DE1295293B

DE1295293B - Umlaufende, unter Fliehkraft abhebende Lippendichtung

Info

Publication number: DE1295293B
Application number: DED46347A
Authority: DE
Inventors: Mueller Johann
Original assignee: Friedrich Deckel AG; Friedrich Deckel Praezisions Mechanik und Maschinenbau
Current assignee: Friedrich Deckel AG; Friedrich Deckel Praezisions Mechanik und Maschinenbau
Priority date: 1965-01-25
Filing date: 1965-01-25
Publication date: 1969-05-14

Description

Die Erfindung betrifft eine Lippendichtung, die an einem rotierenden Teil montiert ist und deren Lippe sich federnd an einer radialen Gegendichtfläche anliegend und unter Fliehkraft abhebend schräg radial nach außen erstreckt, mit einer zweiten, von der ersten ausgehenden Dichtlippe, die durch Fliehkraft an ihre Gegendichtfläche gepreßt wird.
Bei einer in der schweizerischen Patentschrift 365 589 beschriebenen Dichtung dieser Art liegt die zweite Dichtlippe am Innenumfang des Lagergehäuses an, und zwar schon bei stillstehender Welle. Durch die Fliehkraft wird sie noch stärker gegen ihre Gegendichtfläche gepreßt, wodurch bei hohen Drehzahlen eine zu hohe Reibung und dementsprechend ein hoher Verschleiß eintritt.
Dies vermeidet die Erfindung dadurch, daß die zweite Dichtlippe schräg radial nach innen gerichtet ist und von der ihr zugeordneten Gegendichtfläche, welche sich radial erstreckend ausgebildet ist, bei Stillstand einen Abstand hat. Dadurch liegt die zweite Dichtlippe auch bei hohen Drehzahlen mit einer weit niedrigeren Kraft an ihrer Gegendichtfläche an, weil sie bei ihrer Verformung unter der Fliehkraft zunächst den im Ruhezustand vorhandenen Abstand überwinden muß, bevor sie zur Anlage kommt. Erstreckt sich zudem auch die Gegendichtfläche für die zweite Dichtlippe in einer radialen Ebene, so wirkt sich die Fliehkraft auf den axial gerichteten Anpreßdruck nur mit einer geringen Axialkomponente aus.
Neben der bei Stillstand der Welle abdichtenden und beim Umlaufen zunehmend von der Reibung entlasteten ersten Dichtlippe ist somit noch eine zweite Dichtlippe vorhanden, welche erst dann wirksam wird, wenn bei hohen Drehzahlen die Gefahr besteht, daß Schmiermittel od. ä. aus dem abzudichtenden Bereich herausgeschleudert wird. Die dann einsetzende Anlage der zweiten Dichtlippe erfolgt mit geringem Druck, der mit steigender Drehzahl nur noch geringfügig zunimmt.
Der Gegenstand der Erfindung unterscheidet sich damit grundsätzlich und in fortschrittlicher Weise sowohl von Dichtungen mit nur einer Dichtlippe, wie sie mit nicht abhebender Dichtlippe die USA.-Patentschrift 2 573 591 oder mit abhebender Dicht- , Lippe die USA.-Patentschriften 2 637 574 und 3 038 733 zeigen, als auch von Dichtungen mit zwei Dichtlippen gemäß der USA.-Patentschrift 2 665 929, bei welcher beide Lippen unter der Fliehkraft von ihren Gegendichtflächen abheben. ; Die Anpreßdrücke der beiden wechselweise wirksamen Dichtlippen des Erfindungsgegenstandes lassen sich in weitem Bereich den jeweiligen Gegebenheiten anpassen, wenn in an sich bekannter Weise eine der Fliehkraft unterliegende . Ringwendelfeder vorgesehen ist, die im Ruhezustand der Dichtung auf der Außenfläche der äußeren Dichtlippe aufliegt. Eine Verstärkung der von der Fliehkraft abhängigen Wirkung der Ringwendelfeder wird dadurch ermöglicht, daß der Hohlraum der Ringwendelfeder mit Kugeln gefüllt ist.
Schließlich läßt sich der Einfluß der Eigensteifigkeit des zweilippigen Dichtringes zugunsten des Einflusses der Ringwendelfeder dadurch herabsetzen, daß der aus den beiden Dichtlippen bestehende Teil der Dichtung mit dem im rotierenden Teil angeordneten Halteteil der Dichtung durch ein Verbindungsstück geringer Biegesteifigkeit verbunden ist. Nachfolgend wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit der Zeichnung erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine vertikale Werkzeugmaschinenspindel in teilweise geschnittener Teilansicht, F i g. 2 und 3 eine Einzelheit von F i g. 1 in zwei verschiedenen Betriebszuständen, vergrößert, F i g. 4 und 5 eine andere Ausführung der in F i g. 2 und 3 dargestellten Einzelheit.
In einem Gehäuse 10 ist eine Bohr- und Frässpindel 12 mit Mitnehmersteinen 14 mittels Nadellagern 16 und Spurlagem 18 drehbar und axial fest gelagert. Das Gehäuse 10 kann als axial verschiebbare Pinole ausgebildet sein. Die Spindel 12 ist axial durchbohrt und hat eine konische Aufnahme 20 für Werkzeuge. Die untere Stirnfläche des Gehäuses 10 bildet die radiale Dichtfläche 22 für eine Lippendichtung 24, welche in einem Ring 26 auf der Spindel 12 untergebracht ist. Der Ring 26 ist durch einen Streifen 28 nach außen abgedeckt und in den F i g. 2 bis 5 vergrößert dargestellt.
Der Ring 26 hat einen rechteckigen Querschnitt und bildet eine kreisförmige Rinne. In ihn ist eine Dichtung 30 eingesetzt. Diese hat ein etwa quadratisches Halteteil 32, welches durch eine Umbördelung 34 des Ringes 26 gehalten wird. Die Dichtung 30 besteht aus elastischem Werkstoff mit guten Gleiteigenschaften und hoher Abriebfestigkeit, der öl-, wasser- und wärmebeständig ist, z. B. Polychloropren. Mit dem Halteteil 32 ist durch einen dünnen Steg 36 der Lippenteil verbunden, der eine äußere Dichtlippe 38 in Form eines sich zur Dichtfläche 22 hin erweiternden Kegelstumpfes und eine innere Dichtlippe 40 aufweist, welche die Form eines Kegelstumpfes hat, der sich zur Dichtfläche 22 hin verjüngt.
F i g. 2 und 4 zeigen die Dichtung bei ruhender oder langsam drehender Spindel 12, F i g. 3 und 5 bei hoher Drehzahl der Spindel. In F i g. 2 liegt die äußere Dichtlippe 38 an der Dichtfläche 22 an. Dies geschieht vermöge der Vorspannung des elastischen Materials, aus dem die Dichtung besteht, oder -wie F i g. 4 zeigt - durch eine ringförmig gebogene Wendelfeder 42, welche auf der Außenseite der äußeren Dichtlippe 38 aufliegt. In den Hohlraum der Wendelfeder 42 sind Stahlkugeln 44 eingefüllt.
Bei höherer Drehzahl der Spindel 12 wird die äußere Dichtlippe 38 durch die Zentrifugalkraft nach außen gedehnt und dabei mehr und mehr von der Dichtfläche 22 abgehoben (F i g. 3). Die Wendelfeder 42 ist, wie F i g. 5 zeigt, dabei ebenfalls gedehnt, was durch die Stahlkugeln 44 verstärkt eintritt, und liegt am äußeren Rand des Ringes 26 an.
Einer ähnlichen Dehnung durch die Zentrifugalkraft unterliegt auch die innere Dichtlippe 40, die demzufolge gemäß F i g. 3 und 5 bei höherer Drehzahl der Spindel 12 sich an die Dichtfläche 22 anlegt.

