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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft einen Dichtring und eine Dichtungsanordnung, die den Dichtring umfasst.
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Der Dichtring umfasst eine Rückseite und zumindest einen ersten Dichtschenkel, der sich von einem benachbart zur Rückseite angeordneten ersten Wurzelbereich bis zu zumindest einer ersten Dichtlippe erstreckt.
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Stand der Technik
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Solche Dichtringe und Dichtungsanordnungen sind allgemein bekannt.
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Die Dichtringe können als radial dichtende Radialwellendichtringe oder als axial dichtende Axialdichtringe ausgebildet sein.
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Unabhängig davon, ist der erste Dichtschenkel herstellungsbedingt immer gerade ausgebildet. Dadurch ergibt sich im eingebauten Zustand des Dichtrings und während seiner bestimmungsgemäßen Verwendung in der Dichtungsanordnung eine elastische konvexe Verformung des ersten Dichtschenkels.
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Durch die herstellungsbedingt gerade und die während der bestimmungsgemäßen Verwendung konvexe Ausgestaltung des ersten Dichtschenkels stellt sich während der bestimmungsgemäßen Verwendung des Dichtrings stets eine unerwünscht breite Anlagefläche von erster Dichtlippe und erstem Dichtschenkel am abzudichtenden Maschinenelement ein. Die breite Anlagefläche führt zu hoher Reibung und Wärmeentwicklung, daraus resultierend zu einem hohen Verschleiß und damit zu nur geringen Standzeiten des Dichtrings und häufig zu einem unerwünscht frühzeitigen Ausfall der Dichtungsanordnung.
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Darstellung der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dichtring und eine Dichtungsanordnung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass die Anlageflächen von Dichtlippe und Dichtschenkel an einem abzudichtenden Maschinenelement während der bestimmungsgemäßen Verwendung des Dichtrings verringert werden, hohe Reibung und Wärmeentwicklung und damit hoher Verschleiß deutlich reduziert werden und dass der Dichtring und die Dichtungsanordnung gleichbleibend gute Gebrauchseigenschaften während einer langer Gebrauchsdauer aufweisen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Dichtring gemäß Anspruch 1 und eine Dichtungsanordnung gemäß Anspruch 10 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die darauf jeweils rückbezogenen Ansprüche Bezug.
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Zur Lösung der Aufgabe ist ein Dichtring vorgesehen, bei dem der erste Dichtschenkel konkav ausgebildet ist.
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Die konkave Gestalt des ersten Dichtschenkels liegt herstellungsbedingt und auch während der bestimmungsgemäßen Verwendung des Dichtrings vor. Durch die konkave Ausgestaltung des ersten Dichtschenkels werden unerwünscht breite Anlageflächen von erster Dichtlippe und erstem Dichtschenkel während der bestimmungsgemäßen Verwendung des Dichtrings vermieden, auch dann, wenn der erste Dichtschenkel und die erste Dichtlippe druckbeaufschlagt sind und/oder zum Beispiel durch Unwuchten der Oberfläche eines abzudichtenden Maschinenelements ausgelenkt werden.
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Der Dichtring liegt im Wesentlichen nur mit seiner ersten Dichtlippe an der abzudichtenden Oberfläche eines abzudichtenden Maschinenelements an.
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Dadurch ergibt sich eine nur kleine Anpressfläche mit einer hohen Linienpressung und eine klar definierte, gleichbleibende, und zuverlässige Abdichtung. Neben der verbesserten Dichtwirkung ist auch die Gefahr einer Mangelschmierung minimiert, weil nur die erste Dichtlippe dichtet und der mit der ersten Dichtlippe verbundene konkave erste Dichtschenkel der abzudichtenden Oberfläche stets mit Abstand benachbart zugeordnet ist.
