ein anderes Schmiermittel gehalten wird (manchmal die „Ölseite“ der Dichtung), und die linke Seite der Dichtungsanordnung 30 wird als die „Außenseite“ der Dichtung bezeichnet, das heißt die Seite, die der Umgebungsluft zugewandt ist (manchmal als die „Luftseite“ der Dichtung bezeichnet). Die Richtung von der Innenseite zur Außenseite oder von der Außenseite zur Innenseite entlang der Mittelachse C werden als die „axialen“ Richtungen bezeichnet. Diese Beschreibungen sind nur der Einfachheit halber und beschränken nicht andere Verwendungen der Dichtung, bei denen diese Beschreibungen nicht gelten.
3 zeigt eine vergrößerte Version eines Abschnitts der Dichtungsanordnung 30 von 2. Die Dichtungsanordnung 30 weist einen elastomeren Körper 34 und einen Träger 36 auf, der zumindest teilweise in dem elastomeren Körper 34 eingebettet ist. Der elastomere Körper 34 weist einen im Wesentlichen zylindrischen ersten Abschnitt 38 auf, der ein axiales inneres Ende 40 und ein axiales äußeres Ende 42 hat. Ein erster Flansch 44 hat ein radial äußeres Ende 46 an dem axialen äußeren Ende 42 des ersten Abschnitts 38 und ein radial inneres Ende 48. Der erste Flansch 44 hat auch einen axial inneren Wandabschnitt 49, der sich radial von dem radial inneren Ende 48 des ersten Flansches 44 nach außen erstreckt. Der erste Flansch 44 erstreckt sich radial nach innen von dem axialen äußeren Ende 42 des ersten Abschnitts 38. Die Dichtungsanordnung 32 weist auch einen zweiten Flansch 50 auf, der ein axiales äußeres Ende 52 an dem radialen inneren Ende 48 des ersten Flansches 44 und ein axial inneres Ende 54 hat, das axial innerhalb des ersten Abschnitts 38 angeordnet ist.
Der Träger 36 weist einen im Wesentlichen zylindrischen ersten Abschnitt 56, der zumindest teilweise in dem ersten Abschnitt 38 des elastomeren Körpers 34 eingebettet ist, und einen zweiten Abschnitt 58 auf, der zumindest teilweise in dem ersten Flansch 44 des elastomeren Körpers 34 eingebettet ist; jedoch ist kein Abschnitt des Trägers 36 in dem zweiten Flansch 50 eingebettet.
Der zweite Flansch 50 weist eine radial äußere Wand 60, die eine ringförmige Nut 62 hat, die ausgebildet ist, um eine Garter-Feder 64 aufzunehmen, und eine radial innere Fläche 66 auf. Die radial innere Fläche 66 weist einen axial äußeren konischen Abschnitt 68, der ein radial äußeres Ende 70 und ein radial inneres Ende 72 hat, und einen axial inneren konischen Abschnitt 74 auf. Der axial äußere konische Abschnitt 68 trifft den axial inneren konischen Abschnitt 74 an einer Lippe 76, wobei die Lippe 76 ausgebildet ist, um eine Gleitdichtung mit der festen Struktur 32 zu bilden.
Verschiedene virtuelle Bezugsebenen werden nun definiert werden, wobei die virtuellen Bezugsebenen in 4 dargestellt sind. Es sollte verstanden werden, dass diese Bezugsebenen nicht physische Teile der offenbarten Dichtungsanordnung sind, sondern vielmehr als Referenzen verwendet werden, um strukturelle Merkmale der Erfindung zu definieren. Eine erste virtuelle Ebene 80 weist die radial äußere Wand 60 des zweiten Flansches 50 auf. Eine zweite virtuelle Ebene 82 ist parallel zu der ersten virtuellen Ebene 80 und berührt eine Außenfläche der Lippe 76. Eine dritte virtuelle Ebene 84 ist parallel zu der ersten und der zweiten virtuellen Ebene und berührt die Nut 62, aber schneidet diese nicht oder erstreckt sich in diese. Eine vierte virtuelle Ebene 86 weist den axial inneren Wandabschnitt 49 auf.
