DE1525486A1 - Dichtung zur Verhinderung des Fluessigkeitsdurchtritts zwischen einem Gehaeuse und einer umlaufenden die Gehaeusewandung durchsetzenden Welle - Google Patents

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Ihr Sohrelben vom Mein Zeichen Roßmarkt 10a

P 6604 18. Febr, 1966 Soh/sch

MICUS IMMOBILIAR^ UND FINANZ IE11UNGS-ANSTALT Triesen, Liechtenstein«

Dichtung zur Verhinderung des Flüssigkeitsdurch« tritts zwischen einem Gehäuse und einer umlaufenden die Gehäusewandung durchsetzenden Welle«

Die Erfindung bezieht sich auf Dichtungen für umlaufende Wellen und betrifft insbesondere eine verbesserte Diohtungsausbildung zur Verhinderung dee Flüssigkeitsverlustes zwisohen der umlaufenden Welle und dem Gehäuse und zwar während des

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ruhenden oder drehenden Zustandes ohne ttücKsicht auf die Umlaufrichtung der Welle.

Es sind bereits schon eine Vielzahl von Abdichtungsausbildungen für eine wirksame Verbindung des Flüssigkeitsverlustes zwischen Welle und Gehäuse vorgeschlagen worden. Diese Dichtungen können in drei Grundgruppen eingeteilt werden:

a) Dichtungen mit fortlaufender Berührung;

b) Labyrinthdichtungen,

c) Hydrodynamikdichtungen,

Die Dichtungen mit fortlaufender Berührung umfassen Plächen- und Lippendichtungen, DichtungspacKungen O-Hinge, usw.; wobei die wirksame Abdichtung durch Anpressen eines nachgie— ν bigen Dichtungsmaterial gegen die Oberfläche der Welle erreicht wird. Diese Abdichtungen sind für Wellen mit mäßiger Umlaufgeschwindigkeit, glatter Oberfläche und ohne Schwingungserscheinungen verhältnismäßig gut, Gerät jedoch die Welle in Schwingungen, wie es bei hohen Umlaufgeschwindigkeiten der Fall ist, dann wird ein unveränderliches Leoken eintreten, wenn die Berührung zwischen dem nachgiebigen Dich-

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tungsmaterial und der Welle unterbrochen ist* Dieses Problem hat man dadurch zu lösen versucht, indem man das Dich— tungsmaterial fest an die Welle anpresste, beispielsweise durch Überziehen einer Lippendichtung mit einer Federgamasche· In diesem Fall tritt infolge des übermäßigen Druckes, verursacht durch die fortlaufende Berührung zwischen Welle und Dichtung bei hoher Umlaufgeschwindigkeit ein merkliches Wachsen der Reibung zwischen Dichtungsmaterial und Welle auf» Diese drehende Reibung beschleunigt» insbesondere bei Wellen, deren überflächen nicht absolut glatt sind, die Abnutzung, Zusätzlich werden, infolge der durch übermäßige Reibung erzeugten Wärme die physikalischen Eigenschaften des Dichtungsmaterials in zunehmendem Maße verschlechtert.

Die Labyrinthdichtungen unterscheiden sich insofern von den Dichtungen mit fortlaufender Berührung, als bei ersteren das Dichtungselement nicht gegen die Welle gepresst wird» Dafür verbleibt jedoch zwischen dem Dichtungselement und der Welle ein Spalt, wobei die entweiohend· Flüssigkeit gezwungen wird, einen weitgehenden Umweg zu nehmen. Bei dieser Dichtungeart müssen jedoch auch einige Leckverluste in Kauf

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genommen werden* Darüber hinaus sind diese Dichtungen unter ruhenden Bedingungen vollkommen unwirksam« Im Gegensatz zu diesen vorbeschriebenen Dichtungen machen sich die hydrodynamischen Dichtungen ein grundlegendes Prinzip zunutze welches unmittelbar die Quellt der meisten Dichtungsprobleme angreift indem sie die Energielinie, welche den Flüssigkeitsstrom unterstützt, aussohaltet_eBei einer hydrodynamischen Dichtung sind die Welle und das sie umschließende Dichtungselement mit Gewinde oder geneigten Nuten unterteilt, wobei das (rewind· oder die Nuten entweder auf der Welle oder der gegenüberliegenden Umfläohe des Dichtungselementes angeordnet sind«' Bei umlaufender Welle haftet Flüssigkeit an den entgegengesetzten drehenden und stillstehenden Flächen und erzeugt einen zähen Widerstand, welcher eine radiale und eine aohsiale Kraft komponente der Flüssig·· keit verleiht« Bei riohtiger Neigung der Gewindegänge oder Nuten zur Umlaufrichtung der Well· verhindert «in· nach innen gegen das Gehäuse geriohtete Aohilalkraftkompon«nt« das Entweichen der Flüssigkeit au· dem Gehäuse« Wenn die naoh innen geriohtete Aohsialdruokko*pon«nt· größer oder