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Der erste Dichtschenkel und die erste Dichtlippe sind bevorzugt dynamisch beansprucht. Insbesondere auf dynamisch beanspruchte Dichtlippen sind mechanischen Belastungen vergleichsweise höher als auf statisch belastete Dichtlippen. Durch die dynamische Beanspruchung sind dynamisch beanspruchte Dichtlippen einer höheren Reibung und Wärmeentwicklung sowie höherem Verschleiß ausgesetzt und weisen normalerweise dadurch vergleichsweise geringe Standzeiten auf.
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Es ist daher besonders vorteilhaft, erste Dichtschenkel, an denen eine dynamisch beanspruchte erste Dichtlippe angeordnet ist, konkav auszubilden.
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Die erste Dichtlippe kann in axialer Richtung dichtend ausgebildet sein.
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Dank der konkaven Ausgestaltung des ersten Dichtschenkels bereits im Herstellungszustand lässt sich eine definierte konkave Ausgestaltung des ersten Dichtschenkels auch bei bestimmungsgemäßer Verwendung klar vorgeben. Dies bewirkt bei Ausbildung der ersten Dichtlippe in axialer Richtung in vorteilhafter Weise eine besonders gute Rückförderwirkung und Dichtsicherheit.
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Generell kann die erste Dichtlippe in radialer Richtung innen- oder außendichtend ausgebildet sein, abhängig von den jeweiligen Gegebenheiten des Anwendungsfalls.
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Je nachdem, ob die erste Dichtlippe in radialer Richtung innen- oder außendichtend ausgebildet ist, bildet die Rückseite des Dichtrings den Außen- oder Innenumfang des Dichtrings.
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Die gegeneinander abzudichtenden Maschinenelemente sind einander in axialer Richtung mit Abstand benachbart zugeordnet, wenn der erfindungsgemäße Dichtring als Axialdichtring ausgebildet ist. Der Abstand zwischen den Maschinenelementen wird vom ersten Dichtschenkel mit der ersten Dichtlippe überbrückt, wobei der Dichtring zum Beispiel in einer Einbaunut des ersten Maschinenelements angeordnet ist und eine abzudichtende Oberfläche des zweiten Maschinenelements mit seiner Dichtlippe unter elastischer Vorspannung dichtend berührt.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass der Dichtring außerdem einen zweiten Dichtschenkel umfasst, der sich von einem zweiten Wurzelbereich bis zu zumindest einer zweiten Dichtlippe erstreckt, wobei der zweite Dichtschenkel ebenfalls konkav ausgebildet ist. Die konkave Ausgestaltung des zweiten Dichtschenkels bewirkt dieselben Vorteile, wie zuvor beschrieben.
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Der zweite Dichtschenkel und die zweite Dichtlippe können statisch beansprucht sein. Auch für die statisch beanspruchte zweite Dichtlippe ist von Vorteil, wenn sie mit einer kleinen Anpressfläche und dadurch mit hoher Linienpressung die benachbarte Oberfläche des Einbauraums statisch dichtend berührt.
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Ist der Dichtring als Axialdichtring ausgebildet, wie zuvor beschrieben, ist die zweite Dichtlippe in radialer Richtung dichtend ausgebildet.
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Die Rückseite kann zumindest eine Entlastungsausnehmung aufweist, die von zumindest einem Kontaktkörper begrenzt ist. Die zumindest eine Entlastungsausnehmung kann zum Beispiel durch eine Entlastungsnut gebildet sein Die Kontaktkörper können durch Kontaktwulste gebildet sein.
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Hierbei ist von Vorteil, dass beim Verbau des Dichtrings ein Lufteinschluss in einer Einbaunut verhindert wird und somit ein einfacher Einbau auch in einer gestochenen Einbaunut ermöglicht wird.
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Anstelle der Kontaktwulste können Kontaktnoppen zur Anwendung gelangen. Auch diese erfüllen den zuvor beschriebenen Zweck.