Claims

Patentansprüche: 1. Lippendichtung, die an einem rotierenden Teil montiert ist und deren Lippe sich federnd an einer radialen Gegendichtfläche anliegend und unter Fliehkraft abhebend schräg radial nach außen erstreckt, mit einer zweiten, von der ersten ausgehenden Dichtlippe, die durch Fliehkraft an ihre Gegendichtfläche gepreßt wird, dadurch. g e k e n n z e i c h n e t, daß die zweite Dichtlippe (40) schräg radial nach innen gerichtet ist und von der ihr zugeordneten Gegendichtfläche (22), welche sich radial erstreckend ausgebildet ist, bei Stillstand einen Abstand hat.
2. Lippendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise eine der Fliehkraft unterliegende Ringwendelfeder (42) vorgesehen ist, die im Ruhezustand der Dichtung auf der Außenfläche der äußeren Dichtlippe (38) aufliegt.
3. Lippendichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum der Ringwendelfeder (42) mit Kugeln (44) gefüllt ist.
4. Lippendichtung nach Anspruch 1 und gegebenenfalls den übrigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der aus den beiden Dichtlippen (38, 40) bestehende Teil der Dichtung mit dem im rotierenden Teil angeordneten Halteteil (32) der Dichtung durch ein Verbindungsstück (36) geringer Biegesteifigkeit verbunden ist.