DE10305173A1

DE10305173A1 - Dichtring und Dichtungsanordnung, umfassend zwei solcher Dichtringe

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Publication number: DE10305173A1
Application number: DE10305173A
Authority: DE
Inventors: Eberhard Dr.-Ing. Bock; Peter Dipl.-Ing. Schreiner; Armin Barth; Rolf Dipl.-Ing. Vogt
Original assignee: Carl Freudenberg KG
Current assignee: Carl Freudenberg KG
Priority date: 2003-02-08
Filing date: 2003-02-08
Publication date: 2004-08-26
Anticipated expiration: 2023-02-09
Also published as: DE10305173B4; US20040169339A1; MXPA04001062A

Abstract

Dichtring, umfassend eine Dichtmanschette (1) aus elastomerem Werkstoff mit zumindest einer Dichtlippe (2) zur Abdichtung eines abzudichtenden Raums (3), wobei die Dichtmanschette (1) mit einem Versteifungsring (4) aus zähhartem Werkstoff verbunden ist. Die Dichtmanschette (1) weist, im Längsschnitt des Dichtrings betrachtet, einen radial äußeren Axialschenkel (6) auf, wobei der Axialschenkel (5) auf der nur auf der dem abzudichtenden Raum (3) axial zugewandten Seite mit dem Versteifungsring (4) verbunden ist und wobei die Außenumfangsfläche (8) des äußeren Axialschenkels (5) und die dem abzudichtenden Raum (3) axial abgewandte Stirnseite (9) des Radialschenkels (7) einem Stützring (10) ungehaftet zugeordnet sind. Der Stützring (10) umfasst einen Radialflansch (25), der der Oberfläche (14) des abzudichtenden Maschinenelements (15) unter Bildung eines Radialspalts (38) mit nur sehr geringem radialen Abstand benachbart zugeordnet ist. DOLLAR A Dichtungsanordnung, umfassend einen ersten Dichtring mit einer ersten Dichtmanschette (1.1) aus elastomerem Werkstoff mit zumindest einer Dichtlippe (2.1) zur Abdichtung eines abzudichtenden ersten Raums (3.1), wobei die erste Dichtmanschette (1.1) mit einem ersten Stützring (10.1) aus zähhartem Werkstoff verbunden ist, wobei der ersten Stützring (10.1) einen ersten Radial- (25.1) und einen ersten Axialflansch (32.1) aufeist, und einen zweiten Dichtring mit einer zweiten Dichtmanschette (1.2) aus elastomerem Werkstoff mit zumindest einer ...

Description

Die Erfindung betrifft einen Dichtring, umfassend eine Dichtmanschette aus elastomerem Werkstoff mit zumindest einer Dichtlippe zur Abdichtung eines abzudichtenden Raums, wobei die Dichtmanschette mit einem Versteifungsring aus zähhartem Werkstoff verbunden ist.
Stand der Technik
Solche Dichtringe sind allgemein bekannt und gelangen beispielsweise als Radialwellendichtringe zur Anwendung. Die Dichtmanschette und der Versteifungsring sind dabei miteinander vulkanisiert, wobei die Dichtmanschette im Bereich der Dichtlippe in radialer Richtung flexibel ist. Vor allem bei Radialwellendichtringen mit axial kurzer Dichtmanschette zum Abdichten druckbeaufschlagter Medien ist die vergleichsweise geringe Flexibilität/große Steifigkeit für viele Anwendungen wenig zufriedenstellend, da beispielsweise Unwuchten des abzudichtenden Maschinenelements und/oder betriebsbedingter Verschleiß der Dichtlippe nur unzureichend durch den Dichtring kompensiert werden können. Zum teilweisen Ausgleich dieses konstruktiven Mangels werden die vorbekannten Dichtringe mit vergleichsweise großer radialer Überdeckung eingebaut, d.h. die Dichtlippe hat herstellungsbedingt einen deutlich kleineren Durchmesser als die Oberfläche des abzudichtenden Maschinenelements. Eine solch große radiale Überdeckung führt jedoch zu einem hohen Reibmoment während des Betriebs und zu einem unerwünscht frühzeitigen Verschleiß der Dichtlippe.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dichtring der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass dieser verbesserte Gebrauchseigenschaften während einer verlängerten Gebrauchsdauer aufweist. Insbesondere soll das Reibmoment zwischen der Dichtmanschette und dem abzudichtenden Maschinenelement reduziert werden. Exzentrizitäten und/oder Unwuchten des abzudichtenden Maschinenelements sollen durch einen vergrößerten Bewegungsspielraum der Dichtlippe besser ausgeglichen werden. Ferner soll der Dichtring in fertigungstechnischer und wirtschaftlicher Hinsicht einfacher und kostengünstiger herstellbar sein. Darüber hinaus soll der Dichtring zur Abdichtung hoher Drücke, beispielsweise im Bereich bis zu 200 bar, verwendbar sein. Die Dichtmanschette soll zu den anderen Bauteilen des Dichtrings stets exakt positioniert sein, und Spaltextrusion und eine daraus resultierende Beschädigung/Zerstörung des Werkstoffs der Dichtmanschette soll vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Dichtring gemäß Anspruch 1 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug.

Zur Lösung der Aufgabe ist es vorgesehen, dass die Dichtmanschette, im Längsschnitt des Dichtrings betrachtet, einen radial äußeren und einen radial inneren Axialschenkel aufweist, wobei die Axialschenkel auf der dem abzudichtenden Raum axial abgewandten Seite durch einen Radialschenkel verbunden sind, dass der äußere Axialschenkel nur auf der dem abzudichtenden Raum axial zugewandten Seite mit dem Versteifungsring verbunden ist, dass die Außenumfangsfläche des äußeren Axialschenkels und die dem abzudichtenden Raum axial abgewandte Stirnseite des Radialschenkels einem Stützring ungehaftet zugeordnet sind und dass der Stützring einen Radialflansch umfasst, der der Oberfläche des abzudichtenden Maschinenelements unter Bildung eines Radialspalts mit nur sehr geringem radialen Abstand benachbart zugeordnet ist. Durch eine solche Ausgestaltung hat die Dichtlippe, bezogen auf Dichtringe, bei denen die Dichtlippe in unmittelbarer Nähe des Versteifungsrings angeordnet und durch Vulkanisation mit diesem verbunden ist, einen vergleichsweise großen Bewegungsspielraum, insbesondere in radialer Richtung, um Exzentrizitäten des abzudichtenden Maschinenelements ausgleichen zu können. Außerdem ist durch die ungehaftete Zuordnung des äußeren Axialschenkels und des Radialschenkels zum Stützring und durch den daraus resultierenden größeren Bewegungsspielraum das Reibmoment zwischen der Dichtlippe und dem abzudichtenden Maschinenelement reduziert, was im Hinblick auf gute Gebrauchseigenschaften während einer sehr langen Gebrauchsdauer von hervorzuhebendem Vorteil ist; der abrasive Verschleiß der Dichtlippe, bezogen auf den zuvor beschriebenen Dichtring aus dem Stand der Technik, ist wesentlich reduziert. Durch diese vorteilhaften Gebrauchseigenschaften ist der erfindungsgemäße Dichtring besonders gut geeignet, auch höhere Drücke abzudichten. Gelangt der Dichtring beispielsweise als Pumpendichtung zur Anwendung, können beispielsweise Pumpendrücke von bis zu 200 bar problemlos abgedichtet werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass die Dichtmanschette, im Längsschnitt des Dichtrings betrachtet, im Wesentlichen C-förmig ausgebildet und axial in Richtung des abzudichtenden Raums offen ist.

Durch den sehr geringen radialen Abstand, mit dem der Radialflansch des Stützrings die Oberfläche des abzudichtenden Maschinenelements umschließt, wobei die radiale Weite des Radialspalts 0,01 bis 0,2 mm bevorzugt 0,03 bis 0,12 mm beträgt, ist von Vorteil, dass auch bei Abdichtung hoher Drücke der Werkstoff der Dichtmanschette nicht in unerwünscht hohem Masse in den Radialspalt extrudiert. Der Dichtring weist deshalb gleichbleibend gute Gebrauchseigenschaften während einer langen Gebrauchsdauer auf.

Bevorzugt besteht der Stützring aus einem polymeren Werkstoff, beispielsweise aus POM (Polyoxymethylen) oder einem PTFE (Polytetrafluorethylen) -Compound. Speziell dann, wenn der Radialspalt nur eine sehr geringe radiale Weite aufweist, ist ein aus einem selbstschmierenden Material bestehender Stützring sinnvoll. Sollten sich die einander zugewandten Oberflächen von Stützring und abzudichtendem Maschinenelement während der bestimmungsgemäßen Verwendung des Dichtrings berühren, führt eine solche Berührung nicht zu einer Beschädigung/Zerstörung der einander berührenden Bauteile; die Bauteile berühren einander dann nur mit sehr geringer Reibung.

Vor allem bei sehr kleinem Radialspalt zwischen Stützring und Welle, kann der Stützring so gestaltet sein, dass er sich radial ungefähr so weit nach außen erstreckt, wie der Dichtring selbst und sich somit im abzudichtenden Aggregat zentrieren kann. Dabei ist von Vorteil, dass die Lage genau definiert und zentrisch ist. Über den Umfang ist die Spalthöhe konstant.

Eine weitere Reduzierung der Gefahr von Spaltextrusion kann dadurch erreicht werden, wenn der Radialflansch auf seiner der Oberfläche des abzudichtenden Maschinenelements zugewandten Seite einen die Dichtlippe zumindest teilweise untergreifenden, axial in Richtung des abzudichtenden Raums vorspringenden Stützvorsprung aufweist. Dieser Stützvorsprung stützt die Dichtlippe auch bei Druckbeaufschlagung mit etwa 200 bar.

