DE10353304A1

DE10353304A1 - Dichtring, insbesondere Radialwellendichtring

Info

Publication number: DE10353304A1
Application number: DE10353304A
Authority: DE
Inventors: Klaus-Jürgen Uhrner
Original assignee: Kaco GmbH and Co KG
Current assignee: Kaco GmbH and Co KG
Priority date: 2003-11-10
Filing date: 2003-11-10
Publication date: 2005-06-09
Also published as: US20050098959A1; US7172201B2

Abstract

Der Dichtring hat einen an einem ersten ruhenden Maschinenteil vorgesehenen Befestigungsteil einer Dichtscheibe und einen einem zweiten bewegbaren Maschinenteil zugeordneten ersten Dichtteil der Dichtscheibe, der sich in Richtung auf eine Atmosphären- oder Mediumsseite erstreckt. DOLLAR A Um den Dichtring so auszubilden, dass die Dichtlippe einerseits bei Druckbelastung nicht vom drehenden Maschinenteil abhebt, dass aber andererseits bei drucklosem Betrieb keine erhöhte Reibung zwischen der Dichtlippe und dem drehenden Maschinenteil auftritt, schließt an den ersten Dichtteil ein zweiter Dichtteil an, der sich entgegengesetzt zum ersten Dichtteil erstreckt und unter Radialkraft am zweiten Maschinenteil anliegt. Dadurch wird der zweite Dichtteil durch den auf ihn wirkenden Druck sowie gegebenenfalls einen Überdruck des von der Mediumsseite in den Bereich zwischen die Dichtteile eindringenden Mediums druckbeaufschlagt. Diese zusätzliche Anpresskraft verhindert, dass der zweite Dichtteil bei einem Überdruck unbeabsichtigt vom bewegbaren Maschinenteil abhebt. DOLLAR A Der Dichtring eignet sich insbesondere als Radialwellendichtring zur Abdichtung einer Welle eines Aggregates oder eines Moduls.

Description

Die Erfindung betrifft einen Dichtring, insbesondere einen Radialwellendichtring nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Es sind Radialwellendichtringe bekannt, bei denen das dynamische Dichtteil durch eine Ringscheibe aus Polytetrafluorethylen gebildet ist. Sie ist im eingebauten Zustand des Dichtringes in Richtung auf die Luftseite vorgewölbt und liegt mit einer Dichtlippe am drehbaren Maschinenteil, in der Regel einer Welle, an. Die Bauhöhe dieses bekannten Dichtringes ist relativ klein. Ferner kann wegen der gegen die Luftseite des Dichtringes gerichteten Dichtlippe auf eine gesonderte Schutz- oder Staublippe verzichtet werden. Bei diesem bekannten Dichtring besteht jedoch die Gefahr, daß bereits bei geringem Überdruck von der Ölseite aus die Dichtlippe von der Welle abhebt und damit undicht wird. Das bedeutet zum Beispiel, daß bei Motoren übliche Dichtheitsprüfungen, die mit lediglich 0,3 bar Überdruck durchgeführt werden, nicht ohne weitere Maßnahmen, durch die die Dichtstelle während des Tests abgedeckt wird, durchgeführt werden kann, weil sonst die Dichtlippe abhebt und damit Leckage verursacht. Wollte man einen solchen Dichtring auch für Druckbelastung einsetzbar machen, so müßte man die die Dichtlippe an die Welle dichtend anpressende Radialkraft so weit erhöhen, daß der Betriebs- oder Prüfdruck die Dichtlippe nicht öffnet. Dies hätte aber zur Folge, daß sich während des im allgemeinen drucklosen Betriebs durch die erhöhte Radialkraft die Reibung zwischen der Dichtlippe und der Welle erhöht und damit auch der Verschleiß an der Dichtlippe und der Welle. Weiter würde eine erhöhte Reibung auch zu einer Erhöhung der Temperatur im Dichtspalt zwischen Welle und Dichtlippe führen, was das Risiko einer sogenannten Ölkohlebildung und damit eines frühzeitigen Ausfalls des Dichtringes wesentlich erhöhen würde. Bei einem solchen Dichtring ist allerdings von Vorteil, daß beim Aufschieben auf die Welle bzw. beim Einführen der Welle in den Dichtring die Dichtscheibe aufbiegt, weil sie in der Einbaulage in die Montagerichtung gewölbt ist. Ferner ist es möglich, daß die auf die Welle aufgeschobene Dichtlippe auf eventuelle Montagefehler überprüft werden kann, weil sie nicht nach innen, sondern nach außen gerichtet ist.
Bei einem ähnlichen Dichtring ist die Dichtlippe in entgegengesetzte Richtung, also entgegen Montagerichtung der Welle vorgewölbt. Um ein Umstülpen und eine Beschädigung der Dichtscheibe zu verhindern, muß bei diesem Dichtring zur Montage auf die Welle eine Montagehülse eingesetzt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den gattungsgemäßen Dichtring so auszubilden, daß die Dichtlippe einerseits bei Druckbelastung nicht vom drehenden Maschinenteil abhebt, daß aber andererseits bei drucklosem Betrieb keine erhöhte Reibung zwischen der Dichtlippe und dem drehenden Maschinenteil auftritt.

Diese Aufgabe wird bei einem Dichtring der gattungsbildenden Art erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Infolge der erfindungsgemäßen Ausbildung wird der zweite Dichtteil durch den auf ihn wirkenden Druck sowie gegebenenfalls einen Überdruck des von der Mediumsseite in den Bereich zwischen die Dichtteile eindringenden Mediums druckbeaufschlagt. Durch diese zusätzliche Anpreßkraft wird verhindert, daß der zweite Dichtteil bei einem Überdruck, wie er beispielsweise bei der Dichtheitsprüfung oder dergleichen auftritt, unbeabsichtigt vom bewegbaren Maschinenteil abhebt und es so zu einer Undichtheit kommt.

Ferner wird bei drucklosem Betrieb verhindert, daß es durch eine übermäßige Reibung zwischen dem zweiten Dichtteil und dem drehenden Maschinenteil zu einem frühzeitigen Verschleiß dieser Teile kommen kann. Vorteilhaft ist ferner, daß der erfindungsgemäße Dichtring nur eine geringe Bauhöhe hat und keine zusätzliche Schutzlippe erforderlich ist, da der zweite Dichtteil sowohl zur Mediums- als auch Atmosphärenseite mit einer Clichtkante ausgebildet werden kann. Da der zweite Dichtteil zur Mediumsseite weist, kann der Dichtring auch einfach, ohne Hilfe einer Montagehülse, montiert werden. Die Erfindung macht sich zunutze, daß der gegen die Mediumsseite, also gegen den abzudichtenden Raum gerichtete weitere Dichtteil vom auftretenden Druck an das drehende Maschinenteil, vorzugsweise eine Welle, angepreßt und nicht von der Welle abgehoben wird. Mit wachsendem Druck wird die Anpressung des zweiten Dichtteiles an die Welle sogar verstärkt.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand mehrerer in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigt:
1 im Axialschnitt eine Hälfte eines erfindungsgemäßen Dichtringes,
2 bis 15 jeweils eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Dichtringes in einer Darstellung entsprechend 1,
16 den Dichtring nach 15 mit einem Einpreß- bzw. Montagewerkzeug, das unter Zwischenlage einer Auflage am Dichtring anliegt,
17 eine Darstellung entsprechend 16 ohne die Auflage für das Werkzeug,
18 den Dichtring nach 15 beim Aufschieben auf eine Welle,
19 einen weiteren erfindungsgemäßen Dichtring in einer Darstellung gemäß 1, jedoch mit unverformter Dichtscheibe,
20 den Dichtring nach 19 in montierter Lage,
21 eine Staublippe des Dichtringes gemäß 20 in vergrößerter Darstellung,
22 einen weiteren erfindungsgemäßen Dichtring in einer Darstellung gemäß 19,
23 die Dichtscheibe des Dichtringes nach 2 mit verschiedenen Verformungsstufen zur Bildung einer zweiten Dichtlippe,
24 eine Dichtscheibe, bei der die zweite Dichtlippe durch Abtragen mittels eines Schälwerkes hergestellt wird.