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gleich dem inneren Flüssigkeitsdruck ist, weloher versucht ein Ausströmen aus dem Gehäuse zu bewirken, dann ist eine absolute Abdichtung gesichert. Diese Wirkung steht im Gegensatz zu der von Labyrinthdiohtungen, bei denen das Lecken nur gebremst aber nicht vollkommen verhindert wird» Darüber hinaus wird für alle praktischen Zwecke der Reibungsversehleiß ausgeschieden, da das Dichtungselement der hydrodynamischen Dichtung nicht in tatsächlicher Berührung mit der Oberfläche der umlaufenden Welle kommt«

Trotz dieser vorgenannten Vorteil· haben die hydrodynamischen Dichtungen keine weitreichende Verwendung gefunden, weil andere Probleme ungelöst blieben*¹ So sind z.B. hydrodynamische Dichtungen geschwindigkeitsempfindlich und haben keine Möglichkeit unter ruhenden Bedingungen eine Abdichtung zu gewährleisten. Darüber hinaus wirken die herkömmlichen hydrodynamischen Dichtungen nur einseitig, da sie im allgemeinen in einer Richtung diohten und in der anderen pumpen. Dadurch können die bekannten hydrodynamischen Dichtungen unter ruhenden Bedingungen oder bei Umkehr der Drehriohtung der Welle das Duronsiok«rn der Flüssigkeit aus d·* Gehäuse

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fei...

nioht verhindern.

Die obengenannten Probleme werden nach der Erfindung behoben, welche eine verbesserte Dichtungseinrichtung durch eine neue Ausbildung vorsieht, die tatsächlich das Lecken der Flüssigkeit zwischen Welle und Gehäuse sowohl unter ™ statischen als auch unter dynamischen Bedingungen verhindert.

Weiterhin ist die erfindungsgemäße Dichtung unabhängig von der Drehrichtung der Welle voll wirksam. Hierbei macht die Dichtung nach der Erfindung in einer Weise von dem Prinzip der gleitenden Berührung und der hydrodynamischen Ab-

dichtung Gebrauoh, die ein Ausströmen der Flüssigkeit aus ^ dem Gehäuse entlang der Umfläche der umlaufenden Welle mit Sicherheit verhindert.

Erfindungsgemäß wird dies bei einer Dichtung zur Verhinderung des Flüssigkeitsdurchtritts zwischen einem Gehäuse und einer umlaufenden die Gehäusewandung durchsetzenden WeI-. Ie, wobei die Dichtung aus einem nachgiebigen in die Gehäusewandung fest eingesetztem, die Welle umschließenden Körper besteht mit einer in radialem Abstand von der Welle

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angeordneten Innenfläche, deren eine Seite in einer scharfen Kante endigt, die in gleitender Berührung mit der Wellenoberfläche steht sowie einem ringförmigen der scharfen Kante benachbarten Bereioh mit einer Mehrzahl beiderseits parallel verlaufender zu der Achse des Kör-

pers geneigter Nuten daduroh erreicht, daß sich an den genuteten ringförmigen Bereioh der Innenfläche des Diohtungskörpers ein weiterer ringförmiger Bereioh mit einer Mehrzahl beiderseits parallel laufender zu der Achse des Körpers geneigter Nuten anschließt, die in einem gegenüber den Nuten des ersten Bereichs unterschiedlichen Winkeln verlaufen«

Üie Erfindung ist nachstehend anhand des in der Zeichnung

dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert« Ee zeigen:

Fig« 1 eine Schnittansioht der erfindungsgenäß«n Dioh~ tung, wobei die Dichtung auf der di· Wandung des di· Flüssigkeit aufnehmenden öehäue·· durohs«tzen~ den tfelle angeordnet ist,

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Fig» 2 einen Teil der Dichtungsausbildung in vergrößertem

Maßstab gemäß der Fig. I₁ Flg. 3 einen Schnitt naoh der Linie IH-III der Fig. 2

mit der Anordnung von hydrodynamischen Nuten in

einem Teil der Dichtungslippe,

φ Fig. 4 einen Schnitt naoh der Linie IV-IV der Fig. 31 Fig. 5 einen Sohnitt naoh der Linie V-V der Flg. 3_f Fig. 6-9 Schnitt ähnlich der Fig. 2 mit abgewandelten

Ausführungen.