Durch das reduzierte Reibmoment ist zwangsläufig die Wärmeentwicklung vergleichsweise gering, ebenso wie die Wärmeübertragung auf das abzudichtende Medium, das beispielsweise durch ein Getriebe- oder Hydrauliköl gebildet ist. Die geringe Wärmeübertragung auf das abzudichtende Medium wirkt sich positiv auf die Alterung des abzudichtenden Mediums und/oder die Zersetzung oder Ausfällung der Additive aus, die im abzudichtenden Medium enthalten sind.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass die Außenumfangsfläche und die Stirnseite dem Stützring jeweils mit Abstand benachbart zugeordnet und an diesen anlegbar sind. Einer solchen Ausgestaltung wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung deshalb der Vorzug gegeben, weil ein derart ausgestalteter Dichtring die eingangs gestellte Aufgabe besonders gut löst. Speziell die Außenumfangsfläche, die einem Axialflansch des Stützrings mit radialem Abstand benachbart zugeordnet ist, wobei der radiale Abstand den radialen Federweg der Dichtlippe bildet, bewirkt die vorteilhaften Gebrauchseigenschaften, da durch die ausgezeichnete Flexibilität der Dichtlippe in radialer Richtung das Reibmoment und daraus resultierend die Wärmeentwicklung wesentlich reduziert wird und die Dichtlippe Exzentrizitäten und/oder Unwuchten des abzudichtenden Maschinenelements besonders gut zu folgen vermag.

Nach einer anderen Ausgestaltung besteht die Möglichkeit, dass die Außenumfangsfläche den Stützring anliegend berührt und dass nur die Stirnseite dem Stützring mit Abstand benachbart zugeordnet und an diesen anlegbar ist. Ein Dichtring, der derart gestaltet ist, weist zwar im Vergleich zu herkömmlichen Dichtringen durch die ungebundene Zuordnung des äußeren Axialschenkels zum Axialflansch des Stützrings günstigere Gebrauchseigenschaften auf, da die Flexibilität der Dichtlippe in radialer Richtung trotzdem höher ist, als wenn die Dichtlippe in unmittelbarer Nähe des Versteifungsrings angeordnet und mit diesem vulkanisiert ist, jedoch ist die Flexibilität der Dichtlippe in radialer Richtung eingeschränkt, gegenüber der ersten Ausgestaltung, die zuvor beschrieben wurde.

Die Außenumfangsfläche des Dichtrings kann den Stützring anliegend berühren.

Der Versteifungsring und der Stützring können jeweils separat erzeugt und kraft- und/oder formschlüssig miteinander verbunden sein. Hierbei ist von Vorteil, dass der Werkstoff des Versteifungsrings und der Werkstoff des Stützrings den jeweiligen Gegebenheiten des Anwendungsfalles besonders gut angepasst werden können. Beispielsweise besteht die Möglichkeit, den Versteifungsring aus einem metallischen Werkstoff herzustellen, beispielsweise als tiefgezogenen Winkelring, der sich einfach und kostengünstig, beispielsweise durch Vulkanisation, mit dem elastomeren Werkstoff der Dichtmanschette verbinden lässt. Der Stützring kann aus einem polymeren Werkstoff bestehen, z.B. aus POM oder einem PTFE-Compound, und mit seinem Axialflansch in den Versteifungsring eingepresst sein. Ein solcher Stützring hätte den Vorteil, dass auch bei hoher Druckbeaufschlagung des Dichtrings und/oder großen Exzentrizitäten und/oder Unwuchten des abzudichtenden Maschinenelements eine einwandfreie Relativbeweglichkeit der Dichtmanschette bezogen auf den Stützring aus reibungsverringerndem Werkstoff erhalten bliebe. Der Versteifungsring kann auch an seiner sich axial erstreckenden Innenfläche mit Elastomer überzogen sein. Dies hat den Vorteil, dass größere Radial-Toleranzen sowohl des Versteifungs- als auch des Stützrings akzeptabel sind und die Ringe dadurch kostengünstiger herstellbar sind.

Stützringe aus polymerem Werkstoff weisen außerdem, im Vergleich zu entsprechend gestalteten Stützringen aus metallischen Werkstoffen, eine vergleichsweise geringere Masse auf, was für manche Anwendungsfälle von Vorteil ist.

Durch die zweistückige Ausgestaltung von Versteifungsring und Stützring können beispielsweise auch komplizierte Formen der Ringe herstellbar sein, die einstückig nicht realisierbar wären.

Nach einer anderen Ausgestaltung besteht die Möglichkeit, dass der Versteifungsring und der Stützring einstückig ineinander übergehend und materialeinheitlich ausgebildet sind. Hierbei ist von Vorteil, dass die Montage des Dichtrings durch eine solche Ausgestaltung vereinfacht wird, ebenso wie das Recycling nach einem Austausch des Dichtrings, beispielsweise wegen betriebsbedingtem Verschleiß.

Der innere Axialschenkel kann radial außenseitig von einer Ringwendelfeder umschlossen sein, zur Erhöhung des Anpressdrucks der Dichtlippe auf die Oberfläche des abzudichtenden Maschinenelements. Außerdem kann zum Ausgleich des Spannungsrelaxationsverhaltens von Elastomeren die Ringwendelfeder zur Anwendung gelangen. Insbesondere zur Abdichtung geringer Drücke im Bereich von bis zu 3 bar oder bei Druckentlastungen von hohem Druck auf nahezu Umgebungsdruck ist die Verwendung einer Ringwendelfeder von Vorteil, da der geringe Druck innerhalb des abzudichtenden Raums nicht immer ausreicht, eine dichtende Anpressung der Dichtlippe an der Oberfläche des abzudichtenden Maschinenelements auch bei hoher dynamischer Wellenexzentrizität und hoher Wellendrehzahl zu bewirken und die Ringwendelfeder, die Dichtlippe im Fall von Verschleiß bei Druckentlastung nachführt und an die Welle anpresst.

Der äußere Axialschenkel und/oder der Radialschenkel und/oder der Stützring weisen auf den einander zugewandten Seiten bevorzugt eine reibungsverringernde Oberflächenbeschichtung auf. Die Oberflächenbeschichtung kann beispielsweise durch eine PTFE-Folie oder durch einen Lack gebildet sein. Bei Beaufschlagung der Dichtmanschette mit Drücken, die beispielsweise größer sind als 1 bar, legt sich der Radialschenkel auf der dem abzudichtenden Raum axial abgewandten Seite an den Radialflansch des Stützrings an und stützt sich gegenüber diesem ab. Steigt der Druck innerhalb des abzudichtenden Raums weiter an, legt sich auch die Außenumfangsfläche des radial äußeren Schenkels, unter der Voraussetzung, dass sie vorher dem Axialflansch des Stützrings mit radialem Abstand benachbart zugeordnet war, an den Axialflansch an. Durch die reibungsverringernde Oberflächenbeschichtung sind die Dichtmanschette und der Stützring auch dann relativ zueinander beweglich, wenn sich innerhalb des abzudichtenden Raums Druckänderungen ergeben und/oder die Dichtmanschette Exzentrizitäten und/oder Unwuchten des abzudichtenden Maschinenelements ausgleichen muss. Besteht der Stützring nicht aus einem reibungsverringernden Werkstoff, beispielsweise einem PTFE-Compound oder einem Thermoplast, sondern aus einem metallischen Werkstoff, ist es in fertigungstechnischer Hinsicht einfacher, die reibungsverringernde Oberflächenbeschichtung auf den Stützring aufzubringen, als auf den elastomeren Werkstoff der Dichtmanschette.

Die Beschichtung des Stützrings bietet weiterhin den Vorteil, dass Oberflächenrauigkeiten des Stützrings keinen Einfluss auf die Haftung der Dichtmanschette haben. Bei der Ausgestaltung einer Oberflächenbeschichtung für die Dichtmanschette ist vorteilhaft, dass beispielsweise eine PTFE-Folie bereits ins Formgebungswerkzeug der Dichtmanschette eingelegt und beim Formgebungsprozess anvulkanisiert werden kann.

Die Dichtlippe kann durch zwei einander durchschneidende Kegelflächen gebildet sein, wobei der erste Kegelwinkel, den die dem abzudichtenden Raum abgewandte erste Kegelfläche mit der Achse des abzudichtenden Maschinenelements begrenzt, höchstens 10° kleiner ist als der zweite Kegelwinkel, den die axial in Richtung des abzudichtenden Raums angeordnete zweite Kegelfläche mit der Achse einschließt. Im Wesentlichen sind die beiden Kegelwinkel etwa gleich groß. Eine solche Ausgestaltung ist von Vorteil, um eine gute Schmierung der Dichtlippe zu gewährleisten. Der betriebsbedingte Verschleiß der Dichtlippe ist dadurch auf ein Minimum reduziert. Außerdem ist von Vorteil, dass dadurch die Länge des inneren Axialschenkels kurzgehalten und damit die durch den abzudichtenden Druck erzeugte Anpressung der Dichtmanschette an die Welle klein gehalten werden kann.

Bevorzugt ist der Stützring als Winkelring ausgebildet und weist einen Radial- und einen Axialflansch auf, die als Widerlager für den Radialschenkel und den radial äußeren Axialschenkel der Dichtmanschette dienen.

Die erste Kegelfläche kann auf der dem Radialflansch des Stützrings axial zugewandten Seite einen Stützwulst aufweisen, wobei das Verhältnis der Länge der ersten Kegelfläche zur Länge der zweiten Kegelfläche 0,3 bis 0,8 beträgt. Der Stützwulst ist insbesondere in Verbindung mit einer Kegelfläche sinnvoll, die einen vergleichsweise großen ersten Kegelwinkel mit der Achse des abzudichtenden Maschinenelements einschließt und/oder mit abzudichtenden Drücken, die beispielsweise 3 bar überschreiten. Bei Druckbeaufschlagung der Dichtmanschette legt sich der Stützwulst an die dem abzudichtenden Raum zugewandte Seite der Stützfläche und verhindert dadurch, dass die Dichtlippe umklappt und sich die dem abzudichtenden Raum zugewandte zweite Kegelfläche eben auf die Oberfläche des abzudichtenden Maschinenelements anlegt und dadurch die Gebrauchseigenschaften des Dichtrings in erheblichem Maße negativ beeinflusst. Die im Vergleich zur zweiten Kegelfläche kürzere und mit dem Stützwulst versehene erste Kegelfläche verhindert ein Umklappen der Dichtlippe.

