DE10313162B4

DE10313162B4 - Dichtring

Info

Publication number: DE10313162B4
Application number: DE10313162A
Authority: DE
Inventors: Hermann Kern; Dieter Meister; Joachim Reichert; Kai-Uwe Rettenmeier; Thomas Schwarz
Original assignee: Kaco GmbH and Co KG
Current assignee: Kaco GmbH and Co KG
Priority date: 2003-03-25
Filing date: 2003-03-25
Publication date: 2013-02-28
Anticipated expiration: 2023-03-26
Also published as: DE10313162A1; US20040227304A1; FR2853039B1; FR2853039A1

Abstract

Dichtring mit einem Stützkörper und einer Dichtlippe, die an einem abzudichtenden Maschinenteil anliegt und an ihrer Auflageseite eine Rückfördereinrichtung für das abzudichtende Medium auf der Mediumseite aufweist, wobei die Rückfördereinrichtung als Wechseldrallstruktur ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchtrittsöffnung (3) der Dichtlippe (13) zur Luftseite hin zeigt, dass die Wechseldrallstruktur durch in Richtung auf die Mediumseite (14) sich öffnende bogen- und keilförmige Strukturen (27) gebildet ist, die über den Umfang der Dichtkante (23) gleichmäßig angeordnet sind und in Richtung auf die Mediumsseite (14) divergierende Abschnitte (28, 29) aufweisen, dass der Scheitel (30) der bogen- und keilförmigen Strukturen (27) einen geschlossenen Ring (31) berührt, der die Durchtrittsöffnung (32) der Dichtlippe (13) umschließt, und dass der Scheitel (30) Abstand von der Dichtkante (23) hat.