Die folgenden Definitionen werden auch verwendet, um sich auf Abschnitte der Dichtung zu beziehen. Eine „Biegedicke“ ist als ein minimaler Abstand von der ersten virtuellen Ebene zu der dritten virtuellen Ebene definiert; eine „Kopfdicke“ ist als ein maximaler Abstand von der zweiten virtuellen Ebene zu der dritten virtuellen Ebene definiert; ein innerer Winkel α ist zwischen dem axial inneren konischen Abschnitt 74 und der zweiten virtuellen Ebene definiert; ein äußerer Winkel β ist zwischen dem axial äußeren konischen Abschnitt 68 und der zweiten virtuellen Ebene definiert. Zusätzlich ist eine Kopfhöhe als ein minimaler radialer Abstand von der vierten virtuellen Ebene zu der Lippe 76 definiert.

4 stellt den zweiten Flansch 50 im Detail dar und weist die Abmessungen und Winkelmessungen von verschiedenen Abschnitten der Dichtung 30 auf. Während diese Abmessungen auf der Anwendung basieren, in der die Dichtung 30 verwendet werden wird, haben die Erfinder herausgefunden, dass die Verhältnisse von bestimmten Abmessungen den Betrieb der Dichtung beeinflussen. Insbesondere wird die Dichtung 30 mit einer niedrigeren Reibung, und somit bei einer niedrigeren Temperatur, arbeiten, wenn die folgenden Beziehungen erfüllt sind:

Verhältnis von α/β:	54% bis 58%, vorzugsweise 56%;
Verhältnis von Biegeweite zu Kopfweite:	42% bis 46%, vorzugsweise 44%;
Verhältnis von Biegeweite zu Kopfhöhe:	18% bis 22%, vorzugsweise 20%;
Verhältnis von Kopfweite zu Kopfhöhe:	44% bis 48%, vorzugsweise 46%.

Um die Pumpfunktion der Dichtung zu verbessern, wurde der elastomere Körper der Dichtungsanordnung 30 aus einem HBNR-Elastomer hergestellt, dass die ASTM D2000 Angabe M3DH810 A26 B16 EO16 EO36 Z1 (Z1: Härte-Durometer 75±5 pts) hat. In anderen Worten ist die HBNR-Zusammensetzung für die Dichtung 30 etwas weicher als die HBNR-Zusammensetzung, die in der Scotseal XL verwendet wird. Zusätzlich wies die Zusammensetzung, die für die Scotseal XL-Dichtung verwendet wird, ein Rußfüllersystem auf, während die Zusammensetzung, die für die offenbarte Dichtung verwendet wird, ein mineralbasiertes Füllersystem aufweist, und ein Fachmann würde erwarten, dass diese Veränderung Reibung reduziert und die Dichtungsleistung bis zu einem gewissen Grad verbessert. Jedoch erklärt die Verwendung dieser unterschiedlichen Zusammensetzung nicht die Mehrheit der Verbesserungen, die mit der neuen, offenbarten, Dichtungsausgestaltung erhalten werden.
Einige Verbesserungen in der Dichtleistung würde lediglich aus der Verwendung dieser unterschiedlichen HBNR-Zusammensetzung erwartet werden; jedoch erwarten die Erfinder, dass nicht mehr als ungefähr 20-25% der Verbesserungen, die unten beschrieben sind, der Veränderung in dem Elastomer zuschreibbar sind; es wird geglaubt, dass der Rest auf den Verhältnissen der strukturellen Merkmale der Dichtungsanordnung 30, die oben diskutiert ist, beruht.