Der Stützwulst kann einstückig ineinander übergehend und materialeinheitlich mit der Dichtmanschette ausgebildet sein. Durch diese einfache Ausgestaltung weist der Dichtring einen einfachen und teilearmen Aufbau auf und ist einfach und kostengünstig herstellbar.

Nach einer anderen Ausgestaltung kann der Stützwulst durch einen separat erzeugten Back-Ring gebildet sein, der kraft- und/oder formschlüssig mit der Dichtmanschette verbunden ist. Der Back-Ring kann beispielsweise aus einem PTFE-Compound bestehen. Bevorzugt ist der Back-Ring ungebunden in eine Hinterschneidung der ersten Kegelfläche eingeschnappt, d.h. formschlüssig verbunden. Davon abweichend besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass der Back-Ring nur kraftschlüssig mit der Dichtmanschette verbunden ist oder dieser gebunden zugeordnet ist. Der Back-Ring verhindert eine Extrusion des Elastomerwerkstoffs der Dichtlippe vom abzudichtenden Raum mit vergleichsweise höherem Druck in Richtung der Umgebung mit vergleichsweise niedrigerem Druck. Die radiale Höhe des Back-Rings überdeckt in radialer Richtung den radial innenseitigen Abschluss des Radialflanschs des Stützrings und ist der Oberfläche des abzudichtenden Maschinenelements während der bestimmungsgemäßen Verwendung des Dichtrings bis auf einen geringen radialen Abstand benachbart zugeordnet.

Die Dichtlippe kann im herstellungsbedingten Zustand des Dichtrings mit der Oberfläche des abzudichtenden Maschinenelements, im längsseitigen Halbschnitt des Dichtrings betrachtet, eine Überdeckung aufweisen, die kleiner ist als der dem radialen Abstand entsprechende radiale Federweg des äußeren Axialschenkels zwischen dessen Außenumfangsfläche und dem radial außen benachbart angrenzenden Axialflansch des Stützrings. Derartige Parameter sind vorteilhaft, um stets einen Federweg der Dichtlippe in radialer Richtung auch im eingebauten Zustand des Dichtrings sicherzustellen.

Der Stützring kann einen Bestandteil eines Gehäuseverschlussdeckels bilden. Durch eine solche Ausgestaltung wird der Dichtring weiter vereinfacht; demgegenüber wird die Herstellung des Gehäuseverschlussdeckels durch seine kompliziertere Gestalt in fertigungstechnischer Hinsicht aufwendiger und dadurch teurer.

Der Stützring kann mit einer Schutzlippe verbunden sein, die auf der der Dichtlippe axial abgewandten Seite des Radialflanschs angeordnet ist und die Oberfläche des abzudichtenden Maschinenelements dichtend umschließt. Durch eine solche Ausgestaltung ist von Vorteil, dass die Schutzlippe ein Eindringen von Verunreinigungen aus der Umgebung durch den Radialspalt in Richtung der Dichtlippe verhindert. Der Dichtring kann daher problemlos auch dort zur Anwendung gelangen, wo die Umgebung stark verunreinigt ist.

Die Erfindung betrifft außerdem eine Dichtungsanordnung, umfassend zwei der zuvor beschriebenen Dichtringe.

Dichtungsanordnungen sind allgemein bekannt. Sie umfassen einen Dichtring mit einer Dichtmanschette aus elastomerem Werkstoff mit zumindest einer Dichtlippe zur Abdichtung eines abzudichtenden Raums, wobei die Dichtmanschette mit einem Stützring aus zähhartem Werkstoff verbunden ist und gelangen beispielsweise als Radialwellendichtringe zur Anwendung. Die Dichtmanschette und der Versteifungsring sind dabei miteinander vulkanisiert, wobei die Dichtmanschette im Bereich der Dichtlippe in radialer Richtung flexibel ist. Vor allem bei Radialwellendichtringen mit axial kurzer Dichtmanschette zum Abdichten druckbeaufschlagter Medien ist die vergleichsweise geringe Flexibilität/große Steifigkeit für viele Anwendungen wenig zufriedenstellend, da beispielsweise Unwuchten des abzudichtenden Maschinenelements und/oder betriebsbedingter Verschleiß der Dichtlippe nur unzureichend durch den Dichtring kompensiert werden können. Zum teilweisen Ausgleich dieses konstruktiven Mangels werden die vorbekannten Dichtringe mit vergleichsweise großer radialer Überdeckung eingebaut, d.h. die Dichtlippe hat herstellungsbedingt einen deutlich kleineren Durchmesser als die Oberfläche des abzudichtenden Maschinenelements. Eine solch große radiale Überdeckung führt jedoch zu einem hohen Reibmoment während des Betriebs und zu einem unerwünscht frühzeitigen Verschleiß der Dichtlippe.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dichtungsanordnung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass diese als doppelter Druckwellendichtring zur Anwendung gelangen kann und verbesserte Gebrauchseigenschaften während einer verlängerten Gebrauchsdauer aufweist. Insbesondere soll das Reibmoment zwischen der Dichtmanschette und dem abzudichtenden Maschinenelement reduziert werden. Exzentrizitäten und/oder Unwuchten des abzudichtenden Maschinenelements sollen durch einen vergrößerten Bewegungsspielraum der Dichtlippe besser ausgeglichen werden. Ferner soll der Dichtring in fertigungstechnischer und wirtschaftlicher Hinsicht einfacher und kostengünstiger herstellbar sein. Darüber hinaus soll die Dichtungsanordnung zur Abdichtung hoher Drücke, beispielsweise im Bereich bis zu 200 bar, verwendbar sein. Die Dichtmanschette soll zu den anderen Bauteilen des Dichtrings dabei stets exakt positioniert sein, und Spaltextrusion und eine daraus resultierende Beschädigung/Zerstörung des Werkstoffs der Dichtmanschette soll vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Dichtungsanordnung gemäß Anspruch 26 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die darauf direkt oder indirekt rückbezogenen Unteransprüche Bezug.

Zur Lösung der Aufgabe ist eine Dichtungsanordnung vorgesehen, umfassend einen ersten Dichtring mit einer ersten Dichtmanschette aus elastomeren Werkstoff, mit zumindest einer Dichtlippe zur Abdichtung eines abzudichtenden ersten Raums, wobei die erste Dichtmanschette mit einem ersten Stützring aus zähhartem Werkstoff verbunden ist, wobei der erste Stützring einen ersten Radial- und einen ersten Axialflansch aufweist, und einen zweiten Dichtring mit einer zweiten Dichtmanschette aus elastomerem Werkstoff mit zumindest einer zweiten Dichtlippe zur Abdichtung eines abzudichtenden zweiten Raums, der dem ersten Raum axial benachbart zugeordnet ist, wobei die zweite Dichtmanschette mit einem zweiten Stützring aus zähhartem Werkstoff verbunden ist, wobei der zweite Stützring einen zweiten Radial- und einen zweiten Axialflansch aufweist und wobei der erste Dichtring und der zweite Dichtring zu einer vormontierbaren Einheit verbunden sind.

Durch eine solche Ausgestaltung können benachbarte, druckbeaufschlagte Räume zuverlässig gegeneinander abgedichtet werden. Der doppelte Druckwellendichtring weist einen einfachen Aufbau auf und ist deshalb einfach und kostengünstig herstellbar. Die Dichtungsanordnung kann beispielsweise für eine beidseitige Wasserpumpenabdichtung zur Anwendung gelangen, wobei für eine derartige Anwendung im Stand der Technik bisher zwei jeweils separat erzeugte, gegensinnig eingebaute Radialwellendichtringe eingebaut sind.

Der erste und der zweite Dichtring können spiegelbildlich zu einer gedachten Radialebene angeordnet sein.

Der erste und der zweite Stützring können einen gemeinsamen Radialflansch aufweisen und einstöckig und materialeinheitlich ausgebildet sein. Hierbei ist von Vorteil, dass die Anzahl der Bestandteile, aus denen die Dichtungsanordnung besteht, auf ein Minimum reduziert ist. Beispielsweise besteht die Möglichkeit, dass die beiden Stützringe im Bereich ihrer beiden Radialflansche relativ unverdrehbar miteinander verbunden sind, beispielsweise dadurch, dass die Radialflansche miteinander verschweißt sind.

Nach einer anderen Ausgestaltung können die beiden Stützringe durch nur ein einziges, umgeformtes Blechteil gebildet sein, wobei nur ein einziger Radialflansch den Radialflansch für beide Dichtringe bildet.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass jede der Dichtmanschetten, im Längsschnitt der Dichtungsanordnung betrachtet, im Wesentlichen C-förmig ausgebildet ist und axial in Richtung des jeweils abzudichtenden Raums offen ist, mit jeweils einem radial äußeren und jeweils einem radial inneren Axialschenkel, wobei die Axialschenkel auf der dem jeweils abzudichtenden Raum axial abgewandten Seite durch jeweils einen Radialschenkel verbunden sind, dass der äußere Axialschenkel einer jeden Dichtmanschette nur auf der dem jeweils abzudichtenden Raum axial zugewandten Seite mit dem freien Ende des jeweiligen Axialflanschs des entsprechenden Stützrings verbunden ist und dass die jeweilige Außenumfangsfläche des jeweils äußeren Axialschenkels und die dem jeweils abzudichtenden Raum axial abgewandte Stirnseite des jeweiligen Radialschenkels dem jeweiligen Stützring ungehaftet zugeordnet sind.

