DE1251603B - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CI.:

F16j

DeutscheKl.: 47 f-22/85

Nummer: 1251 603

Aktenzeichen: J 27551XII/47 f

Anmeldetag: 22. Februar 1965

Auslegetag: 5. Oktober 1967

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dichtung für sich gegeneinander drehende Teile, beispielsweise eine Welle und ein Wellenlager, bei der der in einem Gehäuse aufgenommene Dichtkörper aus einem Lamellenpaket mit einem ersten als Dichtung dienenden Kreisringplättchen und mit einem zweiten als Stützelement dienenden Kreisringplättchen aus gummiartigem, elastomerem Werkstoff besteht, das das erstgenannte ursprünglich ebene Kreisringplättchen so vorspannt, daß es sich eng an die sich drehende Welle anlegt, wobei die innere, der Welle zugewandte Zone des Lamellenpaketes ungefähr glockenförmig gewölbt ist.

Bei diesen bekannten Dichtungen bestehen beide Kreisringplättchen aus einem gummiartigen Werkstoff, der über die zur Erzielung der Dichtwirkung erforderliche Elastizität verfügt. Das als Dichtung dienende Kreisringplättchen liegt mit seiner glockenförmigen Wölbung auf der Oberfläche der Welle auf, wobei das stärker ausgebildete, einen größeren Innen- ao durchmesser aufweisende, als Stützelement dienende Kreisringplättchen das als Dichtung dienende Plättchen ständig an die Wellenoberfläche andrückt.

Bei derartigen Dichtungen besteht das Problem, einmal die Reibung zwischen der dichtenden Fläche des Dichtkörpers und dem sich bewegenden Maschinenteil möglichst gering zu halten, um eine Abnutzung des Dichtkörpers weitgehend zu vermeiden und zum anderen eine gute Dichtwirkung zu erzielen.

Diese bekannten Dichtungen arbeiten in der ersten Zeit zufriedenstellend; nach der Einlaufzeit wird durch die vergrößerte Berührungsfläche zwischen dem Gummi und der Welle die Reibungskraft stark erhöht, so daß an dem als Dichtung dienenden Kreisringplättchen erhöhte Temperaturen auftreten, die zu einer raschen Zerstörung des Gummis führen, wodurch die Dichtung schnell ihre Dichtwirkung verliert. Um hier Abhilfe zu schaffen, hat man schon die als Dichtung wirkenden Kreisringplättchen mit einem Überzug oder einer Beschichtung aus einem Kunstharz mit niedrigem Reibungswert versehen. Abgesehen davon, daß die Herstellung derartiger Dichtungen einmal durch die erforderliche Maßgenauigkeit und zum anderen durch die erforderliche Aufbringung der Kunstharzbeschichtung sehr aufwendig ist, wird die Beschichtung, die im Anfangsstadium der Gummidichtung eine geringe Reibung verleiht, im Laufe der Zeit abgenutzt, so daß sie ihre Wirkung verliert, wobei dann wiederum die durch die Reibung bedingten Nachteile der Gummidichtung in Erscheinung treten.

Man hat auch schon eine Dichtung geschaffen, die Dichtung für sich gegeneinander drehende Teile

Anmelder:

Johns-Manville Corporation,
New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Seiler und DipL-Ing. J. Pfenning,
Patentanwälte, Berlin 19, Oldenburgallee 10

Als Erfinder benannt:

Alex Anthony Mastrobattista,

Dunellen, N. J. (V. St. A.)

aus einem Ringplättchen aus einem Fluorcarbonharz besteht. Dieser Werkstoff besitzt zwar ausgezeichnete Reibungseigenschaften, ist jedoch an sich nicht geeignet, in gleicher Weise abzudichten wie eine Gummidichtung, da das Fluorcarbonharz dem sogenannten Kaltfluß unterliegt, wenn es einem ständigen Druck ausgesetzt wird, was bei der Verwendung als Dichtung Voraussetzung ist. Daher verlieren derartige, aus Fluorcarbonharz bestehende Dichtungen nach kurzer Zeit ihre Dichtungseigenschaften.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dichtung zu schaffen, die sowohl bezüglich der Reibungswerte als auch hinsichtlich ihrer Dichteigenschaft befriedigt und die Herstellung von Dichtungen gestattet, die auf die Dauer gesehen ihre zuverlässige Dichtwirkung beibehalten. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das als Dichtung dienende Kreisringplättchen in an sich bekannter Weise aus einem Fluorcarbonharz besteht und daß das als Stützelement dienende Kreisringplättchen aus gummiartigem Werkstoff einen solchen Innendurchmesser aufweist, daß in der glockenförmig gebogenen Zone die vorderen Stirnflächen der beiden Kreisringplättchen auf einer Geraden liegen. Durch die erfindungsgemäße Verwendung eines Kreisringplättchens aus einem Huorcarbonharz als Dichtung und einem Kreisringplättchen aus einem gummiartigen Werkstoff als Stützelement, derart, daß in der glockenförmigen Zone die vorderen Stirnflächen der beiden Kreisringplättchen auf einer Geraden liegen, wird erreicht, daß zunächst, d.h. während der Einlaufperiode, das Kreisringplättchen aus Fluorcarbonharz

