DE10222419A1 - Wellendichtring mit einer Dichtlippe und einer Schutzlippe - Google Patents

Abstract

Ein Wellendichtring mit einer Dichtlippe und einer Schutzlippe, deren Dichtkanten je an einer Umfangsfläche anliegen, welche relativ zum Wellendichtring dreht, zeichnet sich dadurch aus, daß die Dichtkante der Schutzlippe sinusförmig gewellt ist, wobei das Verhältnis aus der Wellenlänge L und der Amplitude A der sinusförmigen Wellung im Bereich DOLLAR A 12,5 < L/A < 75 DOLLAR A liegt.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Wellendichtring mit einer Dichtlippe und einer Schutzlippe, deren Dichtkanten je an einer Umfangsfläche anliegen, welche relativ zum Wellendichtring dreht.
• Ein derartiger Wellendichtring ist aus der DE 34 03 686 C2 bekannt. Dort besteht die eigentliche Dichtlippe aus einem Elastomer, während die Schutzlippe aus PTFE gefertigt ist.
• Vor dem Hintergrund steigender Anforderungen an die Gebrauchsdauer von Wellendichtringen, die speziell für die Dichtungen von Radlagerungen für Nutz- und Off-Road-Fahrzeugen in den Bereich von zwei Millionen km störungsfreier Laufstrecke gehen, gewinnt der Schutz gegen von außen andringende Verunreinigungen durch flüssige, pastöse oder trockene Fremdstoffe immer größere Bedeutung.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schutzlippe eines Wellendichtringes der eingangs genannten Art so auszubilden, daß ihre Schutzwirkung gegen von außen andringende Verunreinigungen deutlich verbessert und dadurch die Lebensdauer des Wellendichtringes entsprechend verlängert wird.
• Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Dichtkante der Schutzlippe sinusförmig gewellt ist, wobei das Verhältnis aus der Wellenlänge L und der Amplitude A der sinusförmigen Wellung im Bereich
  12,5 < L/A < 75
  liegt.
• Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß der Quotient L/A aus der Wellenlänge L und der Amplitude A der sinusförmigen Wellung eine Ähnlichkeits-Kennzahl darstellt, welche die folgende Dimensionierungsregel für die sinusförmige Wellung beinhaltet:
  Vergrößere die Wellenlänge und/oder Verkleinere die Amplitude innerhalb des angegebenen Bereiches,
  um eine verbesserte Abstreifwirkung der Schutzlippe zu erhalten.
• Diese Dimensionierungsregel gilt ganz allgemein unabhängig von den konkreten Abmessungen der Schutzlippe.
• Da der Verkleinerung der Amplitude A fertigungstechnische Grenzen gesetzt sind, wird die Ähnlichkeits-Kennzahl L/A in der Praxis bevorzugt durch die Wahl großer Wellenlängen erreicht.
• Ein bevorzugtes Verhältnis L/A liegt im Bereich
  35 < L/A < 55.
• Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des Wellendichtrings nach der Erfindung ist vorgesehen, daß die Schutzlippe umgebungsseitig von einem nicht berührenden, zylindrischen Kragen mit ungewelltem, kreisrunden Rand eingefaßt ist. Diese Ausgestaltung des Wellendichtringes ermöglicht es, die sinusförmig verlaufende Dichtkante in einen einzigen Teilbereich des für die Herstellung des Wellendichtringes vorgesehenen Formwerkzeuges komplett einzuarbeiten. Wegen der dadurch gewahrten Achssymmetrie kann das Formwerkzeug wie bisher mit kreisrunden zylindrischen oder konischen Trenn- oder Paßflächen ausgeführt werden, und es sind keine zusätzlichen Maßnahmen erforderlich, um eine winkelgetreue Zuordnung einzelner Werkzeugteile zu bewerkstelligen. Dies hat große Fertigungs-, Qualitäts- und Kostenvorteile.
• Aus fertigungstechnischen Gründen ist eine Weiterbildung der Erfindung bevorzugt, bei der der Winkel β zwischen der Dichtkante der Schutzlippe und der Umfangsfläche, an welcher die Dichtkante anliegt, mindestens 90° beträgt. Um die Abstreifwirkung weiter zu verbessern, wird der Winkel β bevorzugt in einem Größenbereich von 120° angesiedelt.
• Der Wellendichtring gemäß der Erfindung bildet in einer für die eingangs erwähnten Anwendungen besonders geeigneten Ausführung Teil einer Kassettendichtung, in welche ein Bauteil mit der relativ zur Dichtkante drehenden Umfangsfläche integriert ist, auf der die Dichtkante der Schutzlippe aufliegt. In einer konstruktiven Ausführung ist das Bauteil ein auf einer drehenden Welle festsitzender gekröpfter Laufring, der zwei Umfangsflächen, nämlich eine Umfangsfläche für die Dichtkante der Dichtlippe und die zweite Umfangsfläche für die Dichtkante der Schutzlippe, hat. Diese Umfangsflächen sind voneinander getrennt und können unterschiedliche Durchmesser haben und in einem beliebigen Winkel zueinander stehen.
• Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Es zeigen:
• Fig. 1 einen axialen Teilschnitt durch eine Kassettendichtung mit einem Wellendichtring gemäß der Erfindung;
• Fig. 2 eine Einzelheit bei E in Fig. 1; und
• Fig. 3 eine Abwicklung eines Teilabdruckes der Dichtkante der Schutzlippe auf einer ebenfalls abgewickelten Umfangsfläche eines Laufringes.
• Die gezeigte Kassettendichtung hat einen Stützring 1 mit einem radialen Flansch 2, an dem in einem Arbeitsgang eine Dichtlippe 3 und eine damit zusammenhängende Schutzlippe 4 anvulkanisiert sind.
• Die Dichtlippe 3 liegt mit einer Dichtkante 31, die durch eine übliche Wurmfeder 32 radial einwärts belastet ist, an einer äußeren Umfangsfläche 61 eines gekröpften Laufringes 6 an, der auf eine nicht gezeigte Welle aufgepreßt ist, die beispielsweise die Eingangswelle eines Ausgleichsgetriebes eines Off-Road-Fahrzeuges darstellt.
• Der gekröpfte Laufring 6 hat eine zweite Umfangsfläche 62, auf der die Dichtkante 41 der Schutzlippe 4 mit einer radial einwärts gerichteten Kraft aufliegt, die sich aus der Fedrigkeit der Schutzlippe 4 ergibt, wie bekannt.
• Die konstruktive Ausbildung der Schutzlippe 4 im Bereich der Dichtkante 41 sei nun anhand der Fig. 2 und 3 erläutert. Aus Fig. 2 ist zunächst ersichtlich, daß die Dichtkante 41 der Schutzlippe 4 unter einem Winkel β in der Größenordnung von 120° an der radial äußeren Umfangsfläche 62 des Laufringes 6 anliegt. Die Dichtkante trennt somit einen mediumseitigen Raum 42 von einem umgebungsseitigen Raum 43. Auf der Umgebungsseite schließt an die Dichtkante 41 ein die Umfangsfläche 62 nicht berührender Kragen 44 an, der einen ungewellten, kreisrunden Rand 45 hat.
• Aus der Abwicklung gemäß Fig. 3 ist die sinusförmige Gestalt der Dichtkante 41 mit einer Wellenlänge L und einer Amplitude A erkennbar. Für eine gute Abstreifwirkung ist das Verhältnis L/A eine maßgebliche Ähnlichkeits-Kennzahl, welche unabhängig von den konkreten Abmessungen in einem Bereich
  12,5 < L/A < 75
  liegen sollte. Ein bevorzugter Bereich ist
  35 < L/A < 55.
• Bei der gezeigten und beschriebenen Ausführung sind die beiden Umfangsflächen 61, 62 zueinander und zur Achsrichtung a parallel. Die Umfangsfläche 62 könnte jedoch auch unter einem beliebigen Winkel zwischen 0° und 90° zur Ausrichtung a geneigt angeordnet sein.
• Die in der vorstehenden Beschreibung, den Figuren und den Ansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Realisierung der Erfindung in den verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.