Der in 1 dargestellte Dichtring ist ein Radialwellendichtring, der eine Welle 4 abdichtet. Sie ragt durch eine zentrale Öffnung eines Gehäuses 23 eines (nicht dargestellten) feststehenden Maschinenteiles, wie eines Aggregates oder Moduls. In eine Aufnahme 24 des Gehäuses 23 ist der Dichtring mit einem topfförmigen Dichtungsgehäuse 5 eingesetzt. Am Dichtungsgehäuse ist eine Dichtscheibe 1 angeordnet. Sie besteht vorzugsweise aus Polyfluorcarbon, insbesondere Polytetrafluorethylen. Sie kann selbstverständlich auch aus einem anderen Werkstoff hergestellt sein. Die Dichtscheibe 1 hat einen radialen äußeren Dichtabschnitt, der ein Befestigungsteil 13 bildet, mit dem die Dichtscheibe 1 mit dem Dichtungsgehäuse 5 verbunden ist. Der radial innere Ringabschnitt der Dichtscheibe 1 wird elastisch verformt und bildet dann einen Dichtteil 6, 7 mit dem die Dichtscheibe gegen die Welle 4 abdichtet. Der Befestigungsteil 13 ist durch einen radial verlaufenden äußeren Abschnitt gebildet, der in montierter Lage des Dichtringes etwa rechtwinklig in eine axial zur Luftseite 2 sich erstreckende erste Dichtlippe 6 des Dichtteiles 6, 7 übergeht. Sie geht in eine parallel zu ihr verlaufende und zur Mediums- bzw. Ölseite 3 weisende zweite Dichtlippe 7 über. Sie umschließt die Welle 4 dichtend. Die Lippe 7 ist gleich lang, sie kann aber auch etwas kürzer als die Lippe 6 sein und weist eine Dichtkante 8 auf, mit der sie gegen die Ölseite 3 abdichtet. Die Dichtkante 8 ist durch eine radial innere Kante einer radial verlaufenden freien Stirnfläche 17 der zweiten Dichtlippe 7 gebildet.
Wie insbesondere 23 zeigt, wird die zweite Dichtlippe 7 vorteilhaft durch Roulieren in einem Arbeitsgang hergestellt. Der Übergangsabschnitt 35 zwischen den Dichtlippen 6 und 7 kann abgerundet (1) oder kantig (23) ausgebildet sein. Die zweite Dichtlippe 7 kann aber auch, wie 24 zeigt, durch Abtragen eines Teiles der Dichtscheibe 1 hergestellt werden. Mit einem Schälwerkzeug wird die Dichtscheibe 1 von einem Ende her so weit abgetragen, daß der Befestigungsteil 13 stehen bleibt. Der restliche, dickere Bereich der Dichtscheibe 1 wird so geschlitzt (gestrichelte Linie in 24), daß die beiden Dichtlippen 6 und 7 entstehen, die durch den Übergangsabschnitt 35 ineinander übergehen. Wie 1 weiter zeigt, ist die Dichtscheibe 1 mit ihrem Befestigungsteil 13 direkt an das Dich tungsgehäuse 5 angeklebt, und zwar an einem axial nach innen versetzten Bodenteil 34. Die erste, gegen die Luftseite 2 gerichtete Dichtlippe 6 liegt nicht direkt, wie die Dichtlippe 7 auf der Welle 4 auf. Zwischen der ersten und der zweiten Dichtlippe 6 und 7 ist am Übergangsabschnitt 35 vorteilhaft mindestens auf einer Seite, im Ausführungsbeispiel auf der Ölseite 3 der Dichtlippe 1 eine konzentrisch umlaufende Rille durch zum Beispiel Prägen angebracht, die als Gelenk 10 zwischen der ersten und zweiten Dichtlippe 6 und 7 wirkt und einen definierten Umlenkpunkt für die zweite Dichtlippe 7 sicherstellt. Die Rille 10 hat vorteilhaft runden Querschnitt.
Gemäß 1 wird bei einem auf der Ölseite 3 herrschenden Überdruck p die zweite Dichtlippe 7 unterstützend gegen die Welle 4 gepreßt, so daß die Dichtlippe bei Überdruck nicht öffnet, sondern mit ihrer Dichtkante 8 fest an der Welle 4 anliegt. In der Einbaulage wird zwischen der ersten und der zweiten Dichtlippe 6 und 7 ein schmaler Ringraum 48 gebildet, der gegen die Luftseite 2 durch den Übergangsabschnitt 35 geschlossen ist und in den das abzudichtende Medium, vorzugsweise Öl, gelangen kann.
Bei dem beschriebenen Dichtring kann zur Abdichtung des Ölraumes 3 sowohl die Dichtkante 8 als auch ein Rückfördergewinde dienen. In diesem Fall weist die Dichtlippe 7 in ihrem die Welle 4 umschließenden Kontaktbereich ein durch beispielsweise Prägen erzeugtes Gewinde auf, das in bekannter Weise Öl, das zwischen die Dichtlippe 7 und die Welle 4 eingedrungen ist, wieder zurück in den Ölraum 3 fördert. Das Öl tritt deshalb nicht als Leckage aus dem abzudichtenden Raum aus. Um einen ausreichend starken Rückfördereffekt zu erzeugen, muß die in Eingriff stehende Gewindelänge des Rückfördergewindes entsprechend lang sein. Je länger das Gewinde ist, desto stärker ist der Rückfördereffekt. Der Dichtring kann so ausgelegt werden, daß entweder die Abdichtung des Ölraumes 3 Priorität hat oder die Schutzwirkung gegen von der Luftseite 2 eindringende Fremdpartikel.
Der Dichtring kann also den unterschiedlichsten Anwendungsfällen und Betriebsbedingungen angepaßt werden.
Ein Ausführungsbeispiel hierfür zeigen die 2 und 3. Der Dichtring gemäß 2 ist im wesentlichen gleich ausgebildet wie der nach 1. Von ihm unterscheidet er sich nur dadurch, daß der Übergangsabschnitt 35 zur ersten Dichtlippe 6 mit einer radial inneren Dichtkante 9 ausgebildet ist. Die Dichtlippe 7 kann aber auch mit einem abgerundeten Übergangsabschnitt ohne sekundäre Dichtkante 9 ausgebildet sein. Die Dichtlippe 7 kann auch kürzer als die Dichtlippe 6 ausgebildet sein. Die Dichtlippe 7 erstreckt sich bis zur ölseitigen Außenseite 37 des Befestigungsteiles 13, so daß sie die Welle 4 über einen relativ langen Abschnitt umschließt. Die primäre Dichtkante 8 ist gegen den Ölraum 3 gerichtet, während die luftseitige Schmutzabdichtung durch die sekundäre Dichtkante 9 gebildet wird.
Bei dem Dichtring nach 3 haben die Dichtkanten 8 und 9 umgekehrte Funktion, da der Dichtring umgekehrt in das Gehäuse 23 eingebaut ist. Der Dichtring unterscheidet sich somit von dem nach 3 lediglich durch seine Lage im runden Maschinenteil, in dem das Dichtungsgehäuse 5 mit der freien Stirnseite 39 seiner Außenwand 38 am radial verlaufenden Boden 24' der Aufnahme 24 anliegt und die erste Dichtlippe 6 zur Ölseite 3 gerichtet ist. Der radiale Boden 34 des Dichtungsgehäuses 5 ist gegen die Luftseite 2 gerichtet. Bei der Ausführungsform nach 3 ist die primäre Dichtkante 8 gegen die Luftseite 2 zur Abwehr von starkem Schmutz gerichtet. Die Abdichtung zum Ölraum 3 geschieht über die sekundäre Dichtkante 9. Zur Verbesserung der Abdichtwirkung ist die sekundäre Dichtkante 9, wie bei der Ausführungsform nach 2, rechtwinklig, scharfkantig oder sogar mit kleinerer lichter Weite ausgebildet als die übrige Kontaktfläche 11 der zweiten Dichtlippe 7, die zur Luftseite gerichtet ist.