Durch eine solche Ausgestaltung hat jede Dichtlippe, bezogen auf Dichtringe, bei denen die Dichtlippe in unmittelbarer Nähe des Versteifungsrings angeordnet und durch Vulkanisation mit diesem verbunden ist, einen vergleichsweise großen Bewegungsspielraum, insbesondere in radialer Richtung, um Exzentrizitäten des abzudichtenden Maschinenelements und/oder Unwuchten ausgleichen zu können. Außerdem ist durch die ungehaftete Zuordnung des jeweils äußeren Axialschenkels und des jeweiligen Radialschenkels zum Stützring und durch den daraus resultierenden größeren Bewegungsspielraum das Reibmoment zwischen der Dichtlippe und dem abzudichtenden Maschinenelement reduziert, was im Hinblick auf gute Gebrauchseigenschaften während einer sehr langen Gebrauchsdauer von hervorzuhebendem Vorteil ist; der abrasive Verschleiß der Dichtlippen, bezogen auf den zuvor beschriebenen Dichtring aus dem Stand der Technik, ist wesentlich reduziert. Durch diese vorteilhaften Gebrauchseigenschaften ist die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung besonders gut geeignet, auch höhere Drücke abzudichten. Gelangt die Dichtungsanordnung beispielsweise als Pumpendichtung zur Anwendung, können Pumpendrücke von bis zu 200 bar problemlos abgedichtet werden. Durch den sehr geringen radialen Abstand, mit dem die Radialflansche der Stützringe die Oberfläche des abzudichtenden Maschinenelements umschließen, wobei die radialen Weiten der Radialspalten 0,01 bis 0,2 mm, bevorzugt 0,03 bis 0,12 mm betragen, ist von Vorteil, dass auch bei Abdichtung hoher Drücke der Werkstoff der Dichtmanschetten nicht in unerwünscht hohem Masse in die Radialspalte extrudiert. Die Dichtungsanordnung weist gleichbleibend gute Gebrauchseigenschaften während einer langen Gebrauchsdauer auf.

Durch das reduzierte Reibmoment ist zwangsläufig die Wärmeentwicklung vergleichsweise gering, ebenso wie die Wärmeübertragung auf das abzudichtende Medium, das beispielsweise durch ein Getriebe- oder Hydrauliköl gebildet ist. Die geringe Wärmeübertragung auf das abzudichtende Medium wirkt sich positiv auf die Alterung des abzudichtenden Mediums und/oder die Zersetzung der Additive aus, die im abzudichtenden Medium enthalten sind.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass die jeweilige Außenumfangsfläche und die jeweilige Stirnseite dem jeweiligen Stützring jeweils mit Abstand benachbart zugeordnet und an diesen anlegbar sind. Einer solchen Ausgestaltung wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung deshalb der Vorzug gegeben, weil eine derart ausgestaltete Dichtungsanordnung die eingangs gestellte Aufgabe besonders gut löst. Speziell die Außenumfangsfläche, die einem Axialflansch des Stützrings mit radialem Abstand benachbart zugeordnet ist, wobei der radiale Abstand den radialen Federweg der Dichtlippe bildet, bewirkt die vorteilhaften Gebrauchseigenschaften, da durch die ausgezeichnete Flexibilität der Dichtlippe in radialer Richtung das Reibmoment und daraus resultierend die Wärmeentwicklung wesentlich reduziert wird und die Dichtlippe Exzentrizitäten und/oder Unwuchten des abzudichtenden Maschinenelements besonders gut zu folgen vermag.

Nach einer anderen Ausgestaltung besteht die Möglichkeit, dass die jeweilige Außenumfangsfläche den jeweiligen Stützring anliegend berührt und dass nur die jeweilige Stirnseite dem jeweiligen Stützring mit Abstand benachbart zugeordnet und an diesen anlegbar ist. Ein Dichtring, der derart gestaltet ist, weist zwar im Vergleich zu herkömmlichen Dichtringen durch die ungebundene Zuordnung des äußeren Axialschenkels zum Axialflansch des Stützrings günstigere Gebrauchseigenschaften auf, da die Flexibilität der Dichtlippe in radialer Richtung trotzdem höher ist, als wenn die Dichtlippe in unmittelbarer Nähe des Versteifungsrings angeordnet und mit diesem vulkanisiert ist, jedoch ist die Flexibilität der Dichtlippe in radialer Richtung eingeschränkt, gegenüber der ersten Ausgestaltung, die zuvor beschrieben wurde.

Die jeweilige Außenumfangsfläche der entsprechenden Dichtringe kann den jeweiligen Stützring anliegend berühren.

Die Stützringe können aus einem polymeren Werkstoff bestehen, z.B. aus einem PTFE-Compound. Solche Stützringe haben den Vorteil, dass auch bei hoher Druckbeaufschlagung der Dichtringe und/oder großen Exzentrizitäten und/oder Unwuchten des abzudichtenden Maschinenelements eine einwandfreie Relativbeweglichkeit der Dichtmanschetten bezogen auf die jeweiligen Stützringe aus reibungsverringerndem Werkstoff erhalten bleibt.

Der jeweils innere Axialschenkel kann radial außenseitig von jeweils einer Ringwendelfeder umschlossen sein, zur Erhöhung des Anpressdrucks der jeweiligen Dichtlippe auf die Oberfläche des abzudichtenden Maschinenelements. Außerdem kann zum Ausgleich des Spannungsrelaxationsverhaltens von Elastomeren die Ringwendelfeder zur Anwendung gelangen. Insbesondere zur Abdichtung geringer Drücke im Bereich von bis zu 3 bar ist die Verwendung einer Ringwendelfeder von Vorteil, da der geringe Druck innerhalb des abzu dichtenden Raums nicht immer ausreicht, eine dichtende Anpressung der Dichtlippe an der Oberfläche des abzudichtenden Maschinenelements auch bei hoher dynamischer Wellenexzentrizität und hoher Wellendrehzahl zu bewirken.

Die äußeren Axialschenkel und/oder die Radialschenkel und/oder die Stützringe können auf den einander zugewandten Seiten eine reibungsverringernde Oberflächenbeschichtung aufweisen. Die Oberflächenbeschichtung kann beispielsweise durch eine PTFE-Folie oder durch einen Lack gebildet sein. Bei Beaufschlagung der Dichtmanschette mit Drücken, die beispielsweise größer sind als 1 bar, legt sich der Radialschenkel auf der dem abzudichtenden Raum axial abgewandten Seite an den Radialflansch des Stützrings an und stützt sich gegenüber diesem ab. Steigt der Druck innerhalb des abzudichtenden Raums weiter an, legt sich auch die Außenumfangsfläche des radial äußeren Schenkels, unter der Voraussetzung, dass sie vorher dem Axialflansch des Stützrings mit radialem Abstand benachbart zugeordnet war, an den Axialflansch an. Durch die reibungsverringernde Oberflächenbeschichtung sind die Dichtmanschette und der Stützring auch dann relativ zueinander beweglich, wenn sich innerhalb des abzudichtenden Raums Druckänderungen ergeben und/oder die Dichtmanschette Exzentrizitäten und/oder Unwuchten des abzudichtenden Maschinenelements ausgleichen muß. Besteht der Stützring nicht aus einem reibungsverringernden Werkstoff, beispielsweise einem PTFE-Compound oder einem Thermoplast, sondern aus einem metallischen Werkstoff, ist es in fertigungstechnischer Hinsicht einfacher, die reibungsverringernde Oberflächenbeschichtung auf den Stützring aufzubringen, als auf den elastomeren Werkstoff der Dichtmanschette.

Jede der Dichtlippen kann durch zwei einander durchschneidende Kegelflächen gebildet sein, wobei der erste Kegelwinkel, den die dem jeweils abzudichtenden Raum abgewandte erste Kegelfläche mit der Achse des abzudichtenden Maschinenelements begrenzt, höchstens 10° kleiner ist als der zweite Kegelwinkel, den die axial in Richtung des jeweils abzudichtenden Raums angeordnete zweite Kegelfläche mit der Achse einschließt. Im Wesentlichen sind die beiden Kegelwinkel etwa gleich groß. Eine solche Ausgestaltung ist von Vorteil, um eine gute Schmierung der Dichtlippen zu gewährleisten. Der betriebsbedingte Verschleiß der Dichtlippen ist dadurch auf ein Minimum reduziert. Außerdem ist von Vorteil, dass dadurch die Länge der inneren Axialschenkel kurz gehalten und damit die durch den abzudichtenden Druck erzeugte Anpressung der Dichtmanschetten an die Welle klein gehalten werden kann.

Bevorzugt sind die Stützringe jeweils als Winkelring ausgebildet und weisen jeweils einen Radial- und einen Axialschenkel auf. Diese dienen als Widerlager für die Radialschenkel und die radial äußeren Axialschenkel der jeweiligen Dichtmanschette.

Die jeweilige Dichtlippe kann im herstellungsbedingten Zustand des jeweiligen Dichtrings, mit der Oberfläche des abzudichtenden Maschinenelements, im längsseitigen Halbschnitt des Dichtrings betrachtet, eine Überdeckung aufweisen, die kleiner ist, als der dem radialen Abstand entsprechende radiale Federweg des jeweils äußeren Axialschenkels zwischen dessen Außenumfangsfläche und dem radial außen benachbart angrenzenden Axialflansch des jeweiligen Stützrings. Derartige Parameter sind vorteilhaft, um stets einen Federweg der Dichtlippen in radialer Richtung auch im eingebauten Zustand der Dichtringe sicherzustellen.