Description

Die Erfindung betrifft einen Dichtring nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Es sind Dichtringe bekannt, bei denen die Dichtlippe durch einen radial inneren, in Richtung auf die Luftseite abgebogenen Teil einer aus Polytetrafluorethylen bestehenden Dichtscheibe gebildet wird. Die Rückfördereinrichtung, mit der aus der Mediumsseite unter die Dichtlippe gelangendes Medium zurückgefördert wird, ist als Spirale ausgebildet. Der Dichtring kann somit nur in einer Drehrichtung betrieben werden.
Die gattungsgemäße Dichtung ( DE 25 53 290 A1 ) hat eine Dichtlippe, die mit der als Wechseldrallstruktur ausgebildeten Rückfördereinrichtung versehen ist. Die Dichtlippe ist gegen die Mediumseite gerichtet. Die Rückfördereinrichtung wird durch Kreise gebildet, deren Mittelpunkte auf einem Kreis liegen, dessen Mittelpunkt in der Achse des Dichtelementes liegt. Die Herstellung einer solchen Rückfördereinrichtung ist aufwändig, da die Kreise so angeordnet sein müssen, dass sie die Dichtkante tangential berühren. Ungenauigkeiten bei der Fertigung der Rückfördereinrichtung führen zu einer Beeinträchtigung der Dichtwirkung des Dichtringes.
Es ist auch ein Dichtring bekannt ( DE 22 06 461 A ), der eine Rückfördereinrichtung mit einer zickzack- oder sinusförmigen Struktur hat.
Aus der auf eine Anmeldung mit älterem Zeitrang zurückgehenden DE 101 54 789 A1 ist eine Rückfördereinrichtung bekannt, die eine wellenförmige, über den Umfang der Dichtlippe sich erstreckende Struktur hat.
Aus der DE 20 21 382 A und der DE 37 39 403 A1 sind kreuzende bzw. kreisförmige Strukturen der Rückfördereinrichtung bekannt.
Der Dichtring nach der DE 197 40 821 A hat keine Rückfördereinrichtung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den gattungsgemäßen Dichtring so auszubilden, dass er einfach hergestellt werden kann und gewährleistet, dass das Medium zuverlässig zur Mediumsseite zurückgefördert wird.
Diese Aufgabe wird beim gattungsgemäßen Dichtring erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Beim erfindungsgemäßen Dichtring wird die Wechselstruktur durch die in Richtung auf die Mediumsseite sich öffnenden bogen- und keilförmigen Strukturen gebildet. Sie sind über den Umfang der Dichtlippe gleichmäßig verteilt angeordnet und haben die in Richtung auf die Mediumsseite divergierenden Abschnitte. Diese Strukturen lassen sich einfach herstellen, insbesondere da sie Abstand von der Dichtkante haben. Sie wird dadurch bei der Herstellung der Rückfördereinrichtung nicht beeinträchtigt. Insbesondere müssen die Strukturen nicht sehr genau in Bezug auf die Dichtkante an der Dichtlippe angebracht werden. Da die Strukturen die in Richtung auf die Mediumsseite divergierenden Abschnitte haben, wird das Medium zuverlässig in Richtung auf die Mediumsseite zurückgefördert. Die Bogenabschnitte der Strukturen lenken das Medium zuverlässig zurück. Aufgrund der Wechseldrallausbildung wird das Medium zunächst in Richtung auf die Dichtkante und anschließend wieder von der Dichtkante zurück zur Mediumsseite gefördert.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.
Die Erfindung wird anhand einer in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform näher erläutert. Es zeigen
1 im Axialschnitt eine Hälfte eines erfindungsgemäßen Dichtringes,
2 die Struktur einer Rückfördereinrichtung des Dichtringes gemäß 1.
Der Dichtring ist im Ausführungsbeispiel als Radialwellendichtring ausgebildet und hat einen napfförmigen Stützkörper 1, der aus Metall oder einem harten Kunststoff bestehen kann. Der Stützkörper 1 weist einen radial verlaufenden Boden 2 auf, der eine zentrale Öffnung 3 für den Durchtritt einer abzudichtenden Welle 4 hat. Der Boden 2 geht in einen koaxial zur Welle 4 liegenden Mantel 5 über, der aus einem radial äußeren Mantelabschnitt 5a und einem abgesetzten, radial inneren Mantelabschnitt 5b besteht. Die beiden Mantelabschnitte 5a, 5b gehen ineinander über. Der radial innen liegende Mantelabschnitt 5b ist auf seiner Außenseite von einer Ummantelung 6 umgeben, die aus elastomerem Material besteht. Sie erstreckt sich über die Außenseite des Bodens 2 und kann auch dessen Stirnseite 7 bedecken, die die Durchtrittsöffnung 3 begrenzt. Im Bereich des Mantelabschnittes 5b ist die Ummantelung 6 außenseitig mit einem Wellenprofil 8 versehen. In der Einbaulage wird dieses Wellenprofil 8 elastisch verformt, so dass der Wellendichtring einwandfrei abgedichtet an der Innenwand des Einbauraumes anliegt. Mit dem radial außen liegenden Mantelabschnitt 5a sitzt der Wellendichtring mit Presssitz im Einbauraum, während der den Mantelabschnitt 5b umgebende Teil der Ummantelung 6 eine statische Dichtung bildet.
Der den Boden 2 des Stützkörpers 1 außenseitig bedeckende Teil der Ummantelung 6 hat eine Stufe 9, die einen dickeren Ummantelungsabschnitt von einem dünneren Ummantelungsabschnitt 10 trennt. Auf dem dünneren Ummantelungsabschnitt 10 ist ein radial verlaufender Teil einer Dichtscheibe 11 befestigt, die aus Polyfluorcarbon, vorzugsweise aus Polytetrafluorethylen, aus Elastomer oder aus elastomermodifiziertem PTFE (EMP) besteht. Die Dichtscheibe 11 wird in bekannter Weise mit dem Stützkörper verbunden, vorzugsweise durch eine Plasmabehandlung. Das radial innen liegende Ende der Dichtscheibe 11 ist zur Luftseite 12 hin elastisch gebogen und bildet den dynamischen Dichtteil 13.
Der Dichtteil 13 verhindert, dass Öl von der Ölseite 14 unter dem Dichtteil 13 hindurch zur Luftseite 12 gelangt. Um unter den Dichtteil 13 gelangendes Öl wieder zur Ölseite 14 zurückzufördern, ist der Dichtteil auf seiner der Welle 4 zugewandten Seite mit einer Rückfördereinrichtung 15 versehen. Wie anhand der 2 noch erläutert werden wird, ist die Rückfördereinrichtung 15 als Wechseldrallstruktur ausgebildet, mit der das unter den Dichtteil 13 gelangende Medium zuverlässig zurück zur Ölseite 14 gefördert wird.
Die Rückfördereinrichtung 15 gemäß 2 ist als halbmondförmiger Drall ausgebildet. Der Dichtteil 13 ist auf seiner der Welle 4 zugewandten Seite mit über den Umfang verteilt angeordneten Bögen 27 versehen, die jeweils gerade Abschnitte 28, 29 aufweisen, die über einen Bogenabschnitt 30 ineinander übergehen. Die geraden Abschnitte 28, 29 verlaufen in Richtung auf die Ölseite 14 divergierend und schließen beispielhaft einen stumpfen Winkel miteinander ein.
Die Bogenabschnitte 30 der Bögen 27 liegen tangential zu einem geschlossenen Ring 31 um die Achse 17 des Dichtteiles 13. Dieser Ring 31 umschließt eine Durchtrittsöffnung 32 für die Welle 4.
Die Bögen 27 sind gleichmäßig über den Umfang des Dichtteiles 13 versetzt zueinander angeordnet. Ihre geraden Strukturen 28, 29 können einander schneiden oder Abstand zueinander haben. Aufgrund der divergierend radial nach außen verlaufenden Abschnitte 28, 29 wird auch bei dieser Ausführungsform ein Wechseldrall gebildet.
In 2 ist beispielhaft der Weg des Mediums eingezeichnet, das von der Ölseite 14 aus unter den Dichtteil 13 gelangt. Dieses Medium wandert bei der angenommenen Drehrichtung der Welle 4 entgegen dem Uhrzeigersinn längs des Abschnittes 28 nach innen und gelangt in den Bogenabschnitt 30. Er bildet einen Scheitelpunkt des Bogens 27. Mit dem Bogenabschnitt 30 wird das Medium in den Abschnitt 29 geleitet, der das Medium von der Dichtkante 23 weg zur Ölseite 14 fördert.
Die Dichtkante 23 am Ende des Dichtteiles 13 wird durch einen geschlossenen Ring gebildet, an den die Drallgeometrie in Richtung auf die Ölseite 14 anschließt. Bei der Ausführungsform nach 2 befindet sich der Scheitel der jeweiligen Struktur am geschlossenen Ring. Die halbmondförmige Drallausbildung gemäß 2 ist so auf dem Dichtteil 13 vorgesehen, dass sie sich in Richtung auf die Ölseite 14 öffnet.
Der Scheitel 30 befindet sich in demjenigen Bereich des Dichtteiles 13, der auf der Welle 4 aufliegt.
Bei der beschriebenen Ausführungsform erstreckt sich die Rückfördereinrichtung 15 bis an oder bis nahe an die Dichtkante 23. Dadurch wird erreicht, dass das als Dichtlippe ausgebildete Dichtteil 13 ständig mit neuem Medium gespült wird, so dass die Gefahr einer Ölkohlebildung vermieden oder zumindest erheblich verringert wird. Die Bögen bzw. Schenkel der Rückfördereinrichtung 15 sind so flach ausgebildet, dass das Medium zuverlässig von der Dichtkante 23 weg zur Ölseite gefördert wird. Eine Leckage wird auf diese Weise zuverlässig verhindert.
Die Rückfördereinrichtung lässt sich an der zur Luftseite 12 hin abgebogenen Dichtlippe 13 einfach anbringen. Die Dichtkante 23 kann durch einen geschlossenen Ring am Ende des Dichtteiles 13 gebildet sein. Die Rückfördereinrichtung 15 ist in demjenigen Bereich des Dichtteiles 13 vorgesehen, mit dem der Dichtteil 13 auf der Welle 4 aufliegt.
Die Drallstruktur der Rückfördereinrichtung 15 kann nicht nur durch Vertiefungen im Dichtteil 13 gebildet sein, sondern auch durch entsprechende Erhöhungen.
Zumindest der Dichtteil 13 kann außer aus Polyfluorcarbon, insbesondere Polytetrafluorethylen, auch aus einem Elastomer oder aus elastomermodifiziertem PTFE (EMP) hergestellt werden.