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Außerdem betrifft die Erfindung eine Dichtungsanordnung, umfassend einen Dichtring, wie zuvor beschrieben und ein erstes und ein zweites Maschinenelement, die mittels des Dichtrings gegeneinander abgedichtet sind, wobei der Dichtring in einer Einbaunut des ersten Maschinenelements unter elastischer Vorspannung angeordnet ist und mit seiner ersten Dichtlippe eine abzudichtende Oberfläche des zweiten Maschinenelements dichtend berührt und wobei der erste Dichtschenkel und die abzudichtende Oberfläche einen im Wesentlichen bogenförmigen ersten Dichtspalt begrenzen.
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Handelt es sich bei dem Dichtring um einen Axialdichtring, wie zuvor beschrieben, ist der Dichtring in der Einbaunut unter radialer elastischer Vorspannung angeordnet.
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Das erste und das zweite Maschinenelement sind einander, in axialer Richtung betrachtet, mit Abstand benachbart zugeordnet, wobei der durch den Abstand gebildete Dichtspalt durch die erste Dichtlippe abgedichtet ist.
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Während der bestimmungsgemäßen Verwendung des Dichtrings in der Dichtungsanordnung bleibt der bogenförmige erste Dichtspalt stets erhalten. Die Abdichtung erfolgt ausschließlich durch die erste dynamisch beanspruchte Dichtlippe; weitere Bereiche des ersten Dichtschenkels berühren die abzudichtende Oberfläche demgegenüber nicht.
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Die zweite Dichtlippe berührt eine benachbart angeordnete erste Begrenzungswand der Einbaunut unter elastischer Vorspannung dichtend, wobei der zweite Dichtschenkel und die erste Begrenzungswand einen im Wesentlichen bogenförmigen zweiten Dichtspalt begrenzen. Auch dieser zweite Dichtspalt ist während der bestimmungsgemäßen Verwendung des Dichtrings in der Dichtungsanordnung stets bogenförmig. Die erste Begrenzungswand der Einbaunut wird nur von der zweiten Dichtlippe statisch dichtend berührt; weitere Bereiche des zweiten Dichtschenkels berühren die erste Begrenzungswand demgegenüber nicht.
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Der zumindest eine Kontaktkörper berührt eine der ersten Begrenzungswand gegenüberliegend angeordnete zweite Begrenzungswand der Einbaunut unter elastischer Vorspannung anliegend. Dadurch ergibt sich eine elastische Vorspannung des Dichtrings zwischen dem Kontaktkörper und der zweiten Dichtlippe. Die um den Kontaktkörper angeordneten Entlastungsausnehmungen bilden einen Abstand der Rückseite zur zweiten Begrenzungswand.
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Kurzbeschreibung der Zeichnung
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Zwei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Dichtrings und der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung werden nachfolgend anhand der 1 bis 3 näher beschrieben.
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Diese zeigen jeweils in schematischer Darstellung:
- 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Dichtrings in seinem herstellungsbedingten Zustand,
- 2 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Dichtungsanordnung, die den Dichtring aus 1 umfasst, wobei der Dichtring in radialer Richtung innendichtend ausgebildet ist,
- 3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Dichtungsanordnung, ähnlich dem Ausführungsbeispiel aus 2, wobei der Dichtring in radialer Richtung außendichtend ausgebildet ist.
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Ausführung der Erfindung
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In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Dichtrings gezeigt. Der Dichtring ist als Axialdichtring ausgebildet und umfasst einen ersten Dichtschenkel 2 mit einer ersten Dichtlippe 4 und einen zweiten Dichtschenkel 7 mit einer zweiten Dichtlippe 9.
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Durch die Ausgestaltung als Axialdichtring sind der erste Dichtschenkel 2 und die erste Dichtlippe 4 dynamisch, der zweite Dichtschenkel 7 und die zweite Dichtlippe 9 demgegenüber statisch beansprucht.
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Die Rückseite 1 des Dichtrings bildet in diesem Ausführungsbeispiel den Außenumfang des Dichtrings und ist mit Kontaktkörpern 11 versehen, zwischen denen Entlastungsausnehmungen 10 angeordnet sind.