Vierzehn Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Dichtrings werden nachfolgend anhand der schematisch dargestellten 1 bis 14 näher beschrieben.
Zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung werden nachfolgend anhand der schematisch dargestellten 15 und 16 näher beschrieben.
Ausführung der Erfindung
In den 1 bis 14 ist jeweils ein Ausführungsbeispiel eines Dichtrings gezeigt, wobei jeder der Dichtringe eine Dichtmanschette 1 aus elastomerem Werkstoff mit einer Dichtlippe 2 umfasst. Die Dichtringe sind im herstellungsbedingten nicht-eingebauten Zustand gezeigt, wobei das abzudichtende Maschinenelement 15 als Welle ausgebildet und in strichzwei-punktierter Darstellung gezeigt ist. Die Abdichtung des abzudichtenden Raums 3 erfolgt dadurch, dass die Dichtlippe 2 die Oberfläche 14 des abzudichtenden Maschinenelements 15 mit radialer Vorspannung dichtend umschließt. Innerhalb des abzudichtenden Raums 3 herrscht gegenüber der Umgebung 34 der vergleichsweise höhere Druck.
Die Dichtmanschette 1 ist mit dem aus einem zähharten Werkstoff bestehenden Versteifungsring 4 verbunden, der in den hier dargestellten Ausführungsbeispielen jeweils als tiefgezogener Winkelring ausgebildet ist und aus metallischem Werkstoff besteht.
In den 1 bis 13 ist die Dichtmanschette 1, im Länggschnitt des Dichtrings betrachtet, im Wesentlichen C-förmig ausgebildet und axial in Richtung des abzudichtenden Raums 3 offen.
In 14 ist die Dichtmanschette nicht-C-förmig ausgebildet.
Die Dichtmanschette umfasst einen radial äußeren Axialschenkel 5 und einen radial inneren Axialschenkel 6, wobei die beiden Axialschenkel 5, 6 auf der dem abzudichtenden Raum 3 abgewandten Seite durch den Radialschenkel 7 verbunden sind. Von entscheidender Wichtigkeit ist, dass der äußere Axialschenkel 5 nur auf der dem abzudichtenden Raum 3 axial zugewandten Seite mit dem Versteifungsring 4 verbunden ist und dass die Außenumfangsfläche 8 des äußeren Axialschenkels 5 und die dem abzudichtenden Raum 3 axial abgewandte Stirnseite 9 des Radialschenkels 7 dem Stützring 10 jeweils ungehaftet zugeordnet sind. Nur durch eine derartige Ausgestaltung ist die Dichtlippe 2 in radialer Richtung besonders flexibel, um Exzentrizitäten und/oder Unwuchten des abzudichtenden Maschinenelements 15 auszugleichen. Dennoch ist eine ausgezeichnete gehaftete Zuordnung der Dichtmanschette 1 zum Versteifungsring 4 gegeben. Außerdem wird das Reibmoment durch eine derartige Ausgestaltung verringert. Die Wärmeentwickung im Bereich der Dichtlippe 2 ist dadurch auf ein Minimum begrenzt.
Die zuvor beschriebene ungehaftete Zuordnung zwischen der Außenumfangsfläche 8 des äußeren Axialschenkels 5 und der dem abzudichtenden Raum 3 axial abgewandten Stirnseite 9 des Radialschenkels 7 am Stützring 10 ist bei allen hier gezeigten Ausführungsbeispielen gleich, wobei in den 1 und 3 his 13 Dichtringe gezeigt sind, deren Außenumfangsfläche 8 und Stirnseite 9 dem Stützring 10 jeweils mit Abstand 11, 12 benachbart zugeordnet sind.
Die in den 1 bis 16 dargestellten Abstände sind nicht maßstäblich sondern der besseren Verständlichkeit wegen vergrößert dargestellt.
Die Außenumfangsfläche 8 und die Stirnseite 9 sind bei entsprechendem Überdruck innerhalb des abzudichtenden Raums und/oder Exzentrizitäten und/oder Unwuchten des abzudichtenden Maschinenelements 15 an den Stützring 10 anlegbar. Der Stützring 10 ist der Oberfläche 14 des abzudichtenden Maschinenelements 15 mit seinem Radialflansch 25 sehr weit angenähert, so dass der Radialspalt 38 in den gezeigten Beispielen nur eine radiale Weite von 0,01 bis 0,12 mm aufweist. Spaltextrusion des elastomeren Werkstoffs der Dichtmanschette in den Radialspalt 38 wird dadurch auch bei Abdichtung sehr hoher Drücke im Bereich von etwa 200 bar weitgehend vermieden.
In 2 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, das diesbezüglich abweichend gestaltet ist. Die Außenumfangsfläche 8 berührt den Stützring 10 anliegend und nur die Stirnseite 9 ist dem Stützring 10 mit Abstand 12 benachbart zugeordnet und an diesen anlegbar.
In jedem der gezeigten Ausführungsbeispiele 1 bis 14 besteht der Versteifungsring aus einem tiefgezogenen metallischen Werkstoff, mit einem Axialvorsprung 35 und einem Radialvorsprung 36, wobei die Dichtmanschette 1 um den Radialvorsprung 36 herumgeführt ist und den Axialvorsprung 35 radial außenseitig zumindest teilweise überdeckt. Dadurch besteht eine statische Abdichtung gegenüber dem Einbauraum des Dichtrings.
Der Stützring 10 ist mit seinem Axialflansch 32 in den Axialvorsprung 35 des Versteifungsrings 4 eingepresst und dadurch sicher in seiner Position gehalten. In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel gezeigt. Der Stützring 10 ist auf seiner dem Axialschenkel 5 und dem Radialschenkel 7 der Dichtmanschette 1 zugewandten Seite 18 mit einer Oberflächenbeschichtung 19 versehen, die durch eine PTFE-Folie gebildet ist. Die Oberflächenbeschichtung 19 verhindert ein Anhaften des elastomeren Werkstoffs der Dichtmanschette 1 bei Druckentlastung, so dass die Dichtlippe 2 in der Lage ist, um ihre gelenkartige Anbindung am Radialvorsprung 36 zu federn.
In 1 ist der Stützring 10 mit einer Schutzlippe 42 verbunden, die auf der der Dichtlippe 2 axial abgewandten Seite des Radialflansch 25 angeordnet ist und die Oberfläche 14 des abzudichtenden Maschinenelements 15 dichtend umschließt. Eine solche Schutzlippe 42, die derart mit dem Stützring 10 verbunden ist, kann auch in den übrigen, hier gezeigten Ausführungsbeispielen zur Anwendung gelangen. Die Schutzlippe 42 verhindert das Eindringen von Verunreinigungen aus der Umgebung 34 durch den Radialspalt 38 in Richtung der Dichtlippe 2. Der erfindungsgemäße Dichtring / die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung kann daher auch dann zur Anwendung gelangen, wenn die Umgebung 34 stark verunreinigt ist. Auch unter solchen Betriebsbedingungen weißt der beanspruchte Dichtring / die beanspruchte Dichtungsanordnung gleichbleibend gute Gebrauchseigenschaften während einer langen Gebrauchsdauer auf.
In 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des Dichtrings gezeigt, das sich von den übrigen Ausführungsbeispielen dadurch unterscheidet, dass die Außenumfangsfläche 8 den Stützring unmittelbar anliegend berührt. Der Radialschenkel 7 ist dem Radialflansch 25 auf der dem abzudichtenden Raum 3 zugewandten Seite mit axialem Abstand benachbart zugeordnet. Bei Druckbeaufschlagung stützt sich der Radialschenkel 7 am Radialflansch 25 ab.
In 3 ist ein drittes Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem ein Stützring 10 aus polymerem Werkstoff zur Anwendung gelangt. Der Stützring 10 besteht aus einem reibungsarmen Polyamid und ist in einem Spritzverfahren herstellbar. Durch die Verwendung des polymeren Werkstoffs als Material für den Stützring 10 sind bedarfsweise komplizierte Geometrien realisierbar. Dadurch, dass der Stützring 10 aus einem reibungsarmen Polyamid besteht, ist das Aufbringen einer separat erzeugten, reibungsverringernden Oberflächenbeschichtung entbehrlich.