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als Dichtung wirkt. Während der Einlaufperiode wird unter der Wirkung des Gummiplättchens das Plättchen aus Fluorcarbonharz an die Welle angedrückt; hierbei nutzt sich die Spitze des auf der Welle aufliegenden Fluorcarbonharzplättchens ab, bis die δ Kante d^s als Stützring dienenden Gummiplättchens mit der Oberfläche der Welle in Berührung kommt. Hierbei wirken die von dem Fluorcarbonharzplättchen auf die Welle übertragenen Fluorcarbonharzteilchen als Schmierfilm .für das Gummiplättchen, das nunmehr als Dichtung wirkt und zufolge der Schmierung durch die Fluorcarbonharzteilchen mit geringer Reibung mit seiner vollen Dichtwirkung auf der Welle aufliegt. Durch. diese erfindungsgemäße Anwendung eines Fluorcarbonharzplättchens und eines Gummiplättchens wird somit nach erfolgtem Einlauf eine Dichtung-geschaffen, die einen geringen Reibungswert bei hoher Dichtwirkung aufweist und bei geringem Aufwand in der Herstellung eine zuverlässige ständige Dichtwirkung besitzt.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die beiden das Lamellenpaket bildenden Kreisringplättchen in'ebenem Zustand den gleichen Innendurchmesser aufweisen und an ihren Berührungsflächen, beispielsweise durch Klebung, miteinander verbunden sind. In ebenem Zustand besitzen die beiden Plättchen -den gleichen Innendurchmesser. Bei der Ausbildung; der glockenförmig gebogenen Zone bilden dann .die inneren Stirnflächen eine gerade Linie. Weiter können in an sich bekannter Weise eine Mehrzahl von Lamellenpaketen nebeneinander in einem Gehäuse angeordnet sein.

Die beiliegende Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführungsform. der erfindungsgemäßen Dichtung, und es bedeutet

F i g. 1 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Dichtung,

F i g. 2 eine perspektivische Darstellung der zusammengesetzten Dichtung gemäß Fi g. 1,

F i g. 3 eine perspektivische Darstellung einer Platte, aus der die Dichtungselemente gestanzt werden,

F i g. 4 einen Querschnitt durch eine der glockenförmigen Verformung dienende Vorrichtung,

F i g. 5 eine Darstellung zweier vorgeformter Plättchen,

F i g. 6 einen Querschnitt durch ein Dichtungselement gemäß Fig. 2 in einem Lagergehäuse und

F i g. 7 eine Darstellung des Dichtelementes nach der Einlaufzeit.

Wie die Figuren zeigen, besteht die Dichtung 10 aus einem Gehäuse 14 aus Metall, in das eine Unterlegscheibe 15 eingelegt werden kann. In dem Gehäuse sind Kreisringplättchen 16 aus einem Fluorcarbonharz mit einem niedrigen Reibungswert und Plättchen 18 aus einem gummiartigen Werkstoff angeordnet. Die Plättchen 16 und 18 besitzen die Form einer Unterlegscheibe, deren Randbreite w größer ist als ihre Stärke 6 (F i g.. 1). Die Gummischeibe 16 hat vorzugsweise eine Dicke von 0,1 bis 0,6 cm, während die Scheibe 18 aus Fluorcarbonharz die halbe Dicke wie die Scheibe 16 aufweist.

Die Ringe 16 und 18 werden paarweise zusammengepreßt, wobei die Ringe eines jeden Paares an ihren aneinander anliegenden Flächen durch Klebemittel miteinander verbunden sind; sie bilden ein Lamellenpaket 22. Gemäß F ig. 1 sind in der Dichtung drei Lamellenpakete zusammengefaßt, so daß sie einen