Der zweite Flansch 50 der offenbarten Dichtung 30 ist in 4 dargestellt, und der korrespondierende zweite Flansch des herkömmlichen Scotseal XL-Flansches ist in 5 zum Vergleich dargestellt. Unterschiede zwischen den Dichtungen, die solche zweiten Flansche haben, sind unten diskutiert. Zur Vereinfachung des Vergleichs können Elemente der neuen Dichtung, die in 4 dargestellt ist, und der herkömmlichen Dichtung, die in 5 dargestellt ist, identifiziert werden, indem identische Bezugszeichen verwendet werden. Diese Verwendung von identischen Bezugszeichen ist ein Anzeichen, dass sowohl die herkömmliche Dichtung als auch die neue Dichtung korrespondierende Teile, beispielsweise die Lippe 76, haben, aber sollte nicht als eine Aussage darüber genommen werden, dass irgendwelche dieser korrespondierenden Teile strukturell oder funktional identisch sind.
In der Dichtungsanordnung 32 von 4 liegt das radial äußere Ende 70 des axial äußeren konischen Abschnitts 68 an der vierten Bezugsebene 86. Dies unterscheidet sich von der herkömmlichen Dichtung von 5, in der eine axiale Beabstandung zwischen dem radial äußeren Ende 70 des äußeren konischen Abschnitts 68 und der vierten Bezugsebene 86 existiert.
Zusätzlich ist das Verhältnis des inneren Winkels α zu dem äußeren Winkel β in der neuen Dichtungsanordnung ungefähr 54% bis 58% und insbesondere ungefähr 56%, während das korrespondierende Verhältnis der herkömmlichen Dichtung ungefähr 77% ist. Das Verhältnis der Biegedicke zu der Kopfdicke in der neuen Dichtung ist ungefähr 44%, während das korrespondierende Verhältnis in der herkömmlichen Dichtung ungefähr 41% ist. Das Verhältnis der Kopfdicke zu der Kopfhöhe in der neuen Dichtung ist ungefähr 44% bis 48%, während das korrespondierende Verhältnis in der herkömmlichen Dichtung ungefähr 50% ist. Die Erfinder glauben, dass diese Beziehungen zwischen verschiedenen Abschnitten der neuen Dichtung verantwortlich für die verbesserte Dichtungsleistung sind, die in den Graphen der Testergebnisse unten beschrieben und gezeigt ist.
Um die Leistung der neuen Dichtungen von 4 und der herkömmlichen Dichtungen von 5 zu vergleichen, wurden Paare von Dichtungen an den vier Hinterrädern einer Traktoreinheit eines Sattelschleppers befestigt. Die neuen Dichtungen von 4 wurden an den vorderen rechten und rückwärtigen linken Rädern befestigt, während die herkömmlichen Dichtungen von 5 an den vorderen linken und rückwärtigen rechten Rädern verwendet wurden, und der Lastkraftwagen wurde bei einer Durchschnittsgeschwindigkeit von ungefähr 21 mph und einer maximalen Geschwindigkeit von ungefähr 43 mpg über den Verlauf von 22 Tagen betrieben.
Wie aus einem Vergleich der Daten von 6 und 7 gesehen werden wird, waren die Maximal- und Durchschnittstemperaturen, die durch die neue Dichtung 32 ( 6) erreicht wurden, im Allgemeinen niedriger als die Maximal- und Durchschnittstemperaturen der herkömmlichen Dichtung (7) unter im Wesentlichen identischen Betriebsbedingungen an demselben Fahrzeug. Beispielsweise überschritt die Temperatur der neuen Dichtung 200 Grad F nicht so häufig wie die herkömmliche Dichtung. Da die neue Dichtung 30 die Betriebstemperatur reduziert, wird erwartet, dass die Dichtung 30 eine längere Nutzungsdauer haben wird als die herkömmliche Dichtung, da die HBNR-Zusammensetzung, aus der die Dichtung 30 gebildet ist, sich langsamer bei niedrigeren Betriebstemperaturen verschlechtern wird.
Die vorliegende Erfindung wurde hierin in Begriffen einer vorliegend bevorzugten Ausführungsform offenbart. Jedoch werden Modifikationen und Ergänzungen zu diesen Ausführungsformen dem Fachmann beim Lesen der vorhergehenden Beschreibung ersichtlich werden. Es ist beabsichtigt, dass alle solchen Modifikationen und Ergänzungen in der vorliegenden Erfindung in dem Umfang, in dem sie in den Schutzumfang der verschiedenen hieran angehängten Ansprüchen fallen, eingeschlossen sind.