In 4 ist ein viertes Ausführungsbeispiel eines Dichtrings gezeigt, bei dem der Versteifungsring 4 und der Stützring 10 einstückig ineinander übergehend und materialeinheitlich ausgebildet sind. Zusätzlich ist auf der dem abzudichtenden Raum 3 zugewandten Seite ein weiterer Stützring 37 vorgesehen, der die Aufgabe hat, ein Abkippen der Dichtlippe 2 bei zu hohem Druck und bei unsachgemäßer Montage zu verhindern. Unter unsachgemäßer Montage wird in diesem Zusammenhang verstanden, wenn das abzudichtende Maschinenelement 15 in diesem Ausführungsbeispiel von links in den Dichtring eingeführt wird; die korrekte Montage müsste, wie in den übrigen Ausführungsbeispielen auch, von rechts erfolgen.
In 5 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, ähnlich dem Ausführungsbeispiel aus 3, wobei der Stützring 10 aus einem metallischen Werkstoff besteht.
In 6 ist ein sechstes Ausführungsbeispiel gezeigt. Auf der dem abzudichtenden Raum 3 abgewandten Seite der Dichtlippe 2 ist ein Stützwulst 26 in Form eines Back-Rings 29 vorgesehen, der verhindert, dass der elastomere Werkstoff, aus dem die Dichtlippe 2 besteht, bei höheren Drücken innerhalb des abzudichtenden Raums, in den Dichtspalt extrudiert. Außerdem hat der Back-Ring die zusätzliche Aufgabe, die Dichtung vor Verschleiß zu schützen und ein Umklappen der Dichtlippe 2 derart, dass sich die dem abzudichtenden Raum 3 zugewandte zweite Kegelfläche 21 auf die Oberfläche 14 des abzudichtenden Maschinenelements 15 legt, zu verhindern.
In 7 ist ein siebtes Ausführungsbeispiel des Dichtrings gezeigt. Der radiale Abstand 11 zwischen der Außenumfangsfläche 8 des radial äußeren Axialschenkels 5 und dem Axialflansch 32 des Stützrings 10 ist, in axialer Richtung betrachtet, gleichbleibend. Bei einer derartigen Ausgestaltung ist von Vorteil, dass die Werkzeuge, die zur Herstellung des Dichtrings benötigt werden, in ihrer Herstellung einfach und daher kostengünstig sind.
In 8 ist ein achtes Ausführungsbeispiel des Dichtrings gezeigt. Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel aus 7 ist der radiale Abstand 11 entlang der axialen Erstreckung des radial äußeren Axialschenkels nicht gleichbleibend, sondern nimmt, in axialer Richtung vom Radialschenkel 7 in Richtung des Radialvorsprungs 36 betrachtet, kontinuierlich ab, wie in fast allen übrigen Ausführungsbeispielen auch. Ausgehend vom Radialvorsprung 36 legt sich die Außenumfangsfläche 8, in axialer Richtung betrachtet, allmählich an den Axialflansch 32 des Stützrings 10 an. Lokale Spannungskonzentrationen werden vermieden.
In diesem Ausführungsbeispiel sind die Seiten 16, 17 des radial äußeren Schenkels 5 und des Radialschenkels 7 mit einer einstückig ineinander übergehenden, reibungsverringernden Oberflächenbeschichtung versehen, wobei die Oberflächenbeschichtung als PTFE-Folie ausgebildet ist.
Der Radialflansch 25 weist auf seiner der Oberfläche 14 des abzudichtenden Maschinenelements 15 zugewandten Seite einen die Dichtlippe 2 untergreifenden, axial in Richtung des abzudichtenden Raums 3 vorspringenden Stützvorsprung 39 auf. Unerwünscht große Formänderungen der Dichtmanschette 1 während der bestimmungsgemäßen Verwendung werden dadurch vermieden, dass sich die Dichtmanschette 1 im Bereich ihrer Dichtlippe 2 auf dem Stützvorsprung 39 abstützt.
In den 9 und 10 ist jeweils ein Ausführungsbeispiel gezeigt, das im Wesentlichen dem Ausführungsbeispiel aus 6 entspricht, wobei die als Stützwulst 26 zur Anwendung gelangenden Back-Ringe 29 unterschiedlich gestaltet sind.
In 9 ist der Back-Ring 29 rechteckig gestaltet und verhindert ein Extrudieren der Dichtlippe 2 in den Dichtspalt sowie ein Abkippen der Dichtlippe in Richtung der Umgebung 34. Die rechteckige Geometrie des Back-Rings 29 lässt sich kostengünstig und prozesssicher herstellen.
In 10 ist der Back-Ring 29 keilförmig gestaltet und besteht ebenfalls aus einem polymeren Werkstoff, der gute Abriebs- und Festigkeitseigenschaften aufweist. Der Back-Ring 29 umschließt auch bei geringen Betriebsdrücken die Oberfläche 14 des abzudichtenden Maschinenelements 15 mit radialem Abstand, wodurch das Reibmoment insgesamt nur sehr gering ist, ebenso wie die aus der Reibung resultierende Wärmeentwicklung. Bei höheren Systemdrücken innerhalb des abzudichtenden Raums verhindert auch dieser Back-Ring 29 die Extrusion von elastomerem Werkstoff der Dichtmanschette 1 in Richtung der Umgebung.
In 11 ist ein elftes Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem der Stützring 10 einen Bestandteil eines Gehäuseverschlussdeckels 33 bildet.
In 12 ist ein Ausführungsbeispiel eines Dichtrings gezeigt, ähnlich den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen, wobei jedoch keine Ringwendelfeder 13 zur Anwendung gelangt. Diese Variante hat den Vorteil, dass die Dichtung geringere Radialkräfte im drucklosen Betrieb erzeugt, da die initiale Anpresskraft lediglich durch die Überdeckung der Dichtlippe 2 mit der Oberfläche 14 des abzudichtenden Maschinenelements 15 zustande kommt. Insgesamt weist die Dichtlippe dadurch einen geringeren Verschleiß und einen verbesserten Wirkungsgrad auf.
In allen gezeigten Ausführungsbeispielen erscheinen der erste Kegelwinkel 22 und der zweite Kegelwinkel 23 im Wesentlichen gleich groß. Die Dichtlippe 2 wird in jedem der Ausführungsbeispiele durch zwei einander durchschneidende Kegelflächen 20, 21 gebildet, wobei der erste Kegelwinkel 22, den die dem abzudichtenden Raum zugewandte erste Kegelfläche 20 mit der Achse 24 des abzudichtenden Maschinenelements 15 begrenzt, höchstens 10 % kleiner ist als der zweite Kegelwinkel 23, den die axial in Richtung des abzudichtenden Raums 3 angeordnete zweite Kegelfläche 21 mit der Achse 24 einschließt.
Durch die Anordnung des Stützwulstes 26, der teilweise als Back-Ring 29 ausgebildet ist, ist das Verhältnis der Länge 27 der ersten Kegelfläche 20 zur Länge 28 der zweiten Kegelfläche 21 in den hier gezeigten Ausführungsbeispielen 0,3 bis 0,8.
In 13 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem der Axialvorsprung 35 auf seiner Innenseite mit Elastomer 37 überzogen ist. Dies hat den Vorteil, dass größere Radial-Toleranzen sowohl des Versteifungsrings 4 als auch des Stützrings 10 ohne nachteilige Auswirkungen sind, wobei die Ringe 4, 10 dadurch kostengünstiger herstellbar sind.
Wie auch in 8, ist der Radialflansch 25 des Stützrings 10 auf seiner der Oberfläche 14 des abzudichtenden Maschinenelements 15 zugewandten Seite mit einem die Dichtlippe 2 untergreifenden, axial in Richtung des abzudichtenden Raums 3 vorspringenden Stützvorsprung 39 versehen.
In 14 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, das sich von den zuvor beschriebenen dadurch unterscheidet, dass die Dichtmanschette 1 nicht-C-förmig ausgebildet ist. Außerdem erstreckt sich der Stützring 10 radial nach außen und kann sich im abzudichtenden Aggregat zentrieren.