Wie die 2 und 3 weiter zeigen, wird in beiden Fällen bei einem vorliegenden Überdruck im Ölraum 3 die Dichtlippe 7 durch einen Überdruck p dichtend an die Welle 4 angepreßt. Beim Dichtring nach 2 kann das Medium in den Ringraum 48 zwischen den beiden Dichtlippen 6 und 7 gelangen und die Dichtlippe 7 gegen die Welle 4 drücken. Beim Dichtring nach 3 wird die Dichtlippe 6 unter dem Überdruck p gegen die Dichtlippe 7 gedrückt, die dadurch gegen die Welle 4 gepreßt wird.
Wie aus den 2 und 3 ebenfalls ersichtlich ist, können die Dichtringe selbst dann eingesetzt werden, wenn sowohl auf der Ölseite 3 als auch auf der Luftseite 2 der Dichtung Überdruck herrscht. Das bedeutet, daß die Dichtung auch zum Trennen von zwei Druckräumen geeignet ist. Der Radialwellendichtring nach 2 ist ohne Rückfördereinrichtung ausgebildet. Die Abdichtung gegen den Ölraum 3 erfolgt durch die primäre Dichtkante 8. Da beim Dichtprinzip „Dichtkante" prinzipbedingt nur sehr wenig als Schmierstoff nutzbares Öl zwischen die zweite Dichtlippe 7 und die Welle 4 eindringt, wird die Dichtlippenlänge DL vorteilhaft deutlich kürzer gehalten als bei einer Dichtungsausführung mit Rückfördereffekt, vergleiche auch 2 und 5.
Wie die 2 und 5 zeigen, ermöglicht die verkürzte Dichtlippenlänge DL einen entsprechend schmalen Dichtring, was zu einer Reduzierung des Einbauraumes und damit zur Kosten- und Gewichtsersparnis am abzudichtenden Aggregat führt.
In 2 ist auch die Pressungsverteilung der zweiten Dichtlippe 7 in Achsrichtung dargestellt. Dieser Pressungsverlauf ergibt sich aus den Rückstellkräften F₁ bis F_n. Stellvertretend sind in 2 die beiden Rückstellkräfte F₁ und F_n dargestellt. Diese Rückstellkräfte entstehen, da die Dichtlippen 6 und 7 aus der ursprünglichen ebenen Dichtscheibe 1 geformt wurden und die Dichtlippen aufgrund eines Memory-Effektes in ihre ebene Ausgangs-Scheibenform zurückkehren wollen. Da die Welle 4 sie hieran hindert, üben die Dichtlippen 6 und 7 eine entsprechende Kraft bzw. Flächenpressung auf die Welle 4 aus. Die Anpreßkraft nimmt von der ölseitigen Dichtkante 8 aus zu und ist an der luftseitigen Dichtkante 9 am höchsten. Durch eine solche Anpreßkraftverteilung ergibt sich eine optimale Abdichtung.
4 zeigt die Situation beim Einführen der Welle 4 in den Dichtring bzw. beim Aufziehen des Dichtringes auf die Welle. Es ist deutlich zu erkennen, daß beim Aufschieben des Dichtringes die Dichtscheibe 1 bzw. ihr Dichtteil 6, 7 in Einführrichtung der Welle 4 aufgebogen wird, so daß ein Umstülpen und eine Beschädigung der Dichtscheibe vermieden sind.
5 zeigt einen Radialwellendichtring, bei dem die Kontaktfläche 11 der zweiten Dichtlippe 7 mit einer Rückfördereinrichtung 12 versehen ist. Sie ist in bekannter Weise in Form eines Gewindes ausgelegt, das beispielsweise durch Prägen in die Dichtlippe 7 eingebracht ist. Das Rückfördergewinde 12 hat die Aufgabe, Öl, das zwischen die Welle 4 und die Kontaktfläche 11 eingedrungen ist, wieder zur Ölseite 3 zurückzufördern, um ein Austreten des Öles auf der Luftseite 2 zu verhindern. Dieses Prinzip hat den Vorteil, daß man eine geringe Menge Öl zwischen die Kontaktfläche 11 und die Welle 4 eindringen lassen kann, um so die Reibung und damit die Dichtspalttemperatur und damit wiederum das Risiko der Ölkohlebildung zu reduzieren. Im übrigen ist der Dichtring gleich ausgebildet wie die Ausführungsform gemäß 2.
Der Dichtring nach 6 unterscheidet sich von dem nach 2 dadurch, daß der Dichtteil 6, 7, 15 eine dritte Dichtlippe 15 aufweist, die ölseitig vor den beiden Dichtlippen 6 und 7 vorgesehen ist. Dadurch sind zwei Dichtteilabschnitte mit unterschiedlichen Dichtprinzipien vorhanden. Die zweite Dichtlippe 7 hat auf ihrer Kontaktfläche keine Rückfördereinrichtung, dafür aber die Dichtkante 8 an ihrem freien Ende. Die Dichtscheibe 1 ist so ausgebildet, daß sie im Betriebszustand des Dichtringes im Bereich zwischen dem Befestigungsteil 13 und der ersten Dichtlippe 6 eine radiale Einschnürung aufweist, derart, daß die lichte Weite der Einschnürung vor Einbau des Dichtringes kleiner ist als der Wellendurchmesser. Dadurch liegt die Einschnürung mit Vorspannung auf der Welle 4 auf. Die Kontaktfläche 14 der Einschnürung bildet die dritte Dichtlippe 15, die der zweiten Dichtlippe 7 vorgeschaltet ist. Die Dichtlippe 15 geht über eine schräg nach außen verlaufende Stufe 40 in die zweite Dichtlippe 6 über. Zwischen dieser und der freien Stirnseite 17 der zweiten Dichtlippe 7 ist ein als Reservoir dienender Zwischenraum 16 gebildet, in den der Ringraum 48 zwischen den beiden Dichtlippen 6 und 7 mündet. Im Ausführungsbeispiel ist die Kontaktfläche 14 mit einem Rückfördergewinde 12 versehen, das Öl, das sich im Zwischenraum 16 angesammelt hat, wieder in den Ölraum 3 zurückfördert. Das Öl im Zwischenraum 16 dient zur Schmierung der Dichtlippe 7, das heißt, zur Reduzierung der Reibung zwischen den Dichtlippen 7 und 15 und der Welle 4 und damit zur Reduzierung der Dichtspalttemperatur und Ölkohlebildung. Die dritte Dichtlippe 15 geht bogenförmig in den Befestigungsteil 13 über, der entsprechend den vorigen Ausführungsbeispielen in einer Radialebene liegt und mit dem die Dichtscheibe 1 am axial nach innen versetzten Abschnitt des Bodens 34 des Dichtungsgehäuses 5 befestigt ist. Wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen ist der radial innere Abschnitt des Bodens 34 so weit axial nach innen abgekröpft, daß die Abkröpfung etwas größer ist als die Dicke des Befestigungsteiles 13.