Claims

Dichtungskörper, welcher aufweist: einen elastomeren Körper; und einen Träger, der zumindest teilweise in dem elastomeren Körper eingebettet ist; wobei der elastomere Körper aufweist: einen im Wesentlichen zylindrischen ersten Abschnitt, der ein axiales inneres Ende und ein axiales äußeres Ende hat, einen ersten Flansch, der ein radial äußeres Ende an dem axialen äußeren Ende des ersten Abschnitts hat und ein radial inneres Ende hat, und einen axial inneren Wandabschnitt hat, der sich radial nach außen von dem radial inneren Ende des ersten Flansches erstreckt, wobei der erste Flansch sich radial nach innen von dem axialen äußeren Ende des ersten Abschnitts erstreckt, und einen zweiten Flansch, der ein axiales äußeres Ende an dem radialen inneren Ende des ersten Flansches und ein axial inneres Ende axial innerhalb des ersten Abschnitts hat; und wobei der Träger aufweist: einen im Wesentlichen zylindrischen ersten Abschnitt, der zumindest teilweise in dem ersten Abschnitt des elastomeren Körpers eingebettet ist, und einen zweiten Abschnitt, der zumindest teilweise in dem ersten Flansch des elastomeren Körpers eingebettet ist; wobei der zweite Flansch eine radial äußere Wand, die eine ringförmige Nut hat, die ausgebildet ist, um eine Garter-Feder aufzunehmen, und eine radial innere Fläche aufweist; wobei die radial innere Fläche einen axial äußeren konischen Abschnitt, der ein radial äußeres Ende und ein radial inneres Ende hat, und einen axial inneren konischen Abschnitt aufweist, wobei der axial äußere konische Abschnitt den axial inneren konischen Abschnitt an einer Lippe trifft, wobei die Lippe ausgebildet ist, um eine Gleitdichtung mit einer benachbarten Fläche zu bilden; wobei der Dichtungskörper, im radialen Schnitt, eine erste virtuelle Ebene, die die radial äußere Wand des zweiten Flansches aufweist, eine zweite virtuelle Ebene, die parallel zu der ersten virtuellen Ebene ist und die Lippe aufweist, eine dritte virtuelle Ebene, die parallel zu der zweiten virtuellen Ebene die Not berührend aber nicht schneidend ist, und eine vierte virtuelle Ebene aufweist, die den axial inneren Wandabschnitt aufweist, wobei eine Biegedicke als ein minimaler Abstand von der ersten virtuellen Ebene zu der dritten virtuellen Ebene definiert ist, und eine Kopfdicke als ein maximaler Abstand von der zweiten virtuellen Ebene zu der dritten virtuellen Ebene definiert ist, und wobei ein innerer Winkel zwischen dem axial inneren konischen Abschnitt und der zweiten virtuellen Ebene definiert ist, und ein äußerer Winkel zwischen dem axial äußeren konischen Abschnitt und der zweiten virtuellen Ebene definiert ist, wobei eine Kopfhöhe als ein minimaler radialer Abstand von der vierten virtuellen Ebene zu der Lippe definiert ist, und wobei ein Verhältnis der Biegedicke zu der Kopfdicke ungefähr 44% ist.
Dichtungskörper nach Anspruch 1, wobei kein Abschnitt des Trägers in dem zweiten Flansch eingebettet ist.
Dichtungskörper nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Verhältnis der Kopfdicke zu der Kopfhöhe ungefähr 46% ist und/oder wobei ein Verhältnis der Biegedicke zu der Kopfhöhe ungefähr 20% ist und/oder wobei ein Verhältnis der Kopfdicke zu der Kopfhöhe ungefähr 46% ist und/oder wobei ein Verhältnis des äußeren Winkels zu dem inneren Winkel ungefähr 54% bis 58% ist.