Wie aus Fig. 1 und 2 ist das Gehäuse 10 mit einem abnehmbaren Boden 12 versehen» In dem Gehäuse 14 befindet sich ein· Flüssigkeit, beispielsweise Sohaieröl Ib. Die von dem Gehäuse ausfe gehende Welle 18 ist von Lagtm20 (es ist nur ein Lager dargestellt) aufgenommen» Das ein· End· der Welle 1Θ tritt aus dem Gehäuse 10 durch die öffnung 22 und kann in bekannter» nioht dargestellter Weise angetrieben werden» Die Diohtung 24 ist in einer ringförmigen Aussparung 24 der Genaue«wandung 10 gegenüber der Öffnung 22 angeordnet, um das Leoken des Schmieröls 16 entlang der Oberfläche der Welle 16 zu verhindern* Wie aus der Flg. 2-5 besser ersichtlioh ist, wird die'Diohtung

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von einem Ring 28 aus nachgiebigem Material, z.B. aus Gummi gebildet. Je nach Wunsch kann der Ring innen mittels einer ringförmigen eingebetteten Metalleinlage 30 verstärkt werden, (Fig« 2), Der Außendurchmesser der Dicntung ist so bemessen, daß er sich fest gegen die Innenwandung 32 der Aussparung anlegt und somit die Dichtung in ihrer Lage im Gehäuse während des Umlaufs der Welle 18 sichert.

Der Ring 28 weist eine ringförmige Lippe 34t auf, die eine verhältnismäßig scharfe Kante 36 besitzt, welche auf der Oberfläche der Welle 18 gleitet. Um die Berührung der scharfen Kante 36 mit der Welle zu sichern, können Spannmittel, bei« spielsweise eine Manschettenfeder 38 angeordnet werden, die die ringförmige Lippe 3^ umfasst» Dazu sei bemerkt, daß durch die erfindungsgemäße Ausbildung kein erhöhter Verschleiß in— folge der Spannmittel (Feder 38) auftritt. Diese Tatsache ist primär durch die folgenden beiden Faktoren begründet: Erstens:)Die soharfe Kante 36 braucht nur so stark gegen die Umfläche der Welle 18 gedrückt werden, daß die Berührung bei ruhender bzw, langsam laufender Welle gewährleistet ist,

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Erhöht sich die Umlaufgeschwindigkeit der Welle 18, dann übernimmt das nachstehend beschriebene hydrodynamische Dichtungsprinzip die Dichtungsiunktion,

Zweitens:) Durch richtige Anordnung der Feder 38 zu der Kante 36 kann die nach innen gehende Radialkraft der Feder auf die Dichtungskante, ohne eine wesentliche Verformung der Dichtung zu,bewirken, gerichtet werden. So kann z.B« wie Fig. 2 zeigt, die Feder 38 in einen Einschnitt 39 eingesetzt werden, der nahezu radial mit der Kante 38 fluchtet, so daß sich ihre Kraft auf dem engen Bereich der Gleitberührung zwischen Dichtung und Welle 18 ohne Zerstörung der Lippe 34, konzentriert»

Die ringförmige Lippe ist weiterhin an der äußeren Seite der Kante 36 mit einer Innenfläche 40 mit radialem Abstand von der Oberfläche der Welle 18 versehen. Wie zu ersehen ist, verläuft ein wesentlicher Teil der Fläche 40 parallel zur Druckachse der Welle 18« Wie jedoch noch später zu sehen ist, braucht diese parallele Ausrichtung nicht in allen Fällen erhalten zu bleiben·
Gemäß Fig. 3-5 ist die Innenfläche 40 mit einem Satz sich