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Die Dichtschenkel 2, 7 erstrecken sich vom jeweiligen Wurzelbereich 3, 8 zur jeweiligen Dichtlippe 4, 9. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind beide Dichtschenkel 2, 7 jeweils konkav ausgebildet.
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Die erste Dichtlippe 4 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel in radialer Richtung 6 innendichtend ausgebildet.
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In 2 ist eine erstes Ausführungsbeispiel einer Dichtungsanordnung gezeigt, in der der Dichtring aus 1 zur Anwendung gelangt. Die jeweils konkave Ausgestaltung der beiden Dichtschenkel 2, 7 ist auch während der bestimmungsgemäßen Verwendung des Dichtrings in der Dichtungsanordnung stets gegeben.
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Die Dichtungsanordnung umfasst neben dem Dichtring aus 1 ein erstes Maschinenelement 12 und ein zweites Maschinenelement 13, wobei sich die beiden Maschinenelemente 12, 13 mit axialem Abstand benachbart zugeordnet sind.
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Der Dichtring besteht aus einem üblichen Dichtungswerkstoff und ist im gezeigten Ausführungsbeispiel einstückig und materialeinheitlich ausgebildet. Der Dichtring ist in der Einbaunut 14 des ersten Maschinenelements 12 unter radialer elastischer Vorspannung angeordnet und berührt mit seiner ersten Dichtlippe 4 die abzudichtende Oberfläche 15 des zweiten Maschinenelements 13 unter axialer elastischer Vorspannung dichtend.
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Der erste Dichtspalt 16, der durch den ersten Dichtschenkel 2 und die abzudichtende Oberfläche 15 begrenzt ist, erstreckt sich durch die konkave Gestalt des ersten Dichtschenkels 2 in radialer Richtung bogenförmig.
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Die Einbaunut 14 weist zwei in radialer Richtung einander gegenüberliegende Begrenzungswände 17, 19 auf, zwischen denen der Dichtring unter radialer elastischer Vorspannung dichtend angeordnet ist.
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Radial außenumfangsseitig sind die zuvor bereits beschriebenen Kontaktkörper 11 angeordnet, zwischen denen die Entlastungsausnehmungen 10 angeordnet sind.
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Radial innenumfangsseitig ist demgegenüber der zweite Dichtschenkel 7 angeordnet, der mit der ersten Begrenzungswand 17 durch die konkave Gestalt des zweiten Dichtschenkels 7 den bogenförmigen zweiten Dichtspalt 18 begrenzt.
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Wie in 2 zu erkennen, berühren sich die erste Dichtlippe 4 und die abzudichtende Oberfläche 15 sowie die zweite Dichtlippe 9 und die erste Begrenzungswand 17. Andere Bereiche der jeweiligen Dichtschenkel 2, 7 liegen jeweils nicht an.
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Daraus resultiert eine kleine Anpressfläche der Dichtlippen 4, 9 mit jeweils hoher Linienpressung. Die Reibung und die Wärmeentwicklung sind dadurch auf ein Minimum reduziert, ebenso wie der Verschleiß. Der beanspruchte Dichtring weist daher gleichbleibend gute Gebrauchseigenschaften während einer langen Gebrauchsdauer auf.
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Dadurch, dass nur die Kontaktkörper 11 die zweite Begrenzungswand 19 der Einbaunut 14 berühren, die Entlastungsausnehmungen 10 jedoch frei sind, wird bei der Montage des Dichtrings in die Einbaunut 14 ein Lufteinschluss verhindert. Die Montage ist dadurch vereinfacht und auch in eine eingestochene Einbaunut 14 problemlos möglich.
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In 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer Dichtungsanordnung gezeigt, das sich vom ersten Ausführungsbeispiel der Dichtungsanordnung aus 2 dadurch unterscheidet, dass der Dichtring in radialer Richtung 6 außendichtend ausgebildet ist. Ansonsten unterscheiden sich die Dichtungsanordnungen aus den 2 und 3 nicht.