Es kann aber auch vorteilhaft sein, im Gegensatz zu der in 6 dargestellten Ausführungsform die Kontaktfläche 11 der zweiten Dichtlippe 7 mit einer Fördereinrichtung zu versehen und dafür die Kontaktfläche 14 der dritten Dichtlippe 15 glatt auszubilden. Da bei der dritten Dichtlippe 15 dann zum Ölraum 3 hin sowohl eine Dichtkante als auch eine Förderwirkung fehlt, kann im Betrieb des Dichtringes eine geringe Menge des abzudichtenden Öls zwischen der Welle 4 und der dritten Dichtlippe 15 hindurchwandern und sich im Zwischenraum 16 sammeln. Dieses Öl steht dann als Schmiermittel für die beiden Dichtlippen 7 und 15 zur Verfügung. Da das Öl durch die Fördereinrichtung 12 der zweiten Dichtlippe 7 einerseits als auch durch die dritte Dichtlippe 15 andererseits am Auslaufen aus dem Zwischenraum 16 gehindert wird, steht für die immer wieder im Betrieb des Dichtringes auftretenden Phasen von Mangelschmierung oder sogar Trockenlauf ausreichend Schmiermittel zur Verfügung, was die Lebensdauer des Dichtringes deutlich verlängern kann.
Der Zwischenraum 16 kann vorteilhaft auch mit einem geeigneten Mittel, wie Fett, vor dem Einbau der Dichtung gefüllt werden. Dieses Mittel kann zwei Aufgaben erfüllen. Es wirkt zum einen als Schmiermittel für die beiden Dichtlippen 7, 15, was bei einem Trockenlauf, aber auch während des Starts des Aggregats besonders wichtig sein kann, weil nicht immer eine Versorgung der Dichtung mit Öl in der Anlaufphase gewährleistet ist. Ein in den Zwischenraum 16 eingebrachtes geeignetes Mittel, wie Fett, kann zum anderen eine weitere wichtige Funktion erfüllen. Wie bereits erwähnt, werden Motoren einer Dichtheitsprüfung unterzogen, wobei der Motor von innen unter Luftüberdruck gesetzt wird. Bei den beschriebenen Dichtringen gemäß den 1, 2 und 5 ist es von Vorteil, daß die zweite Dichtlippe 7 bei einem Überdruck an die Welle 4 angepreßt und so ein Abheben der Dichtlippe verhindert wird. Ist jedoch die Kontaktfläche 11 der zweiten Dichtlippe 7 mit einer Fördereinrichtung versehen, so wirkt der Gewindegang dieser Fördereinrichtung als Undichtheitsweg. Der Gewindegang wird deshalb in bekannter Weise mit mindestens einem Stopper, das heißt mit einem Quersteg, an mehreren Stellen ver verschlossen. Da die Stopper den Gewindegang verschließen, hindern sie nicht nur das abzudichtende Medium am Durchtritt, sondern behindern in der Gegenrichtung auch den Pumpeffekt. Ist der Zwischenraum 16 mit Fett gefüllt, so wirkt dieses Fett nicht nur als Schmiermittel, sondern verschließt während des Prüfvorganges auch den Gewindegang der zweiten Dichtlippe 7. Auf Stopper, die die Wirkung reduzieren, kann somit verzichtet werden.
Bei der in 6 dargestellten Ausführungsform kann ebenfalls auf das Anbringen von Stoppern verzichtet werden. Die Kontaktfläche 11 der zweiten Dichtlippe 7 besitzt hierbei kein Fördergewinde, sondern ist glatt ausgebildet, weil die Fördereinrichtung 12 an der dritten Dichtlippe 15 angebracht ist. Dies hat zwei wichtige Vorteile. Zum einen dichtet die vom Prüfüberdruck bei der Motorprüfung an die Welle 4 angepreßte zweite Dichtung 7 einwandfrei ab. Zum anderen dichtet die zweite Dichtlippe 7 aber auch sicher im Stillstand der Welle 4 ab, also wenn die Rückförderwirkung völlig fehlt. Dies ist wichtig, wenn der Ölstand höher ist als die untere Wellenkante, oder falls das betreffende Fahrzeug beispielsweise mit starker Neigung geparkt wird. Diese Ausführungsform verbindet also einen guten Rückfördereffekt mit einer guten Schmierung und einer statischen Dichtheit.
Im Gegensatz zu der in 6 dargestellten Ausführungsform können sowohl die zweite als auch die dritte Dichtlippe 7 und 15 an ihren Kontaktflächen 11 und 14 eine bekannte Fördereinrichtung 12, wie ein Gewinde, besitzen. Die zweifache Anordnung der Fördereinrichtung 12 bietet eine Reihe von Vorteilen. Die beiden Fördergewinde 12 können identisch aber auch unterschiedlich sein. So könnte beispielsweise durch unterschiedliche Steigungen die Förderwirkung der dritten Dichtlippe 15 stärker ausgebildet sein als die der zweiten Dichtlippe 7. Es ist aber auch denkbar, daß die dritte Dichtlippe 15 in Richtung auf den Ölraum 3 und die zweite Dichtlippe 7 in Richtung auf die Luftseite 2 fördert.
Die Aufteilung der Dichtfunktion auf zwei Dichtlippen 7 und 15, wie in 6 dargestellt, hat noch einen weiteren wichtigen Vorteil, nämlich daß die Dichtfunktion dadurch redundant wird. Falls nämlich eine der Dichtlippen 7, 15 undicht wird, kann die andere die Dichtfunktion mit übernehmen.
7 zeigt eine weitere Ausbildung eines Dichtringes, bei dem sich der Zwischenraum 16 nicht zwischen der zweiten Dichtlippe 7 und der dritten Dichtlippe 15 befindet, sondern vorzugsweise durch eine in die zweite Dichtlippe 7 beispielsweise durch Prägen eingebrachte konzentrisch umlaufende Nut 47 gebildet wird. Sie hat einen im Axialschnitt gekrümmt verlaufenden Boden, der radial nach außen gewölbt ist. Die Nut befindet sich etwa in halber Länge der zweiten Dichtlippe 7. Die Kontaktflächenabschnitte 11 der zweiten Dichtlippe 7 vor und hinter dem Zwischenraum 16 können mit einer Fördereinrichtung 12 versehen sein. Dabei kann die Fördereinrichtung der beiden Kontaktflächenabschnitte 11 gleichgerichtet, aber auch gegenläufig sein. Die beiden Kontaktflächenabschnitte 11 können aber auch glatt, das heißt ohne Fördereinrichtung ausgebildet sein. Die beschriebene Ausführungsform hat den Vorteil, daß sie trotz einfachem Aufbau und damit einfacher Herstellung ein Schmiermittelreservoir und wegen der Aufteilung der Kontaktfläche in zwei voneinander unabhängige Abschnitte 11 auch eine gewisse Redundanz besitzt. Der Vorteil des Schmiermittelreservoirs wurde bereits oben beschrieben. Im übrigen ist dieser Dichtring gleich ausgebildet wie der Dichtring nach 5. Die zweite Dichtlippe 7 ist im Ausführungsbeispiel gleich lang; sie kann aber auch etwas länger als die erste Dichtlippe 6 sein, so daß sie ölseitig über den Befestigungsteil 13 axial vorsteht. Die erste Dichtlippe 6 liegt auf der Nut 47 in der zweiten Dichtlippe 7 auf. Der Zwischenraum 16, also das Schmiermittelreservoir, kann aber auch, über den Umfang gesehen, ungleichen Abstand von der Stirnfläche 17 der zweiten Dichtlippe 7 haben, indem die den Zwischenraum 16 bildende Rille beispielsweise nicht konzentrisch, sondern exzentrisch oder wellenförmig wie die Dichtkante 17 in 9 in die die Dichtlippe bildende Dichtscheibe 1 eingebracht wird. Der Vorteil einer solchen Ausführungsform ist, daß das Schmiermittel im Zwischenraum 16 in Achsrichtung über einen größeren Bereich der Wellenoberfläche verteilt und damit die Schmierung der Dichtlippe 7 verbessert wird. Die beiden Kontaktflächenabschnitte 11 können auch unterschiedlich ausgebildet sein. So kann beispielsweise der der Ölseite zugewandte Kontaktflächenabschnitt 11 eine Fördereinrichtung aufweisen, während der andere Kontaktflächenabschnitt 11 glatt ausgebildet ist. Dies hat den Vorteil, daß wie anhand der Ausführungsform nach 6 beschrieben, diese Dichtung durch die Fördereinrichtung im ersten Kontaktflächenabschnitt 11 sowohl dynamisch als auch durch die glatte Ausführung des zweiten Kontaktflächenabschnittes 11 statisch dicht ist und durch das Schmiermittelreservoir 16 geringere Reibung aufweist.