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über den Umfang erstreckenden hydrodynamischen Nuten 42 versehen, die der Kante 36 unmittelbar benachbart sind« Die Nuten 42 sind gegenüber der Dichtungsachse in der gleiohen Hauptriohtung geneigt wie gegenüber dem Umlauf der Welle, wobei die Hauptdrehriohtung der Welle wie in Pig«¹ l_t2,3· durch Pfeil A dargestellt ist, im Uhrzeigersinn verläuft« Ein zweiter Satz Nuten 44 befindet sich auch an der Innenfläche 40 der ringförmigen Lippe 34 und ist unmittelbar benachbart den Nuten 42« Die beiden Nutengruppen treffen sioh entlang der Linie 46 und bilden ein Fischgrätenmuster· Die Nuten in der zweiten Gruppe 44 sind größer in der Tiefe, Nil— gung und Breite als die Nuten 42 der ersten Gruppe« Jedoch brauoht dieses genaue Verhältnis nicht in allen Fällen gewahrt werden, da es sioh versteht, daß die besonderen Abmes- M sungen und die Anordnung jeder Nutengruppe sioh ändern kann in Abhängigkeit einer Vielzahl veränderlicher Größen, wie Umfangsgeschwindigkeit der vfelle, der Viskosität der Flüssigkeit la Gehäuse 10, sowie anderer Faktoren, wie Temperatur, Wellenrauhigkeit, iiw,
Aus dem vorstehenden ergibt «ioh, daß die Diohtung gemäß

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der Erfindung zwei grundlegende Dichtungsprinzipien verein nigt_# Erstens, indem sie eine sich gegen die Oberfläche'der Welle drückende scharfe Kante 36 besitzt für die wirksame Abdichtung bei ruhender (nicht sohwingender Welle) und mit niedriger Geschwindigkeit umlaufender Welle. Zweitens, indem sie mit zwei Gruppen entgegengesetzt ausgerichteter hydrodynainiscner Nuten versehen ist, die wie nachbeschrieben derart zusammenwirken, daß sie eine wirksame Abdichtung unter dynamischen Arbeitsverhältnissen, unabhängig von der Umlaufrichtung der Welle gewährleisten. Der Vorgang bei ruhender und langsam umlaufender Welle ist dabei wie folgt: Bei diesen Arbeitsbedingungen wird die Kante 36 der Dichtungslippe 34 gegen die Oberfläche der Welle gedrückt, so daß die Viskosität der im Gehäuse 10 befindlichen Schmieröls der Durchtritt des 01s unter der Kante 3t> verhindert. Unter dem Begriff "Arbeitsbedingungen mit geringer Geschwindigkeit" soll die Umlaufgeschwindigkeit der Welle in einen Bereich zwischen ruhendem Zustand bis zu einer Umlauf geschwindigkeit, bei der die Welle in Schwingungen gerät _t verstanden werden« Gemäß dem verwendeten Dichtungsmaterial

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wird die natürliche Nachgiebigkeit der Dichtung genügend Druck auf die Welle ausüben. Jedoch können noch zusätzliche Mittel wie die Feder 38 zur Anwendung kommen. Es muß dabei bemerkt werden, daß in jedem Fall der erforderliche Druck zum Anpressen der Kante 36 gegen die Welle 18 immer genügend groß sein muß, um eine wirksame Dichtung bei statischer und bei Arbeitsbedingung mit geringer Geschwindigkeit zu sichern, d.h. in dem Bereich, wo noch keine lästigen Schwingungserscheinungen der Welle auftreten. Dies steht im Gegensatz zu den herkömmlichen Lxppendichtungen, die mit einem viel größeren Druck angepresst werden müssen, um ein Lösen von der Welle bei hoher Geschwindigkeit zu verhindern.

Diohtungsvorgang bei dynamischer Arbeitsbedingung mit hoher Geschwindigkeit, wobei die Umdrehung der Welle im Uhrzeigersinn erfolgt.

Wird die Umlaufgeschwindigkeit der Welle 18 im Uhrzeigersinn beschleunigt, dann versuchen die üblich auftretenden Schwingungen die Oberfläche der Welle von der scharfen Kante 36 der Dichtungslippe 3^ wegzudrücken. Obgleich die Feder 38 eine ausreichende Stärke aufweist, um eine konstante Oberflächen—

