DE1079404B - Elastische Dichtung fuer Wellen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Abdichtung von Druck an Wellen aller Art, ob sie rotieren, hin- und hergehen oder in rotierendem Gehäuse stillstehend als Steuerschieber wirken, ist stets schwierig, besonders aber, wenn hoher Druck oder hohe Drehzahlen vorliegen.

In der allgemeinen und >in der Patentliteratur sind viele Arten von Abdichtungen an Wellen bekanntgeworden. Die moderne Technik verwendet immer mehr elastische Dichtungen, die entweder aus natürlicher Vorspannung, durch Verschraubung oder durch den Druck des Mediums mit einer Fläche gegen die Welle gepreßt werden, so daß der Durchtritt des Mediums erheblich vermindert wird. Bei rotierenden Wellen hat man derartige Dichtungen schräg zur Wellenachse angeordnet, wodurch bei den Umdrehungen der Welle der Schmierfilm erneuert wird. Der Zweck derartiger und derartig angeordneter Dichtungen kann jedoch nicht ganz erreicht werden, weil die Flächenanlage unbedingt einen Schmierfilm erfordert;, der Leckverlust bedeutet, trotzdem aber viel Wärme erzeugt. Es sind auch elastische Dichtungen bekanntgeworden, deren dem Druck entgegengerichtete Flächen konisch verlaufen, so daß eine spitze Kante entsteht. Aber auch bei diesen ist nicht die Funktion einer Lippenkante gegeben, weil die Flächenanlage unter dem Druck des Mediums unvermeidlich eintritt.

Der Gegenstand dieser Erfindung beseitigt diese Mängel und verhindert die Entstehung übermäßiger Wärme dadurch, daß die aus elastischem Werkstoff bestehende, fest und unlösbar in das Gehäuse eingelassene elastische Dichtung nicht mit einer Fläche, sondern stets mit einer oder mehreren messerscharfen Lippenkanten unter geringem Vordruck gegen die Wellenoberfläche anliegt und daß die besondere Formgebung der Dichtung in jedem Falle das Anliegen derselben mit einer Fläche verhindert. Bei rotierenden Wellen verläuft die Lippenkante in bekannter Weise durch Schrägstellung oder Verformung der Dichtung wellenförmig. Die Form der Dichtung, die Winkel der Dichtlippe, die Windungen derselben und die Härte des Werkstoffes hängen vom abzudichtenden Druck, von der Wellendrehzahl und von der beabsichtigten Funktion ab. Bei stillstehenden Wellen und umlaufendem Gehäuse ist die gleiche Anordnung wie bei umlaufenden Wellen gegeben. Bei hin- und hergehenden Wellen ist die Ausbildung der Lippenkante in Wellenform nicht erforderlich, wohl aber ist es zweckmäßig, entgegengesetzt wirkende Lippen anzuordnen, um das Durchsaugen von Schmieröl und Verunreinigungen zu vermeiden. Sollen Kolbenstangen restlos abgedichtet werden, ist die Anordnung von gegeneinander wirkenden Lippen angezeigt. Diese Anordnung bewirkt, daß sich zwischen den Elastische Dichtung für Wellen

Anmelder:

Fritz Kuphal,

Metzingen (Württ), Memelweg 14

Fritz Kuphal, Metzingen (Württ.),
ist als Erfinder genannt worden

gegeneinander gerichteten Lippen der höchste auftretende Druck aufbaut. Dieser Druck bewirkt eine gewisse Spannung der Dichtlippen und unbedingte Abdichtung. Da er nicht entweichen kann, liegen die Dichtlippen selbst bei im Druckraum auftretendem Unterdruck fest und dicht an. Handelt es sich dabei um Hochdruck, so ist es zur Vermeidung unnötiger Wärme zweckmäßig, den zwischen den Dichtlippen liegenden Ringraum durch eine Bohrung mit dem-Druckraum in Verbindung zu bringen. Das bewirkt eine Angleichung des Druckes zwischen den Dichtlippen an den Druck im Druckraum und vermeidet, daß die Dichtlippen ständig unter dem höchsten auftretenden Druck anliegen.

In der Zeichnung zeigen die Fig. 1 bis 4 verschiedene Ausführungen des Erfindungsgegenstandes, wobei die Bezugszeichen nur in Fig. 1 angegeben sind.

In den Fig. 1 und 2 ist die rotierende Welle 1 in dem Gehäuse 2 mittels des unlösbar eingelassenen Dichtungsringes 3 so geführt, daß sie mit dem Gehäuse 2 nicht in Berührung kommen kann. In die elastische Dichtung 3 ist wellenförmig die Dichtlippe 4 eingearbeitet, deren Winkel an Vorder- und Rückenfläche den gegebenen Betriebsbedingungen angepaßt werden kann. In Druckrichtung vor der Dichtlippe 4 ist eine flache Ringnut 5 eingearbeitet, die nur so tief ist, daß sie lediglich eine geringe Ringfläche der Dichtlippe 4 dem Druck aussetzt. Dadurch wird erreicht, daß die nur mit ihrer messerscharfen Lippenkante an der Welle 1 anliegende Dichtlippe 4 kaum verformt werden und nicht mit einer Fläche anliegen kann. Das in der Ringnut 5 sich sammelnde Drucköl bildet infolge des wellenförmigen Verlaufes der Dichtlippe 4 und der Ringnut 5 fortgesetzt einen neuen Schmierfilm, der fortgesetzt von der scharfen Lippenkante durchschnitten und abgeschoben wird. Die Lauffläche des elastischen Dichtungsringes 3 ist durch die Einarbeitung der Dichtlippe 4 und der Ringnut 5

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in die Führungsflächen 6 und 7 unterteilt worden, die ihrerseits der Welle leichten Lauf gestatten und für einen genügend dicken Schmierfilm sorgen.