Mißt man die Verteilung der Lippen-Anpreßkraft auf der Welle 4 in Achsrichtung, dann zeigt sich typischerweise, daß bei glatter Kontaktfläche das Maximum der Anpreßkraft zwischen den Endpunkten der Kontaktfläche 11 liegt. Eine hohe Anpreßkraft bedeutet auch eine erhöhte Reibung und damit eine erhöhte Dichtspalttemperatur und damit wiederum ein erhöhtes Risiko für die Ölkohlebildung. Legt man den Zwischenraum 16 an die Stelle des Anpreßkraftmaximums, kann das Risiko der Ölkohlebildung reduziert werden, weil die Spitze der Anpreßkraft entfällt und weil die Schmierung wegen der Reservoirwirkung verbessert wird.
Während die bisher beschriebenen Fördergewinde 12 nur bei einer Drehrichtung der Welle 4 wie gewünscht fördern, ist die in 8 und 9 dargestellte Ausführungsform der zweiten Dichtlippe 7 bei beiden Drehrichtungen gleichermaßen wirksam. Diese Wirkung wird auf einfache Weise erzielt. Die Dichtscheibe 1 ist ursprünglich eine ebene Scheibe mit einem konzentrischen Loch, aus der mit bekannten Verfahren die in den einzelnen Figuren dargestellte Dichtscheibengeometrie hergestellt wird. Bei der Ausführungsform nach den 8 und 9 wird das Loch nicht kreisrund, sondern mit wellenförmiger Umrandung 17, beispielsweise durch Ausstanzen, hergestellt. Ein von der sich drehenden Welle 4 mitgeschleppter Öltropfen 18, der auf den wellenförmigen Rand 41 der zweiten Dichtlippe 7 auftrifft, wird durch die gegen den Ölraum 3 gerichtete Flanke der wellenförmigen Stirnseite 17 wieder in Richtung auf den Ölraum 3 zurückbefördert. Bei symmetrischer Auslegung der Wellenform funktioniert dies in beiden Drehrichtungen gleichermaßen. Die Ausführungsform nach 8 entspricht im übrigen der nach 1.
Die Ausführungsform nach 9 entspricht der nach 6 und weist auch die Vorteile dieses Dichtringes auf. Beim Dichtring gemäß 9 wird das im Zwischenraum 16 angesammelte Schmieröl durch die wellenfömige Stirnseite 17 der zweiten Dichtlippe 7 im Zwischenraum ständig hin- und herbewegt, was zu einer Verbesserung der Schmierung zwischen der Dichtlippe 7 und der Welle 4 beiträgt.
Bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen ergibt sich die Verteilung der lokalen Anpressung der Dichtlippe 7 an die Welle 4, die für die Dichtwirkung entscheidend ist, aus den jeweiligen Rückstellkräften der von der Welle 4 verformten Dichtscheibe 1, sofern keine Kräfte aus dem Umgebungsdruck wirken. Die Ausführungsform nach 10 ähnelt denen nach den 6 und 7. Die dritte Dichtlippe 15 liegt bei diesem Dichtring mit Abstand von der Welle 4, wodurch sie eine zusätzliche Radialkraft F₃ auf die zweite Dichtlippe 7 ausübt. Die Lage des Berührungspunktes zwischen der dritten und der zweiten Dichtlippe 15 und 7 sowie die geometrische Gestaltung der dritten Dichtlippe 15 beeinflussen den Pressungsverlauf und die Höhe der Anpressung der zweiten Dichtlippe 7. Im Ausführungsbeispiel liegt die dritte Dichtlippe 15 am freien Ende der zweiten Dichtlippe 7 an.
Darüber hinaus hat die erste Dichtlippe 6 größeren radialen Abstand von der zweiten Dichtlippe 7, so daß zwischen diesen Dichtlippen ein relativ breiter Ringraum 48 gebildet ist, in den Öl als Schmiermittel eindringen kann, wenn die Anpreßkraft der Dichtlippe 15 bei Überdruck im Ölraum 3 sinkt.
11 zeigt einen Radialwellendichtring, bei dem eine zusätzliche Radialkraft F₄ durch eine ringförmig geschlossene Zugfeder 19 aufgebracht wird. Der Dichtring ist bis auf die Ausbildung der ersten Dichtlippe 6 gleich ausgebildet wie der Dichtring gemäß 8. Die erste Dichtlippe 6 geht mit relativ großem radialen Abstand von der Welle 4 in den Befestigungsteil 13 der Dichtscheibe 1 über. Die Dichtlippe 6 hat etwa in halber axialer Länge eine Ringnut 47, die sich von der Welle 4 nach außen wölbt. Sie dient zur Aufnahme der Feder 19. Nach unten ist die Nut 47 teilweise durch die zweite Dichtlippe 7 verschlossen, die bis in etwa halbe Breite der Nut 47 ragt.
In montierter Lage ist die Feder 19 in der Nut 47 gegen Herabfallen von der Dichtscheibe 1 gesichert. Die Feder 19 wird von der Luftseite 2 aus etwa mit halbem Windungsdurchmesser von der Nut 47 umschlossen und liegt unten an der zweiten Dichtlippe 7 an.
Wie die dritte Dichtlippe 15 in 10, drückt die Zugfeder 19 auf die zweite Dichtlippe 7 und erhöht so lokal die Anpressung der zweiten Dichtlippe 7 auf die Welle 4. Die Nut 47 wird vorteilhaft durch eine Verformung der ersten Dichtlippe 6 gebildet. Die Zugfeder 19 liegt flächig am Boden der Nut 47 an, die auf der vom Befestigungsteil 13 der Dichtscheibe 1 abgewandten Seite des Bodens 34 des Dichtungsgehäuses 5 auf der Luftseite 2 liegt.
12 zeigt einen Dichtring, bei dem die Radialkraft in Richtung zur Ölseite 3 zunimmt. Der Dichtring nach 12 entspricht weitgehend dem nach 5 mit dem Unterschied, daß die zweite Dichtlippe 7 etwas kürzer ist als die gemäß 5, und daß ihre Dicke in Richtung auf die Ölseite 3 vom Übergangsabschnitt 35 aus stetig zunimmt. Der Abschnitt 35 ist wie bei der Ausführungsform nach 5 mit einer Rückfördereinrichtung 12 ausgebildet. Die Dicke der zweiten Dichtlippe 7 kann aber auch zur Ölseite 3 abnehmen. Durch eine solche ungleichförmige Querschnittsgestaltung der Dichtlippe 7 kann verhindert werden, daß die Dichtlippe 7 an ihrem freien Ende bzw. ihrer Stirnseite 17 von der Welle 4 abhebt und so ein Unterwandern des abzudichtenden Mediums erleichtert wird. Die Höhe des zwischen den beiden Dichtlippen 6 und 7 befindlichen Ringraumes 48 nimmt vom Übergangsabschnitt 35 aus stetig ab. Die Dichtlippe 7 kann atmosphärenseitig auch mit einer Dichtkante ausgebildet sein.