Dichtungskörper, welcher aufweist: einen elastomeren Körper; und einen Träger, der zumindest teilweise in dem elastomeren Körper eingebettet ist; wobei der elastomere Körper aufweist: einen im Wesentlichen zylindrischen ersten Abschnitt, der ein axiales inneres Ende und ein axiales äußeres Ende hat, einen ersten Flansch, der ein radial äußeres Ende an dem axialen äußeren Ende des ersten Abschnitts hat und ein radial inneres Ende hat, und einen axial inneren Wandabschnitt hat, der sich radial nach außen von dem radial inneren Ende des ersten Flansches erstreckt, wobei der erste Flansch sich radial nach innen von dem axialen äußeren Ende des ersten Abschnitts erstreckt, und einen zweiten Flansch, der ein axiales äußeres Ende an dem radialen inneren Ende des ersten Flansches und ein axial inneres Ende axial innerhalb des ersten Abschnitts hat; und wobei der Träger aufweist: einen im Wesentlichen zylindrischen ersten Abschnitt, der zumindest teilweise in dem ersten Abschnitt des elastomeren Körpers eingebettet ist, und einen zweiten Abschnitt, der zumindest teilweise in dem ersten Flansch des elastomeren Körpers eingebettet ist; wobei der zweite Flansch eine radial äußere Wand, die eine ringförmige Nut hat, die ausgebildet ist, um eine Garter-Feder aufzunehmen, und eine radial innere Fläche aufweist; wobei die radial innere Fläche einen axial äußeren konischen Abschnitt, der ein radial äußeres Ende und ein radial inneres Ende hat, und einen axial inneren konischen Abschnitt aufweist, wobei der axial äußere konische Abschnitt den axial inneren konischen Abschnitt an einer Lippe trifft, wobei die Lippe ausgebildet ist, um eine Gleitdichtung mit einer benachbarten Fläche zu bilden; wobei der Dichtungskörper, im radialen Schnitt, eine erste virtuelle Ebene, die die radial äußere Wand des zweiten Flansches aufweist, eine zweite virtuelle Ebene, die parallel zu der ersten virtuellen Ebene ist und die Lippe aufweist, eine dritte virtuelle Ebene, die parallel zu der zweiten virtuellen Ebene die Not berührend aber nicht schneidend ist, und eine vierte virtuelle Ebene aufweist, die den axial inneren Wandabschnitt aufweist, wobei eine Biegedicke als ein minimaler Abstand von der ersten virtuellen Ebene zu der dritten virtuellen Ebene definiert ist, und eine Kopfdicke als ein maximaler Abstand von der zweiten virtuellen Ebene zu der dritten virtuellen Ebene definiert ist, und wobei ein innerer Winkel zwischen dem axial inneren konischen Abschnitt und der zweiten virtuellen Ebene definiert ist, und ein äußerer Winkel zwischen dem axial äußeren konischen Abschnitt und der zweiten virtuellen Ebene definiert ist, wobei eine Kopfhöhe als ein minimaler radialer Abstand von der vierten virtuellen Ebene zu der Lippe definiert ist, und wobei ein Verhältnis der Kopfdicke zu der Kopfhöhe ungefähr 44% ist.
Dichtungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die vierte virtuelle Ebene das radial äußere Ende des axial äußeren konischen Abschnitts schneidet.
Dichtungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein Verhältnis der Biegedicke zu der Kopfhöhe ungefähr 20% ist und/oder wobei ein Verhältnis des äußeren Winkels zu dem inneren Winkel ungefähr 54% bis 58% ist.
Dichtungskörper nach Anspruch 4, 5 oder 6, wobei ein Verhältnis der Biegedicke zu der Kopfdicke ungefähr 44% ist, wobei das Verhältnis der Biegedicke zu der Kopfhöhe ungefähr 20% ist, und wobei das Verhältnis des äußeren Winkels zu dem inneren Winkel ungefähr 54% bis58% ist.