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berührung zwischen Kante 36 und der Welle unter statischen und Arbeitsbedingungen geringer Geschwindigkeit zu bewirken, ist ihre Stärke so berechnet, daß sie eine Unterbrechung der Oberflächenberuhrung, verursacht durch die Schwingungen der Welle bei hoher Geschwindigkeit zuläßt« Bei den Schwingungen der Welle und de» periodischen tfegspringen von der Kante 36 wird eine geringe Schmieröliaenge zwischen der Lippe 34 und der Oberfläche der Welle hindurchsickern» Das ist insofern vorteilhaft, als das Öl einen Film zwischen Kante 36 und der Oberfläche der Welle bildet und somit den engen Bereich der Reibungsberührung von Dichtung und Welle schmiert. Jegliches Ol das unterhalb der Kante 36 hindurchtritt, versucht sofort an der Welle und der ruhenden Innenfläche 40 der Dichtungslip«-, pe 34 anzuhaften. Der zähe Widerstand, hervorgerufen durch die erste Gruppe der geneigten hydrodynamischen Nuten 42, die im Verhältnis zur Dichtungsachse in der gleichen Richtung der im Uhrzeigersinn sich drehenden Welle geneigt sind, erzeugt der Flüssigkeit eine radial und eine achsial gerichtete Kraftkomponente· Die Achsialkomponente verläuft entlang der Oberfläohe der Welle 18 nach dem Gehäuseinneren 10 und erzeugt hierdurch eine Rückstoßwirkung zur Verhinderung des Durchtritts

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der Flüssigkeit unter der Kante 36. Bei richtiger Wahl der Winkel der Nutenneigung sowie der Breite und Tiefe der Nuten im Verhältnis der Viskosität der Flüssigkeit im Gehäuse 10 wird das Ausströmen der Flüssigkeit unterhalt) der Kante an einer Stelle aufgehalten, die als "Stelle des Störungsgleichgewichts" bezeichnet wird und zwischen Kante 36 und Trennlinie 46 liegt* Diese Stelle kann sich jedoch etwas ändern, da sie von verschiedenen Faktoren, wie Viskosität, Temperatur, Umlaufgeschwindigkeit der Welle 18 usw. abhängig ist, Wird z.B. die Umlaufgeschwindigkeit der Welle verringert, dann rückt die Stelle des Störungsgleichgewichts zur Linie hin. Wird dagegen die Umlaufgeschwindigkeit der Welle erhöht, dann rückt die Stelle des Geschwindigkeitsgleichgewiohts nach innen zur Kante 3. In jedem Fall kann bei hoher Umlaufgeschwindigkeit einiges Schmieröl unterhalb der Kante 36 hindurchdringen, um somit den schmalen Bereich der gleitenden Berührung zwischen Dichtung und Welle zu schmieren« Jedoch wird jegliches unterhalb der Kante 3*> hindurchtretendes Öl später durch die RücKstoßwirkung der ersten Gruppe der geneigten Nuten 42 aufgehalten.
Bei dem Umlauf der Welle 18 im Uhrzeigersinn wird auch Luft an der Außenseite des Gehäuses durch die Welle in eine sich

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im Uhrzeigersinn drehende Strömungsrichtung mitgerissen» Die äußere Gruppe der Nuten 44 übt eine Rückstoßwirkung auf die Luft aus, die der im Zusammenhang mit den vorbeschriebenen Nuten 42 ähnelt, jedoch in umgekehrter Richtung, so daß ein bogenförmiger Luftstrom in umgekehrter Richtung entsteht, wie er durch die Pfeile 48 entsprechend der Fig« 2 schematisch dargestellt ist« Der Luftstrom versucht Staub« und Grießteil« ohen von den Ringspalten zwischen der Innenfläche 40, der Dich« tungslippe 34 und der Welle 18 zu drücken, so daß eine Verschmutzung des Schmieröls 16 im Gehäuse 16 verhindert wird, falls Luft durch die Pumpenwirkung der ersten Gruppe der Nuten 42 in das Gehäuse eindringen sollte* Mit anderen Worten erzeugen die beiden Gruppen der entgegengesetzt geneigten Nuten 42 und 44 auf der Innenfläche 40 der Dichtungslippe 34 eine wechselseitig entgegengerichtete Pumpwirkung während der Umlauf— richtung der Welle 18 entgegen dem Uhrzeigersinn. Die Nuten 42 wirken mit dem Öl, welches durch die Kante 36 sichert, zusammen und das mit der Welle 18 mitgerissen wird, so daß eine RUckstoßwirkung entsteht, die ein Lecken aus dem Gehäuse 10 verhindert. In derselben Weise erzeugen die Nuten 44 .eine ähnliche Pumpenwirkung in entgegengesetzter Richtung , um die Luft vom Gehäuseinnern zu sperren» _R