Claims

Dichtring mit einem Stützkörper und einer Dichtlippe, die an einem abzudichtenden Maschinenteil anliegt und an ihrer Auflageseite eine Rückfördereinrichtung für das abzudichtende Medium auf der Mediumseite aufweist, wobei die Rückfördereinrichtung als Wechseldrallstruktur ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchtrittsöffnung (3) der Dichtlippe (13) zur Luftseite hin zeigt, dass die Wechseldrallstruktur durch in Richtung auf die Mediumseite (14) sich öffnende bogen- und keilförmige Strukturen (27) gebildet ist, die über den Umfang der Dichtkante (23) gleichmäßig angeordnet sind und in Richtung auf die Mediumsseite (14) divergierende Abschnitte (28, 29) aufweisen, dass der Scheitel (30) der bogen- und keilförmigen Strukturen (27) einen geschlossenen Ring (31) berührt, der die Durchtrittsöffnung (32) der Dichtlippe (13) umschließt, und dass der Scheitel (30) Abstand von der Dichtkante (23) hat.
Dichtring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die geraden Strukturen (28, 29) benachbarter Strukturen (27) einander schneiden.
Dichtring nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, dass die geraden Strukturen (28, 29) benachbarter Strukturen (27) Abstand voneinander haben.
Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturen (28, 29) gerade verlaufen.
Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippe (13) Teil einer Dichtscheibe (11) ist, die aus Polyfluorcarbon besteht.
Dichtring nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtscheibe (11) aus Polytetrafluorethylen besteht.
Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippe (13) Teil einer Dichtscheibe (11) ist, die aus einem Elastomer besteht.
Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippe (13) Teil einer Dichtscheibe (11) ist, die aus einem elastomermodifizierten PTFE (EMB) besteht.
Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechseldrallstruktur durch Vertiefungen der Dichtlippe (13) gebildet ist.
Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechseldrallstruktur durch Erhabenheiten der Dichtlippe (13) gebildet ist.