Claims (10)

1. Wellendichtring mit einer Dichtlippe (3) und einer Schutzlippe (4), deren Dichtkanten (31, 41) je an einer Umfangsfläche (61, 62) anliegen, welche relativ zum Wellendichtring dreht, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtkante (41) der Schutzlippe (4) sinusförmig gewellt ist, wobei das Verhältnis aus der Wellenlänge L und der Amplitude A der sinusförmigen Wellung im Bereich
12,5 < L/A < 75
liegt.

2. Wellendichtring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis L/A im Bereich
35 < L/A < 55,
liegt.

3. Wellendichtring nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzlippe (4) umgebungsseitig von einem nicht berührenden zylindrischen Kragen (44) mit ungewelltem, kreisrundem Rand (45) umgeben ist.

4. Wellendichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Axialschnitt gesehen der Winkel β zwischen der Dichtkante (41) der Schutzlippe (4) und der Umfangsfläche (62) mindestens 90° beträgt.

5. Wellendichtring nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel β in der Größenordnung von 120° liegt.

6. Wellendichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß er Teil einer Kassettendichtung bildet, in welche ein Bauteil (6) mit der Umfangsfläche (62) integriert ist, auf der die Dichtkante (41) der Schutzlippe (4) aufliegt.

7. Wellendichtring nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (6) eine zweite Umfangsfläche (61) aufweist, auf der die Dichtkante (31) der Dichtlippe (3) aufliegt.

8. Wellendichtring nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil ein auf einer drehenden Welle fest sitzender, gekröpfter Laufring (6) ist.

9. Wellendichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtlippe (3) und die Schutzlippe (4) aus einem Elastomermaterial bestehen, welches an einem Stützring (1) aus einem starren Werkstoff in einem Arbeitsgang angeheftet, insbesondere anvulkanisiert ist.

10. Wellendichtring nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Umfangsfläche (62) unter einem Winkel im Bereich zwischen 0° und 90° zur Richtung (a) der Drehachse geneigt angeordnet ist.