Dichtungskörper, welcher aufweist: einen elastomeren Körper; und einen Träger, der zumindest teilweise in dem elastomeren Körper eingebettet ist; wobei der elastomere Körper aufweist: einen im Wesentlichen zylindrischen ersten Abschnitt, der ein axiales inneres Ende und ein axiales äußeres Ende hat, einen ersten Flansch, der ein radial äußeres Ende an dem axialen äußeren Ende des ersten Abschnitts hat und ein radial inneres Ende hat, und einen axial inneren Wandabschnitt hat, der sich radial nach außen von dem radial inneren Ende des ersten Flansches erstreckt, wobei der erste Flansch sich radial nach innen von dem axialen äußeren Ende des ersten Abschnitts erstreckt, und einen zweiten Flansch, der ein axiales äußeres Ende an dem radialen inneren Ende des ersten Flansches und ein axial inneres Ende axial innerhalb des ersten Abschnitts hat; und wobei der Träger aufweist: einen im Wesentlichen zylindrischen ersten Abschnitt, der zumindest teilweise in dem ersten Abschnitt des elastomeren Körpers eingebettet ist, und einen zweiten Abschnitt, der zumindest teilweise in dem ersten Flansch des elastomeren Körpers eingebettet ist, wobei kein Abschnitt des Trägers in dem zweiten Flansch eingebettet ist.; wobei der zweite Flansch eine radial äußere Wand, die eine ringförmige Nut hat, die ausgebildet ist, um eine Garter-Feder aufzunehmen, und eine radial innere Fläche aufweist; wobei die radial innere Fläche einen axial äußeren konischen Abschnitt, der ein radial äußeres Ende und ein radial inneres Ende hat, und einen axial inneren konischen Abschnitt aufweist, wobei der axial äußere konische Abschnitt den axial inneren konischen Abschnitt an einer Lippe trifft, wobei die Lippe ausgebildet ist, um eine Gleitdichtung mit einer benachbarten Fläche zu bilden; wobei der Dichtungskörper, im radialen Schnitt, eine erste virtuelle Ebene, die die radial äußere Wand des zweiten Flansches aufweist, eine zweite virtuelle Ebene, die parallel zu der ersten virtuellen Ebene ist und die Lippe aufweist, eine dritte virtuelle Ebene, die parallel zu der zweiten virtuellen Ebene die Not berührend aber nicht schneidend ist, und eine vierte virtuelle Ebene aufweist, die den axial inneren Wandabschnitt aufweist, wobei eine Biegedicke als ein minimaler Abstand von der ersten virtuellen Ebene zu der dritten virtuellen Ebene definiert ist, und eine Kopfdicke als ein maximaler Abstand von der zweiten virtuellen Ebene zu der dritten virtuellen Ebene definiert ist, und wobei ein innerer Winkel zwischen dem axial inneren konischen Abschnitt und der zweiten virtuellen Ebene definiert ist, und ein äußerer Winkel zwischen dem axial äußeren konischen Abschnitt und der zweiten virtuellen Ebene definiert ist, wobei eine Kopfhöhe als ein minimaler radialer Abstand von der vierten virtuellen Ebene zu der Lippe definiert ist, wobei die vierte virtuelle Ebene das radial äußere Ende des axial äußeren konischen Abschnitts schneidet, wobei ein Verhältnis der Biegedicke zu der Kopfdicke ungefähr 42% bis 46% ist, und wobei ein Verhältnis der Kopfdicke zu der Kopfhöhe ungefähr 44% bis 48% ist.
Dichtungskörper nach Anspruch 8, wobei ein Verhältnis des äußeren Winkels und dem inneren Winkel ungefähr 54% bis 58% ist.
Dichtungskörper nach Anspruch 8 oder 9, wobei das Verhältnis der Biegedicke zu der Kopfdicke ungefähr 44% ist und das Verhältnis der Kopfdicke zu der Kopfhöhe ungefähr 46% ist, und ein Verhältnis des äußeren Winkels zu dem inneren Winkel ungefähr 56% ist.