In den hier gezeigten Ausführungsbeispielen weist die Dichtlippe 2 im herstellungsbedingten Zustand des Dichtrings mit der Oberfläche 14 des abzudichtenden Maschinenelements 15, im längsseitigen Halbschnitt des Dichtrings betrachtet, eine Überdeckung 30 auf, die kleiner ist, als der dem radialen Abstand 11 entsprechende radiale Federweg 31 des äußeren Axialschenkels 5 zwischen dessen Außenumfangsfläche 8 und dem radial außen benachbart angrenzenden Axialflansch 32 des Stützrings 10. Dies gilt für alle Ausfüh rungsbeispiele mit Ausnahme des Ausführungsbeispiels aus 2, bei dem ein radialer Federweg nicht vorgesehen ist. Durch das beschriebene Verhältnis zwischen der Überdeckung 30 und dem radialen Abstand 11/dem entsprechenden Federweg 31 ist sichergestellt, dass ein radialer Federweg 31 auch dann erhalten bleibt, wenn der Dichtring und das abzudichtende Maschinenelement miteinander montiert sind.
In den 15 und 16 ist jeweils ein Ausführungsbeispiel einer Dichtungsanordnung gezeigt, wobei jede der Dichtungsanorndungen zwei Dichtmanschetten 1.1, 1.2 aus elastomerem Werkstoff umfasst und wobei jede der Dichtmanschetten 1.1, 1.2 eine Dichtlippe 2.1, 2.2 aufweist. Die Dichtungsanordnungen sind im herstellungsbedingten, nicht eingebauten Zustand gezeigt, wobei das abzudichtende Maschinenelement 15 als Welle ausgebildet und in strichzwei-punktierter Darstellung gezeigt ist. Die Abdichtung der abzudichtenden Räume 3.1, 3.2 erfolgt dadurch, dass die Dichtlippen 2.1, 2.2 die Oberfläche 14 des abzudichtenden Maschinenelements 15 mit radialer Vorspannung dichtend umschließen. Innerhalb der abzudichtenden Räume 3.1, 3.2 herrscht gegenüber der Umgebung 34 ein vergleichsweise höherer Druck.
Jede der Dichtmanschetten 1.1, 1.2 ist mit einem aus einem zähharten Werkstoff bestehenden Stützring 10.1, 10.2 verbunden, der in den hier dargestellten Ausführungsbeispielen jeweils als tiefgezogener Winkelring ausgebildet ist und aus metallischem Werkstoff besteht.
Die Dichtmanschetten 1.1, 1.2 sind, im Längsschnitt der Dichtungsanordnung betrachtet, im Wesentlichen C-förmig ausgebildet und axial in Richtung des jeweils abzudichtenden Raums 3.1, 3.2 offen. Der erste Stützring 10.1 ist mit einem ersten Radial- 25.1 und einem ersten Axialflansch 32.1 versehen, der zweite Stützring 10.2 mit einem zweiten Radial- 25.2 und einem zweiten Axialflansch 32.2. Die beiden Dichtringe sind zu einer vormontierbaren Einheit 40 verbunden.
Zur Abdichtung einander axial benachbarter Räume 3.1, 3.2 sind die beiden Dichtringe spiegelbildlich zu einer gedachten Radialebene 41 angeordnet. Gemäß der Ausgestaltung aus 1 sind die beiden Radialflansche 25.1, 25.2 relativ unverdrehbar miteinander verbunden, in diesem Ausführungsbeispiel durch Punktschweißen. In 2 sind der erste 10.1 und der zweite Stützring 10.2 demgegenüber einstöckig und materialeinheitlich ausgebildet und weisen dadurch einen gemeinsamen Radialflansch 25 auf.
Jede der Dichtmanschetten 1.1, 1.2 weist jeweils einen radial äußeren 5.1, 5.2 und jeweils einen radial inneren Axialschenkel 6.1, 6.2 auf, wobei die Axialschenkel 6.1, 6.2 auf der dem jeweils abzudichtenden Raum 3.1, 3.2 axial abgewandten Seite durch jeweils einen Radialschenkel 7.1, 7.2 verbunden sind. Der äußere Axialschenkel 5.1, 5.2 einer jeden Dichtmanschette 1.1, 1.2 ist nur auf der dem jeweils abzudichtenden Raum 3.1, 3.2 axial zugewandten Seite mit dem freien Ende des jeweiligen Axialflanschs 32.1, 32.2 des entsprechenden Stützrings 10.1, 10.2 verbunden. Die jeweilige Außenumfangsfläche 8.1, 8.2 des jeweils äußeren Axialschenkels 5.1, 5.2 und die dem jeweils abzudichtenden Raum 3.1, 3.2 axial abgewandte Stirnseiten 9.1, 9.2 des jeweiligen Radialschenkels 7.1, 7.2 sind dadurch dem jeweiligen Stützring 10.1, 10.2 ungehaftet zugeordnet. Nur durch eine derartige Ausgestaltung sind die Dichtlippen 2.1, 2.2 in radialer Richtung besonders flexibel, um Exzentrizitäten und/oder Unwuchten des abzudichtenden Maschinenelements auszugleichen. Die Stützringe 10.1, 10.2 sind der Oberfläche 14 des abzudichtenden Maschinenelements 15 mit ihren Radialflanschen 25, 25.1, 25.2 sehr weit angenähert, so dass der Radialspalt 38, 38.1, 38.2 in den gezeigten Beispielen nur eine radiale Weite von 0,03 bis 0,08 mm aufweist. Spaltextrusion des elastomeren Werkstoffs der Dichtmanschette in die Radialspalte 38, 38.1, 38.2 wird dadurch auch bei Abdichtung sehr hoher Drücke im Bereich von etwa 200 bar weitgehend vermieden.
Außerdem wird das Reibmoment durch eine derartige Ausgestaltung verringert. Die Wärmeentwicklung im Bereich der beiden Dichtlippen 2.1, 2.2 ist dadurch auf ein Minimum begrenzt.
Die zuvor beschriebene ungehaftete Zuordnung zwischen den Außenumfangsflächen 8.1, 8.2 der jeweils äußeren Axialschenkel 5.1, 5.2 und der den abzudichtenden Räumen 3.1, 3.2 jeweils axial abgewandten Stirnseiten 9.1, 9.2 der Radialschenkel 7.1, 7.2 an den Stützringen 10.1, 10.2 ist bei den hier gezeigten Ausführungsbeispielen gleich. Die Außenumfangsflächen 8.1, 8.2 und die Stirnseiten 9.1, 9.2 sind den jeweiligen Stützringen 10.1, 10.2 jeweils mit Abstand 11.1, 11.2, 12.1, 12.2 benachbart zugeordnet. Die Außenumfangsflächen 8.1, 8.2 und die Stirnseiten 9.1, 9.2 sind bei entsprechendem Überdruck innerhalb der abzudichtenden Räume 3.1, 3.2 und/oder Exzentrizitäten und/oder Unwuchten des abzudichtenden Maschinenelements 15 an die jeweiligen Stützringe 10.1, 10.2 anlegbar.
In den hier gezeigten Ausführungsbeispielen erscheinen der jeweilige erste Kegelwinkel 22.1, 22.2 und der zweite Kegelwinkel 23.1, 23.2 im Wesentlichen gleich groß. Die Dichtlippen 2.1, 2.2 werden in jedem der Ausführungsbeispiele jeweils durch zwei einander durchschneidende Kegelflächen 20.1, 21.1, 20.2, 21.2 gebildet, wobei der erste Kegelwinkel 22.1, 22.2, den die dem abzudichtenden Raum 3.1, 3.2 zugewandte erste Kegelfläche 20.1, 20.2 mit der Achse 24 des abzudichtenden Maschinenelements 15 begrenzt, höchstens 10% kleiner ist als der zweite Kegelwinkel 23.1, 23.2, den die axial in Richtung des abzudichtenden Raums 3.1, 3.2 angeordnete zweite Kegelfläche 21.1, 21.2 mit der Achse 24 einschließt.
In den hier gezeigten Ausführungsbeispielen weisen die Dichtlippen 2.1, 2.2 im herstellungsbedingten Zustand des jeweiligen Dichtrings mit der Oberfläche 14 des abzudichtenden Maschinenelements 15, im längsseitigen Halbschnitt der Dichtungsanordnung betrachtet, eine Überdeckung 30 auf, die kleiner ist, als der dem radialen Abstand 11.1, 11.2 entsprechende radiale Federweg 31.1, 31.2 des jeweils äußeren Axialschenkels 5.1, 5.2 zwischen dessen Außenumfangsfläche 8.1, 8.2 und dem radial außen benachbart angrenzenden Axialflansch 32.1, 32.2 des Stützrings 10.1, 10.2. Durch das Verhältnis zwischen der Überdeckung 30.1, 30.2 und dem radialen Abstand 11.1, 11.2 / dem entsprechenden Federweg 31.1, 31.2 ist sichergestellt, dass ein radialer Federweg 31.1, 31.2 auch dann erhalten bleibt, wenn der Dichtring und das abzudichtende Maschinenelement miteinander montiert sind.
In 15 ist der erste Stützring 10.1 mit einem Stützringvorsprung 39 versehen, der den inneren Axialschenkel 6.1 auch bei sehr hohem Druck, beispielsweise im Bereich von 200 bar, der im ersten abzudichtenden Raum 3.1 herrschen kann, vor unerwünscht hohen mechanischen Belastungen schützt.
Eine einstückige Gestaltung von Versteifungsring und Stützring ist in 16 gezeigt.