13 zeigt einen Radialwellendichtring, der wie bei der Ausführungsform nach 11 eine erste Dichtlippe 6 hat, die in Achsrichtung der Welle 4 im Axialschnitt S-förmig gekrümmt ist und über einen Übergangsabschnitt 35 mit einer luftseitigen Dichtkante 9 in die zweite Dichtlippe 7 übergeht. Die zweite Dichtlippe 7 ist kürzer als die Dichtlippe 6 und reicht bis an die der Welle 4 am nächsten liegende Stelle des an den Befestigungsabschnitt 13 anschließenden ersten S-Abschnittes der Dichtlippe 6, der dort auf der zweiten Dichtlippe 7 aufliegt. Die Dichtlippe 7 kann aber auch gleich lang sein wie die Dichtlippe 6, so daß ihre Stirnseite 17 bis in Höhe der Außenseite 37 des Befestigungsteils 13 des Dichtteiles 1 reicht. Ihre Dicke ist jedoch insgesamt im Vergleich zu den restlichen Bereichen der Dichtscheibe größer. Im Gegensatz zu der Ausführungsform nach 12 ist beim Dichtring nach 13 die Querschnittsdicke in Achsrichtung konstant. Die Höhe und der Verlauf der Radialkraft sind dadurch hauptsächlich von der zweiten Dichtlippe und weniger von den restlichen Bereichen der Dichtscheibe 1 bestimmt. Die S-Form der zweiten Dichtlippe 7 ermöglicht eine gute Beweglichkeit der am luftseitigen Übergangsabschnitt 35 bzw. dem freien Ende der S-Form der ersten Dichtlippe 6 angehängten zweiten Dichtlippe 7. Dadurch kann die trotz ihres erhöhten Querschnittes relativ steife Dichtlippe 7 sehr gut einer exzentrisch gelagerten oder laufenden Welle folgen, ohne daß die Gefahr einer Undichtheit besteht. Die beiden Dichtlippen 6 und 7 begrenzen den umlaufenden Ringraum 48, der etwa teilkreisförmigen Querschnitt hat.
Der Dichtring nach 14 ist im wesentlichen gleich ausgebildet wie der gemäß 2. Die erste und zweite Dichtlippe 6 und 7 verlaufen etwa parallel zueinander, wobei die zweite Dichtlippe 7 eine Rückfördereinrichtung 12 und mindestens eine sekundäre Dichtkante 9 hat. Die Dichtlippe 7 ist etwas kürzer als die nach 2 und weist mit vorzugsweise gleichem axialem Abstand voneinander liegende radiale Ansaugbohrungen 20 auf, die eine Perforierung bilden und die Dichtlippe 7 radial durchsetzen. Die Bohrungen 20 sind über die Länge und den Umfang der Dichtlippe 7 gleichmäßig verteilt angeordnet. Wie insbesondere die Einzelheit A zeigt, schließen die Bohrungen 20 einerseits an den zwischen der ersten Dichtlippe 6 und der zweiten Dichtlippe 7 liegenden Ringraum 48, in dem sich Öl ansammelt oder sich mindestens ein Öl-Luftgemisch befindet, und andererseits an mindestens eine, vorzugsweise der von der Welle 4 am weitesten entfernten Stelle des Umfanges des Gewindeganges der Rückfördereinrichtung 12 an. Die einzelnen Ansaugbohrungen 20 müssen in Umfangsrichtung nicht in einer Axial- bzw. Radialebene liegen.
Durch die starke Förderwirkung der Fördereinrichtung 12 würde ohne die Ansaugbohrungen 20 ein Unterdruck zwischen der Kontaktfläche 11 und der Welle 4 entstehen, der durch Ansaugen von Luft von der Luftseite her einen Druckausgleich bewirken würde. Durch die Ansaugbohrung 20 wird jedoch der Unterdruck durch Ansaugen von Öl bzw. einem Öl-Luftgemisch aus dem Raum 48 zwischen der ersten und der zweiten Dichtlippe 6 und 7 ausgeglichen. Dadurch entsteht die in der Einzelheit A dargestellte Mediumströmung 21, die den Kon taktbereich von der Dichtlippe 7 und der Welle 4 intensiv schmiert und kühlt. Der Dichtring eignet sich wegen seines Schmiersystems speziell für den Einsatz bei hohen Drehzahlen.
Der Dichtring kann auch vorteilhaft bei einem reinen Trockenlauf eingesetzt werden, weil dann Luft als Kühlmittel umgepumpt wird. Besonders bei dieser Ausführungsform ist es vorteilhaft, das Rückfördergewinde 12 mit einem Laser anzubringen, statt es wie üblich zu prägen, weil dann die Ansaugbohrungen 20 und das Rückfördergewinde 12 in einem Arbeitsgang hergestellt werden können.
Bei der Ausführungsform nach 15 ist die Dichtung ähnlich ausgebildet wie die nach 2, jedoch ohne Dichtungsgehäuse. Die Dichtscheibe 1 ist vielmehr direkt am Maschinengehäuse bzw. Maschinenaggregat oder -modul 23 befestigt. Dieses hat im Ausführungsbeispiel einen Aufnahmekonus 24, in dem das Befestigungsteil 13 der Dichtscheibe 1 über eine Klebeverbindung 28 befestigt ist. Die erste und die zweite Dichtlippe 6 und 7 sind wie bei der Dichtung nach 2 gleich lang. Die zweite Dichtung 7 hat eine Primär- und eine Sekundärkante 8 und 9, mit denen sie gegen die Öl- bzw. Luftseite 3 bzw. 2 abdichtet. Der Befestigungsteil 13 ist unter einem spitzen Winkel von etwa 45° zur Dichtlippe 6 geneigt. Auf den Befestigungsteil 13 und die Dichtlippe 6 wirkt eine Rückstellkraft F₄, die aus der Verformung herrührt. Durch die Rückstellkraft F₄ wird der Befestigungsteil 13 gegen den Aufnahmekonus 24 gepreßt, wodurch die Klebeverbindung 28 unterstützt wird. Ferner unterstützt die Rückstellkraft auch das Anpressen der zweiten Dichtlippe 7 an die Welle 4, so daß ein sicherer Halt im Gehäuse 23 und eine einwandfreie Abdichtung der Welle 4 gewährleistet sind.
Wie die 16 bis 18 zeigen, wird die ebene Dichtscheibe 1 mit einem Anpreß- und Zentrierwerkzeug 27 (16), das einen im Querschnitt dreieckförmigen Vorsprung und eine an ihrer Innenseite vor gesehene, im Axialschnitt rechteckförmige Aussparung 33 hat, in ihre Einbaulage gebracht. An der Dichtscheibe 1 wird zunächst, wie in 2 dargestellt, die zweite Dichtlippe 7 durch Rollieren eines Teiles der Dichtscheibe um 180° bis zur Anlage an die erste Dichtlippe 6 gebogen. Die vorgeformte Dichtscheibe wird dann so in das Werkzeug 27 eingesetzt, daß die beiden Dichtlippen 6 und 7 in Höhe der Aufnahme 33 liegen (16). Der nicht rollierte Teil der Dichtscheibe 1, der den Befestigungsteil 13 bildet, befindet sich vor der Stirnseite 29 des Werkzeuges 27. Die Dichtscheibe 1 wird mit dem Werkzeug 27 in Richtung P (18) gegen den Gehäusekonus 24 bewegt, wobei zum Ausgleich von Formabweichungen des Aufnahmekonus zwischen dem Befestigungsteil 13 und der in Richtung P schräg nach unten und vorne geneigten Konusfläche 29 des Werkzeugvorsprunges 27 eine elastische Auflage 31 vorgesehen sein kann (16). Der Befestigungsteil 13 wird fest gegen den Gehäusekonus 24 gepreßt und mittels der Klebeverbindung 28 (15) befestigt. Die Dichtlippen 6 und 7 liegen zunächst außerhalb der Aufnahme 33 des Werkzeuges 27, wenn der Befestigungsteil 26 in den Aufnahmeraum 24 gedrückt wird (18). Danach wird die Welle 4 durch die Gehäuseöffnung 24 in Richtung P' geschoben, wobei sie mit einem konischen Ende auf die zweite, umgebogene Dichtlippe 7 trifft. Beim weiteren Durchschieben der Welle 4 werden die Dichtlippen 6 und 7 radial nach außen in die in den 15 bis 17 dargestellte Dichtstellung elastisch gebogen. Sobald die Dichtung auf diese Weise im Gehäuse 23 und auf der Welle 4 montiert ist, kann das Montagewerkzeug 27 entgegen Richtung P zurückgezogen werden. Das Werkzeug 27 hat eine zentrale Zentrierbohrung 30, deren Durchmesser geringfügig größer ist als der Durchmesser der Welle 4. Dadurch wird die Montage des Dichtringes vereinfacht.