In Fig. 2 ist die Anordnung von zwei gleichgerichteten hintereinanderliegenden Dichtlippen dargestellt. Weiter ist gezeigt, daß die von der Ringnut 5 und der Führungsfläche 6 gebildete Kante unter einem entgegengesetzt gerichteten Winkel eingearbeitet sein kann. Diese Anordnung hat Bedeutung bei stehender Welle und rotierendem Gehäuse, wenn die Welle als Steuerschieber wirkt wie beispielsweise bei Sternkolbenpumpen und -motoren. Das auf der Druckseite in den Ringraum der Nut 5 tretende Medium kann auf der Saugseite nicht so schnell durch die Laufluft der Führungsfläche 6 entweichen, weil durch den entgegengesetzt gerichteten Winkel die Kante etwas gespreizt und damit die Laufluft an dieser Stelle vermindert werden kann. Es ist möglich, den notwendigen Durchfluß des Mediums an dieser Stelle durch entsprechende Bemessung des Winkels festzulegen.

In den Fig. 3 und 4 ist hin- und hergehende Bewegung angenommen. Fig. 3 zeigt die Anordnung von zwei entgegengesetzt gerichteten Dichtlippen 4. Vor jeder derselben ist je eine Ringnut 5 eingearbeitet, während die aneinander anstoßenden Rückenflächen beider Lippen 4 einen Hohlraum bilden. Dieser Hohlraum kann durch Auseinanderziehen der Lippen 4 mit den Ringnuten 5 beliebig vergrößert werden, oder es kann eine dritte Führungsfläche zwischen beiden Lippenrücken angeordnet sein. Diese Anordnung ist überall da zweckmäßig, wo in Achsrichtung verschiedene Drücke gegeneinander abgedichtet werden sollen. Bei rotierenden Wellen werden die Lippen 4 und die Ringnuten 5 wellenförmig ausgeführt.

In Fig. 4 ist die Anordnung gegeneinander wirkender Dichtlippen 4 dargestellt. Diese sind durch eine gemeinsame Ringnut 5 voneinander getrennt, in die der auftretende Höchstdruck eindringen, aber nicht entweichen kann. Da beide Dichtlippen 4 den aus der Ringnut 5 entstehenden Schmierfilm an der Welle 1 restlos durchschneiden und abschieben, wird durch diese Anordnung erreicht, daß bei Drucksystemen mit hin- und hergehender Welle keine Druckverluste auftreten können und die Welle außerhalb des Systems vollständig trocken bleibt. Handelt es sich um Hochdruck, ist die Anordnung der vom Druckraum in die Ringnut 5 führenden Bohrung 8 angebracht. Diese bewirkt je nach ihrem Durchmesser eine mehr oder weniger verzögerte Druckangleichung in der Ringnut 5 an den im Druckraum herrschenden Druck, so daß die Dichtlippen 4 nicht ständig unter dem Höchstdruck stehen.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Elastische Dichtung für Wellen gegenüber einem Gehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß in einem aus elastischem Werkstoff bestehenden Dichtungsring (3), der unlösbar in das Gehäuse (2) eingelassen ist, eine oder mehrere Dichtlippen (4) so angeordnet sind, daß die Spitze der Dichtlippe der Druckseite entgegengerichtet ist, wobei die Dichtlippe mit ihrer messerscharfen Lippenkante unter geringem Vordruck an der Welle (1) anliegt, und daß in Druckrichtung vor der Dichtlippe (4) eine flache Ringnut (5) so eingearbeitet ist, daß nur eine geringe Ringfläche der Dichtlippe (4) dem sich in der Ringnut (5) aufbauenden Druck ausgesetzt ist.

2. Elastische Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei entgegengesetzt gerichtete Dichtlippen (4) angeordnet sind, vor denen sich in Druckrichtung je eine Ringnut (5) befindet.

3. Elastische Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei gegeneinander gerichtete Dichtlippen (4) angeordnet sind, zwischen denen eine gemeinsame Ringnut (5) liegt, und daß bei Hochdruck eine Bohrung (8) vom Druckraum in die Ringnut (5) führt.

4. Elastische Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß beiderseits der Dichtlippe bzw. der Ringnut in dem Dichtungsring (3) Führungsflächen (6, 7) für die Welle (1) angeordnet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 925 743;
deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1 492 839;
USA.-Patentschrift Nr. 2776 173.'

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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