Dichtkörper 20 bilden. Bei der Dichtung gemäß F i g. 6 ist das Gehäuse 14 mit dem Lagergehäuse 12 fest verbunden und die Dichtungselemente 22 sind mit festem Sitz auf die Welle 42 aufgeschoben, so daß sie unter Vorspannung stehen und nach dem Innenumfang 32 glockenförmig abgebogen sind und eine Dichtungszone 34 bilden. In der Dichtungszone 34 liegt der Rand des Plättchens aus Fluorcarbonharz auf der Wellenoberfläche auf, während das Gummiplättchen 18 mit der Welle nicht in Berührung steht, wie die F i g. 5 zeigt. Bei Inbetriebnahme der Dichtung wandert das von dem Rand des Plättchens 18 abgetragene Fluorcarbonharz in den Spalt zwischen dem Gummiplättchen 18 und der Welle 42 und schmiert hierbei das Plättchen 18 und die Welle 42, wenn das Plättchen 18, wie Fig. 7 zeigt, mit der Welle 42 in Berührung tritt. Das Plättchen 16 überträgt seine Schmiereigenschaften, die eine niedrige Reibung bedingen, auf das Plättchen 18, ohne daß das Plättchen 16 seine Dichtungseigenschaften einbüßt. Wegen der auf diese Weise erzielten Schmierwirkung treten die erhöhten Betriebstemperaturen, die bei einer Gummidichtung gegeben sind, nicht auf. Außerdem überträgt das Fluorcarbonharz seine Fähigkeit, einer schnellen Abnutzung zu widerstehen, auf das gesamte Dichtungselement 22, also auch auf das Plättchen 18. Die Ringplättchen 16 können mit. den Ringplättchen 18 entweder mit Druck auf die Welle aufgesetzt werden, so daß sich die glockenförmigen Zonen an Ort und Stelle ausbilden; diese glockenförmigen Zonen können aber auch wenigstens teilweise durch einen Prägevorgang mittels eines Formstempels 50 durch eine in F i g. 4 gezeigte Vorrichtung erzielt werden.

Wie die Fi g. 5 zeigt, werden die Fluorcarbonharzplättchen durch die elastischen Gummiplättchen abgestützt; hierbei wird das Plättchen 18 durch das Plättchen 16 ständig belastet und elastisch in dichtender Berührung mit dem sich bewegenden Maschinenteil gehalten.

Die F i g. 3 zeigt eine zusammengesetzte Tafel 19j aus der die erfindungsgemäßen Lamellenpakete 22ϊ gestanzt werden können. Die Tafel 19 besteht aus einer Schicht 16' aus Fluorcarbonharz und einer Schicht 18' aus einem gummiartigen Werkstoff, die miteinander verklebt sind.

Der radiale Querschnitt der Lamellenpakete 22 ist in der Regel rechteckig ausgebildet; er kann jedoch auch spitz verlaufend ausgebildet sein. Im allgemeinen wird man die radialen Abmessungen der Plättchen 16 und 18 gleich halten; auf Grund der Tatsache, daß das Plättchen 16 seine Schmierfähigkeit auf das benachbarte Plättchen 18 und das abzudichtende Maschinenteil überträgt, kann man den Innendurchmesser des Plättchens 16 kleiner machen als denjenigen des Ringes 18, und zwar um einen solchen Betrag, daß bei längerem Einlauf des Plättchens 16 ein breiterer Streifen von Fluorcarbonharz von vornherein an der Welle oder dem Lager vorhanden ist. Die glockenförmig gebogene Zone 34 des Plättchens 16 bewegt sich radial nach innen, wobei sich nach beendetem Einlauf eine Lage des Lamellenpaketes gemäß F i g. 7 ergibt, bei der das Plättchen 18 zusammen mit dem Plättchen 16 als Dichtung wirkt und hierdurch einmal die geringe durch das Plättchen 16 erzielte Reibung und die durch das Gummiplättchen erzielte Dichtwirkung in vorteilhafter Weise vereinigt wird.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Dichtung für sich gegeneinander drehende Teile, beispielsweise eine Welle und ein Wellenlager, bei der der in einem Gehäuse aufgenommene Dichtungskörper aus einem Lamellenpaket mit einem ersten als Dichtung dienenden Kreisringplättchen und mit einem zweiten als Stützelement dienenden Kreisringplättchen aus gummiartigem, elastomerem Werkstoff besteht, das das erstgenannte ursprünglich ebene Kreisringplättchen so vorspannt, daß es sich eng an die sich drehende Welle anlegt, wobei die innere, der Welle zugewandte Zone des Lamellenpaketes ungefähr glockenförmig gewölbt ist, dadurchgekennzeichnet, daß das als Dichtung dienende Kreisringplättchen (16) in an sich bekannter Weise aus einem Fluorcarbonharz besteht, und daß das als Stützelement dienende Kreisringplättchen (18) aus gummiartigem Werkstoff einen solchen Innendurchmesser aufweist, daß in der glockenförmig gebogenen Zone (34) die vorderen

Stirnflächen der beiden Kreisringplättchen auf einer Geraden liegen.

2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden das Lamellenpaket (22) bildenden Kreisringplättchen (16,18) in ebenem Zustand den gleichen Innendurchmesser aufweisen und an ihren Berührungsflächen, beispielsweise durch Klebung, miteinander verbunden sind.

3. Dichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise eine Mehrzahl von Lamellenpaketen (22) nebeneinander in einem Gehäuse (10) angeordnet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschriften Nr. 1338 110,
1121701;

französische Zusatzpatentschrift Nr. 76155 (Zusatz zur französischen Patentschrift Nr. 1121 701); britische Patentschriften Nr. 602 746, 545 094;
USA.-Patentschrift Nr. 3 104 883.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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