In den 19 bis 21 ist ein weiterer Dichtring dargestellt, bei dem in bekannter Weise zwischen dem Maschinengehäuse 23 und dem Dichtungsgehäuse 5 sowie der Dichtscheibe 1 bzw. ihrem Befesti gungsteil 13 und einem radialen Stützteil 5' des Dichtungsgehäuses 5 eine Ummantelung 43 in bekannter Weise vorgesehen ist. Die Dichtscheibe 1 besteht aus elastomerem Material. Die erste Dichtlippe 6 ist durch einen im Axialschnitt teilkreisförmig in Einführrichtung P' der Welle 4 gebogenen Endabschnitt der Dichtscheibe 1 gebildet. Die zweite Dichtlippe 7 ist an der ersten Dichtlippe 6 partiell befestigt und besteht vorteilhaft aus demselben Material, vorzugsweise Polytetrafluorethylen, wie die zweite Dichtlippe 7 gemäß dem zuvor beschriebenen Dichtring. Die zweite Dichtlippe 7 ist nur in einem vom Dichtungsgehäuse 5 abgewandten freien Abschnitt 44 mit einer Länge a (19) an der ersten Dichtlippe 6 befestigt, wie verklebt, verschweißt oder dergleichen. Die erste elastische Dichtlippe 6 ragt, wie 20 zeigt, über das freie Ende der zweiten Dichtlippe 7 und hat einen radial verlaufenden, auf der Welle 4 aufliegenden Quersteg 45, an dem die zweite Dichtlippe 7 mit ihrem freien Rand 17 anliegt. Über den Quersteg 45 ragt ein relativ kurzer Dichtlippenabschnitt 6', der nach innen in Richtung auf die Welle 4 und zur Luftseite geneigt ist. Er bildet eine Staublippe, die auf der Welle 4 dichtend aufliegt und das Eindringen von Staub und Schmutz von der Luftseite 2 aus einwandfrei verhindert.
Der andere, ölseitige Abschnitt 46 der Dichtlippe 7 erstreckt sich bis in Höhe des Befestigungsteiles 13. Auch in diesem freien, nicht an der Dichtscheibe 1 befestigten Dichtlippenabschnitt 46 liegt die zweite Dichtlippe 7 dichtend an der Welle 4 an. Aufgrund des elastische gebogenen Teils 6 der Dichtscheibe 1 liegt der ölseitige Abschnitt 46 unter elastischer Vorspannung an der Welle 4 an. Der freie Rand 17 des Dichtlippenabschnittes 46 hat eine primäre Dichtkante 8, mit der das Eindringen von Öl zwischen Welle 4 und zweiter Dichtlippe 7 vermieden wird. Dieser Dichtring ist konstruktiv einfach ausgebildet und gewährleistet infolge der aus elastomerem Material bestehenden Dichtscheibe 1 eine formelastische Aufhängung der aktiven Dichtlip pe 7. Dadurch hat diese eine gute radiale Beweglichkeit, so daß sie exzentrisch gelagerten Wellen gut folgen kann.
Die Ausführungsform nach 22 unterscheidet sich von dem zuvor beschriebenen Dichtring nur dadurch, daß sie, ähnlich wie bei der Ausführungsform nach 7, eine umlaufende, von der Welle 4 nach außen gewölbte Ringnut 47 aufweist, die ein Schmiermittelreservoir bildet. Die Ringnut 47 ist durch entsprechende Verformung der ersten und zweiten Dichtlippe 6, 7 gebildet und liegt etwa in halber axialer Breite der ersten Dichtlippe 6. Im Reservoir 16 kann sich Öl sammeln, das von der Ölseite zwischen die Welle 4 und die zweite Dichtlippe 7 eindringt und dadurch deren Reibung aneinander reduziert. Dies wiederum führt zu einer Verminderung der Dichtspalttemperatur, so daß die Gefahr einer Ölkohlebildung verhindert wird.
Dieser Dichtring eignet sich zum Einsatz bei Mangelschmierung, wenn Trockenlaufphasen auftreten können. Das Ölreservoir 16 gewährleistet eine Vorschmierung und damit ein besseres Einlaufverhalten und wirkt als temporäres statisches Dichtmittel. Durch dieses integrierbare Schmierölumlaufsystem eignet sich der Dichtring für hohe Drehzahlen und wenn die Gefahr eines Trockenlaufens der Dichtung besteht.
Die beschriebenen Radialwellendichtringe haben den Vorteil, daß sie an die unterschiedlichsten Betriebsbedingungen und Anwendungsfälle anpaßbar sind. Sie können beispielsweise in Verbindung mit den bekannten Dichtringen, bei denen nur eine zur Ölseite weisende Dichtlippe vorgesehen ist, eingesetzt werden. Bei den beschriebenen Dichtungen besteht keine Beschädigungsgefahr für die Dichtlippe bei der Montage der Dichtung auf der Welle. Die Dichtlippe 7 kann auch nach der Montage der Dichtung auf korrekte Montage sichtgeprüft werden. Ferner ist keine zusätzliche Staublippe erforderlich, da deren Funktion bereits integriert ist. Außerdem ermöglichen die Dichtringe eine Reduzierung der Dichtungsbauhöhe um mindestens 50% und eine Gewichtseinsparung am abzudichtenden Aggregat bis zu mehreren Kilogramm.
Mit der Dichtung nach 15 kann eine Gewichtsersparnis an der Dichtung um 30% im Vergleich zu herkömmlichen Dichtungen mit einer Dichtlippe erreicht werden, die zur Luftseite gerichtet ist.
Mit dem Dichtring nach 16 kann eine Gewichtsersparnis an der Dichtung um 90% im Vergleich zu bekannten Dichtringen mit einer zur Luftseite gerichteten Dichtlippe erreicht werden. Auch eine Kosteneinsparung an der Dichtung bis zu 90% ist im Vergleich zu bekannten Dichtringen möglich. Schließlich ist bei der Dichtung nach 16 auch keine Bearbeitung der Dichtungsaufnahmen notwendig, wodurch die teure und genaue Bearbeitung der Dichtungsaufnahmebohrung entfällt.
Auch bleiben bei den beschriebenen Dichtungen die Vorteile der Dichtungen erhalten, bei denen die eine Dichtlippe zur Ölseite gerichtet ist. Nachteile dieser bekannten Dichtungen werden zudem vermieden. Die Vorteile der oben beschriebenen Dichtung gegenüber den bekannten Dichtringen sind folgende: Die Lage der Dichtkante zur Luft- und Ölseite ist frei wählbar. Es entsteht eine Kombination der Dichtprinzipien Rückförderung und Dichtkante; die Priorität von Ölabdichtung oder Schutzwirkung ist wählbar; die Dichtlippe hebt bei Druckbeaufschlagung nicht ab, wodurch eine Druckprüfung des Aggregats ohne weitere Maßnahmen und Einsatz der Dichtung auch bei Druckbeaufschlagung möglich sind. Vorteilhaft ist ferner, daß die Dichtlippe sowohl von der Öl- als auch von der Luftseite her druckbelastet werden kann. Dadurch ergibt sich, daß die Einbaulage beliebig ist und die Dichtung zur Trennung von zwei Druckräumen geeignet ist.