Claims

Dichtring, umfassend eine Dichtmanschette aus elastomerem Werkstoff mit zumindest einer Dichtlippe zur Abdichtung eines abzudichtenden Raums, wobei die Dichtmanschette mit einem Versteifungsring aus zähhartem Werkstoff verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtmanschette (1), im Längsschnitt des Dichtrings betrachtet, einen radial äußeren Axialschenkel (5) aufweist, der nur auf der dem abzudichtenden Raum (3) axial zugewandten Seite mit dem Versteifungsring (4) verbunden ist, dass die Außenumfangsfläche (8) des äußeren Axialschenkels (5) und die dem abzudichtenden Raum (3) axial abgewandte Stirnseite (9) des Radialschenkels (7) einem Stützring (10) ungehaftet zugeordnet sind und dass der Stützring (10) einen Radialflansch (25) umfasst, der der Oberfläche (14) des abzudichtenden Maschinenelements (15) unter Bildung eines Radialspalts (38) mit nur sehr geringem radialen Abstand benachbart zugeordnet ist.
Dichtring, umfassend eine Dichtmanschette aus elastomerem Werkstoff mit zumindest einer Dichtlippe zur Abdichtung eines abzudichtenden Raums, wobei die Dichtmanschette mit einem Versteifungsring aus zähhartem Werkstoff verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtmanschette (1 ), im Längsschnitt des Dichtrings betrachtet, einen radial äußeren (5) und einen radial inneren Axialschenkel (6) aufweist, wobei die Axialschenkel (5, 6) auf der dem abzudichtenden Raum (3) axial abgewandten Seite durch einen Radialschenkel (7) verbunden sind, dass der äußere Axialschenkel (5) nur auf der dem abzudichtenden Raum (3) axial zugewandten Seite mit dem Versteifungsring (4) verbunden ist, dass die Außenumfangsfläche (8) des äußeren Axialschenkels (5) und die dem abzudichtenden Raum (3) axial abgewandte Stirnseite (9) des Radialschenkels (7) einem Stützring (10) ungehaftet zugeordnet sind und dass der Stützring (10) einen Radialflansch (25) umfasst, der der Oberfläche (14) des abzudichtenden Maschinenelements (15) unter Bildung eines Radialspalts (38) mit nur sehr geringem radialen Abstand benachbart zugeordnet ist.
Dichtring nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtmanschette (1 ), im Längsschnitt des Dichtrings betrachtet, im Wesentlichen C-förmig ausgebildet und axial in Richtung des abzudichtenden Raums (3) offen ist.
Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Weite des Radialspalts (38) 0,01 bis 0,2 mm beträgt.
Dichtring nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Weite des Radialspalts 0,03 bis 0,12 mm beträgt.
Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützring (10) aus einem polymeren Werkstoff besteht.
Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Radialflansch (25) auf seiner der Oberfläche (14) des abzudichtenden Maschinenelements (15) zugewandten Seite einen die Dichtlippe (2) zumindest teilweise untergreifenden, axial in Richtung des abzudichtenden Raums vorspringenden Stützvorsprung (39) aufweist.
Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenumfangsfläche (8) und die Stirnseite (9) dem Stützring (10) jeweils mit Abstand benachbart zugeordnet und an diesen anlegbar sind.
Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenumfangsfläche (8) den Stützring (10) anliegend berührt und dass nur die Stirnseite (9) dem Stützring (10) mit Abstand (12) benachbart zugeordnet und an diesen anlegbar ist.
Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Versteifungsring (4) und der Stützring (10) jeweils separat erzeugt und kraft- und/oder formschlüssig miteinander verbunden sind.
Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Versteifungsring (4) und der Stützring (10) einstückig ineinander übergehend und materialeinheitlich ausgebildet sind.
Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Versteifungsring (4) und/oder der Stützring (10) aus einem metallischen Werkstoff bestehen.
Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Versteifungsring (4) und/oder der Stützring (10) aus einem polymeren Werkstoff bestehen.
Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Axialschenkel (6) radial außenseitig von einer Ringwendelfeder (13) umschlossen ist, zur Erhöhung des Anpressdrucks der Dichtlippe (2) auf die Oberfläche (14) des abzudichtenden Maschinenelements (15).
Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Axialschenkel (5) und/oder der Radialschenkel (7) und/oder der Stützring (10) auf den einander zugewandten Seiten (16, 17, 18) eine reibungsverringernde Oberflächenbeschichtung (19) aufweisen.
Dichtring nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenbeschichtung (19) durch eine PTFE-Folie gebildet ist.
Dichtring nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenbeschichtung (19) durch einen Lack gebildet ist.
Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippe (2) durch zwei einander durchschneidende Kegelflächen (20, 21) gebildet ist und dass der erste Kegelwinkel (22), den die dem abzudichtenden Raum abgewandte erste Kegelfläche (20) mit der Achse (24) des abzudichtenden Maschinenelements (15) begrenzt, höchstens 10° kleiner ist, als der zweite Kegelwinkel (23), den die axial in Richtung des abzudichtenden Raums (3) angeordnete zweite Kegelfläche (21) mit der Achse (24) einschließt.
Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützring (10) als Winkelring ausgebildet ist und einen Radial- (25) und einen Axialflansch (32) aufweist.
Dichtring nach einem der Ansprüche 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kegelfläche (20) auf der dem Radialflansch (25) des Stützrings (10) axial zugewandten Seite einen Stützwulst (26) aufweist, und dass das Verhältnis der Länge (27) der ersten Kegelfläche (20) zur Länge (28) der zweiten Kegelfläche (21) 0,3 bis 0,8 beträgt.
Dichtring nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützwulst (26) einstückig ineinander übergehend und materialeinheitlich mit der Dichtmanschette (1) ausgebildet ist.
Dichtring nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützwulst (26) durch einen separat erzeugten Back-Ring (29) gebildet ist, der kraft- und/oder formschlüssig mit der Dichtmanschette (1) verbunden ist.
Dichtring nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützwulst (26) durch einen separat erzeugten Backring (29) gebildet ist, der ungehaftet zwischen der Dichtmanschette (1) und dem Stützring (10) angeordnet ist.
Dichtring nach einem der Ansprüche 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Back-Ring (29) aus einem PTFE-Compound besteht.
Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippe (2), im herstellungsbedingten Zustand des Dichtrings, mit der Oberfläche (14) des abzudichtenden Maschinenelements (15), im längsseitigen Halbschnitt des Dichtrings betrachtet, eine Überdeckung (30) aufweist, die kleiner ist, als der dem radialen Abstand (11) entsprechende radiale Federweg (31) des äußeren Axialschenkels (5) zwischen dessen Außenumfangsfläche (8) und dem radial außen benachbart angrenzenden Axialflansch (32) des Stützrings (10).
Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützring (10) einen Bestandteil eines Gehäuseverschlussdeckels (33) bildet.
Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützring (10) mit einer Schutzlippe (42) verbunden ist, die auf der der Dichtlippe (2) axial abgewandten Seite des Radialflanschs (25) angeordnet ist und die Oberfläche (14) des abzudichtenden Maschinenelements (15) dichtend umschließt.
Dichtungsanordnung, umfassend einen ersten Dichtring gemäß einem der Ansprüche 1 bis 27, mit einer ersten Dichtmanschette (1.1) aus elastomeren Werkstoff, mit zumindest einer Dichtlippe (2.1) zur Abdichtung eines abzudichtenden ersten Raums (3.1), wobei die erste Dichtmanschette (1.1) mit einem ersten Stützring (10.1) aus zähhartem Werkstoff verbunden ist, wobei der erste Stützring (10.1) einen ersten Radial- (25.1) und einen ersten Axialflansch (32.1) aufweist, und einen zweiten Dichtring gemäß einem der Ansprüche 1 bis 25, mit einer zweiten Dichtmanschette (1.2) aus elastomerem Werkstoff mit zumindest einer zweiten Dichtlippe (2.2) zur Abdichtung eines abzudichtenden zweiten Raums (3.2), der dem ersten Raum (3.1) axial benachbart zugeordnet ist, wobei die zweite Dichtmanschette (1.2) mit einem zweiten Stützring (10.2) aus zähhartem Werkstoff verbunden ist, wobei der zweite Stützring (10.2) einen zweiten Radial- (25.2) und einen zweiten Axialflansch (32.2) aufweist und wobei der erste Dichtring und der zweite Dichtring zu einer vormontierbaren Einheit (40) verbunden sind.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Dichtring spiegelbildlich zu einer gedachten Radialebene (41) angeordnet sind.
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, dass der erste (10.1) und der zweite Stützring (10.2) einen gemeinsamen Radialflansch (25) aufweisen und einstückig und materialeinheitlich ausgebildet sind.
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 28 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Radialflansche (25.1, 25.2) relativ unverdrehbar miteinander verbunden sind.
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 28 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Dichtmanschetten (1.1, 1.2), im Längsschnitt der Dichtungsanordnung betrachtet, im Wesentlichen C-förmig ausgebildet ist und axial in Richtung des jeweils abzudichtenden Raums (3.1, 3.2) offen ist, mit jeweils einem radial äußeren (5.1, 5.2) und jeweils einem radial inneren Axialschenkel (6.1, 6.2), wobei die Axialschenkel (5.1, 5.2, 6.1, 6.2) auf der dem jeweils abzudichtenden Raum (3.1, 3.2) axial abgewandten Seite durch jeweils einen Radialschenkel (7.1, 7.2) verbunden sind, dass der äußere Axialschenkel (5.1, 5.2) einer jeden Dichtmanschette (1.1, 1.2) nur auf der dem jeweils abzudichtenden Raum (3.1, 3.2) axial zugewandten Seite mit dem freien Ende des jeweiligen Axialflanschs (32., 32.2) des entsprechenden Stützrings (10.1, 10.2) verbunden ist und dass die jeweilige Außenumfangsfläche (8.1, 8.2) des jeweils äußeren Axialschenkels (5.1, 5.2) und die dem jeweils abzudichtenden Raum (3.1, 3.2) axial abgewandte Stirnseite (9.1, 9.2) des jeweiligen Radialschenkels (7.1, 7.2) dem jeweiligen Stützring (10.2, 10.2) ungehaftet zugeordnet sind.
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 28 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützringe (10.1, 10.2) jeweils einen Radialflansch (25.1, 25.2) umfassen, wobei die Radialflansche (25.1, 25.2) der Oberfläche (14) des abzudichtenden Maschinenelements (15) jeweils unter Bildung eines Radialspalts (38.1, 38.2) mit nur sehr geringem Abstand benachbart zugeordnet sind.
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 28 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Weite der Radialspalte (38.1, 38.2) 0,01 bis 0,2 mm beträgt.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Weite der Radialspalte (38.1, 38.2) 0,03 bis 0,08 mm beträgt.
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 28 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Außenumfangsfläche (8.1, 8.2) und die jeweilige Stirnseite (9.1, 9.2) dem jeweiligen Stützring (10.1, 10.2) jeweils mit Abstand benachbart zugeordnet und an diesen anlegbar ist.
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 28 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Außenunfangsfläche (8.1, 8.2) den jeweiligen Stützring (10.1, 10.2) anliegend berührt und dass nur die jeweilige Stirnseite (9.1, 9.2) dem jeweiligen Stützring (10.1, 10.2) mit Abstand (12.1, 12.2) benachbart zugeordnet und an diesen anlegbar ist.
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 28 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützringe (10.1, 10.2) aus einem metallischen Werkstoff bestehen.
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 28 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützringe (10.1, 10.2) aus einem polymeren Werkstoff bestehen.
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 28 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweils innere Axialschenkel (6.1, 6.2) radial außenseitig von einer Ringwendelfeder (13.1, 13.2) umschlossen ist, zur Erhöhung des Anpressdrucks der jeweiligen Dichtlippe (2.1, 2.2) auf die Oberfläche (14) des abzudichtenden Maschinenelements (15).
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 28 bis 40, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren Axialschenkel (5.1, 5.2) und/oder die Radialschenkel (7.1, 7.2) und/oder die Stützringe (10.1, 10.2) auf den einander zugewandten Seiten (16.1, 17.1, 18.1; 16.2, 17.2, 18.2) eine reibungsverringernde Oberflächenbeschichtung (19.1, 19.2) aufweisen.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenbeschichtung (19.1, 19.2) durch eine PTFE-Folie gebildet ist.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenbeschichtung (19.1, 19.2) durch einen Lack gebildet ist.
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 28 bis 43, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Dichtlippen (2.1, 2.2) durch zwei einander durchschneidende Kegelfächen (20.1, 20.2; 21.1, 21.2) gebildet ist und dass der erste Kegelwinkel (22.1, 22.2), den die dem jeweils abzudichtenden Raum (3.1, 3.2) abgewandte erste Kegelfläche (20.1, 20.2) mit der Achse (24) des abzudichtenden Maschinenelements (15) begrenzt, höchstens 10% kleiner ist als der zweite Kegelwinkel (23.1, 23.2), den die axial in Richtung des jeweils abzudichtenden Raums (3.1, 3.2) angeordnete zweite Kegelfläche (21.1, 21.2) mit der Achse (24) einschließt.
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 28 bis 44, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützringe (10.1, 10.2) jeweils als Winkelring ausgebildet sind und einen Radial- (25.1, 25.2) und einen Axialschenkel (32.1, 32.2) aufweisen.
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 28 bis 45, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Dichtlippe (2.1, 2.2), im herstellungsbedingten Zustand des jeweiligen Dichtrings, mit der Oberfläche (14) des abzudichtenden Maschinenelements (15), im längsseitigen Halbschnitt des Dichtrings betrachtet, eine Überdeckung (30.1, 30.2) aufweist, die kleiner ist, als der dem jeweiligen radialen Abstand (11.1, 11.2) entsprechende radiale Federweg (31.1, 31.2) des jeweils äußeren Axialschenkels (5.1, 5.2) zwischen dessen Außenumfangsfläche (8.1, 8.2) und dem radial außen benachbart angrenzenden Axialflansch (32.1, 32.2) des jeweiligen Stützrings (10.1, 10.2).