Claims

Dichtring, insbesondere Radialwellendichtring, Kolben- oder Stangendichtring, mit mindestens einem an einem ersten, vorzugsweise ruhenden Maschinenteil, vorgesehenen Befestigungsteil einer Dichtscheibe und mit mindestens einem ersten, einem zweiten, vorzugsweise bewegbaren Maschinenteil, vorzugsweise einer Welle, zugeordneten ersten Dichtteil der Dichtscheibe, der sich in Richtung auf eine Atmosphären- oder Mediumseite erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß an den ersten Dichtteil (6) ein zweiter Dichtteil (7) anschließt, der sich entgegengesetzt zum ersten Dichtteil erstreckt und unter Radialkraft am zweiten Maschinenteil (4) anliegt.
Dichtring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Dichtteil (6) auf dem zweiten Dichtteil (7) aufliegt.
Dichtring nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtteile (6, 7) im wesentlichen parallel zueinander verlaufen.
Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Dichtteil (7) gleichlang ist wie der erste Dichtteil (6).
Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Dichtteil (7) kürzer ist als der erste Dichtteil (6).
Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Dichtteil (7) durch Umbiegen eines Teiles der Dichtscheibe (1) um etwa 180° gebildet ist.
Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Dichtteil (7) durch Abtragen eines Teiles der Dichtscheibe (1) gebildet ist.
Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Dichtteil (7) eine primäre und/oder sekundäre Dichtkante (8, 9) aufweist.
Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Dichtteil (7) an seiner am bewegbaren Maschinenteil (4) anliegenden Kontaktfläche (11) mindestens eine Rückfördereinrichtung (12), wie ein Gewinde oder dergleichen aufweist.
Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring einen dritten Dichtteil (15) aufweist.
Dichtring nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Dichtteil (15) im wesentlichen fluchtend zum zweiten Dichtteil (7) liegt.
Dichtring nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Dichtteil (15) über eine schräg nach außen verlaufende Schulter (40) in den ersten Dichtteil (6) übergeht.
Dichtring nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Dichtteil (15) an den Befestigungsteil (13) der Dichtscheibe (1) anschließt.
Dichtring nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Dichtteil (15) mit einer Rückfördereinrichtung (12) versehen ist.
Dichtring nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Dichtteil (15) der Mediumsseite (3) zugewandt ist.
Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring wenigstens ein Schmiermittelreservoir (16) aufweist.
Dichtring nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmiermittelreservoir (16) durch einen zwischen dem ersten und dem dritten Dichtteil (6, 15) gebildeten Zwischenraum gebildet ist.
Dichtring nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmiermittelreservoir (16) mit einem Ringraum (48) zwischen dem ersten und dem zweiten Dichtteil (6, 7) verbunden ist.
Dichtring nach einem der Ansprüche 8 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die sekundäre Dichtkante (9) der Atmosphärenseite (3) und die primäre Dichtkante (8) der Mediumsseite (2) zugewandt ist.
Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtscheibe (1) mit ihrem Befestigungsteil (13) in einer Aufnahme (24) des ruhenden Maschinengehäuses (23) befestigt, vorzugsweise verklebt ist.
Dichtring nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmiermittelreservoir (16) durch eine radial nach außen zum ersten Dichtteil (6) vorstehende Ringnut (47) des zweiten Dichtteiles (7) begrenzt ist.
Dichtring nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmiermittelreservoir (16) etwa in halber axialer Länge des zweiten Dichtteiles (7) vorgesehen ist.
Dichtring nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Dichtteil (6) auf der Wandung des Schmiermittelreservoirs (16) aufliegt.
Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Dichtteil (6) vom Befestigungsteil (13) der Dichtscheibe (1) aus im Axialschnitt schräg nach unten in Richtung auf das bewegbare Maschinenteil (4) geneigt verläuft.
Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseite (17) und/oder die primäre Dichtkante (8) des zweiten Dichtteiles (7) wellenförmig verläuft.
Dichtring nach einem der Ansprüche 10 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Dichtteil (15) auf dem zweiten Dichtteil (7) aufliegt.
Dichtring nach einem der Ansprüche 10 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Dichtteil (15) durch einen in Richtung auf das bewegbare Maschinenteil (4) konvex gewölbten Abschnitt der Dichtscheibe (1) gebildet ist.
Dichtring nach einem der Ansprüche 10 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß der erste, der zweite oder der dritte Dichtteil (6 und 7 und 15) einen als Schmiermittelreservoir vorgesehenen Ringraum (48) begrenzen.
Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Dichtteil (7) unter einer zusätzlichen Anpreßkraft (F₄) gegen das bewegbare Maschinenteil (4) belastet ist.
Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßkraft (F₄) durch wenigstens eine Feder (19), vorzugsweise eine Ringfeder erzeugt wird.
Dichtring nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (19) in einer nutförmigen Aufnahme (39) des ersten Dichtteiles (6) untergebracht ist.
Dichtring nach Anspruch 30 oder 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (19) in montierter Lage auf dem zweiten Dichtteil (7) aufliegt.
Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Dichtteil (7) mindestens gleiche Dicke hat wie der erste Dichtteil (6) und/oder der dritte Dichtteil (15) und/oder der Befestigungsteil (13).
Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens der zweite Dichtteil (7) mindestens teilweise größere Dicke hat als der erste Dichtteil (6).
Dichtring nach Anspruch 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des zweiten Dichtteiles (7) in Richtung auf sein freies Ende (17) vorzugsweise stetig zunimmt.
Dichtring nach einem der Ansprüche 33 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Dichtteil (6) mediumseitig auf dem freien Ende (17) des zweiten Dichtteiles (7) aufliegt.
Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Dichtteil (6) im Axialschnitt S-Form hat.
Dichtring nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Dichtteil (6) mit seinem mediumsseitigen Krümmungsabschnitt auf dem Ende (17) des zweiten Dichtteiles (7) aufliegt.
Dichtring insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Dichtteil (7) zur Bildung eines Schmiermittelkreislaufes mindestens eine, vorzugsweise mehrere mit Abstand voneinander liegende Ansaugöffnungen (20) hat, die die Mediumsseite (3) mit einer Rückfördereinrichtung (12) des zweiten Dichtteiles (7) verbinden.
Dichtring nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugöffnungen (20) die Rückfördereinrichtung (12) des zweiten Dichtteiles (7) mit dem zwischen dem ersten und dem zweiten Dichtteil (6 und 7) gebildeten Ringraum (48) verbinden.
Dichtring nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückfördereinrichtung (12) ein Rückfördergewinde ist.
Einrichtung nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugöffnungen (20) im Nutgrund des Rückfördergewindes (12) münden.
Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 42, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtscheibe (1) mit ihrem Befestigungsteil (13) an einem Aufnahmekonus (24) des ruhenden Maschinenteils (23) über eine Klebeverbindung (28) befestigt ist.
Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 43, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtscheibe (1) mit Hilfe eines Montagewerkzeuges (27) im ruhenden Maschinenteil (23) befestigbar ist.
Dichtring nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Montagewerkzeug (27) und dem Befestigungsteil (13) der Dichtscheibe (1) eine elastische Auflage (31) vorgesehen ist.
Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 45, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Dichtring (6 und 7) durch gesonderte Teile gebildet sind.
Dichtring nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Dichtteile (6 und 7) aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen.
Dichtring nach Anspruch 46 oder 47, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Dichtteil (7) nur in einem Endbereich (a) mit dem ersten Dichtteil (6) verbunden ist.
Dichtring nach einem der Ansprüche 46 bis 48, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Dichtteil (6) eine über den zweiten Dichtteil (7) ragende Staublippe (6') aufweist.
Dichtring nach einem der Ansprüche 46 bis 49, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Dichtteil (6 und 7) gemeinsam eine vom bewegbaren Maschinenteil (4) nach außen gewölbte Ringnut (47) bilden, derart, daß zwischen dem bewegbaren Maschinenteil (4) und dem zweiten Dichtteil (7) ein Schmiermittelreservoir (16) gebildet ist.