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Dichtungsvorgang unter dynamischen Arbeitsbedingungen hoher Geschwindigkeiten, und tfellenumlauf entgegen dem Uhrzeigersinn,

Dreht sioh die Welle entgegen dem Uhrzeigersinn, dann verläuft die Neigung der Nuten 42, wie in schematisoher Darstellung in Fig. 3 Pfeil B zu ersehen ist, in der Wellendrehung entgegengesetzter Richtung, Wird die Umlaufgeschwindigkeit der Welle erhöht, so daß wieder Schwingungen auftreten, dann versucht Öl unterhalb der Kante 36 hindurchzusickern, sojwie es bei der Drehung der Welle im Uhrzeigersinn vorbe— schrieben wird. Sobald Öl unter der Kante 36 durchgesickert ist, wird es von der Oberfläche der Welle mitgerissen und da die Nuten 42 jetzt in einer der Umlaufrichtung der Welle entgegengesetzten Richtung geneigt sind, wird das Öl unmittelbar in die Nuten 42 gedrückt. Das Öl läuft entlang der Nuten 42 bis es die Trennlinie 46 erreicht; an dieser Stelle trifft das Öl auf die Gruppe mit entgegengesetzt geneigten Nuten 44, die jetzt in Richtung der Wellendrehung verlaufen. Die hydrodynamischen Nuten 44 erzeugen an dieser Stelle eine Rückstoßwirkung auf das in die Nuten 42 gesickerte Öl und ein Gleichgewichtszustand wird wieder an der Stelle zwisohen Trennlinie 46 und der Außenkante 50 der Nuten 44 erreioht,

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vorausgesetzt, daß diese Nuten genügend lang sind« Diese Stelle des Gleichgewichts wird wieder zwischen der Linie 46 und der Kante 50 verlaufen und ist abhängig von einer Anzahl veränderlicher Größen, wie Öltemperatur, Viskonsität und der Umlaufgeschwindigkeit der Welle.

Es ist hieraus ersichtlich, daß bei Umkehr der Drehrichtung P der Welle die Nuten 44 der Dichtung (Fig· 2), ein zweites hydrodynamisches Hindernis bilden, das den Durchtritt des Schmieröls aus der Dichtung unterhalb der Kante 36 verhindert» Auf diese Weise wird eine wirksame Dichtung in beiden Drehrichtungen gesichert. Jedoch kommt es oft vor, daß der Abstand in den die Dichtung angeordnet wird, in achsiale Richtung der Welle begrenzt ist, so daß der ringförmig genutete Bereich der zweiten Gruppe nicht genügend breit ist für die Errichtung der Stelle des Gleichgewichts zwischen der Trennlinie 46 und der Außenkante 50 der Nuten 44 bei umgekehrter Umlaufrichtung der Welle. Hierdurch wird öl aus dem Gehäuse IU durch den zwischen Welle 18 und Dichtung 24 gebildeten Spalt dringen.

Die Ausführungsformen nach Fig. β und 7 zeigen Dichtungen, die, obgleich sie in achsialer Richtung schmal sind, selbst bei Umkehr der Drehrichtung der Yielle jeglichen Ölaustritt aus dem Gehäuse verhindern. Die Teile dieser Dichtungen sind denen

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der in Pig» 2 dargestellten ähnlich und mit den gleichen Bezugszeichen versehen* Wie in Pig* 6 dargestellt, besteht der Unterschied darin, daß die ringförmigen Bereiche der Fläche» 40, die durch die erste und zweite Nutengruppe gebildet werden, annähernd in der Breite gleich sind, wobei anstoßend an die Außenkante 50 der zweiten Gruppe hydrodynamische Nuten 44, der Dichtungskörper mit einer ilinglippe 6o, die radial ät zu der genuteten Fläche 40 der Dicntung verläuft« Die Lippe besitzt eine Innenfläche 6l und eine Kante b2, deren radialer Abstand von der Welle kleiner ist im Vergleich zu den radialen Abständen der zweiten Nutengruppe 44 zur Welle 18, Dreht sich die Velle 18 im Uhrzeigersinne mit geringer oder hoher Geschwindigkeit, dann wirkt die Dicntung in ähnlicher Weise wie in Fig. 2 dargestellt. Dreht sich die Welle dagegen mit hoher Geschwindigkeit entgegen den Uhrzeigersinn, z«B_# in der Neigungsrichtung der Nuten 44, dann wird Ol nach der Außen« seite der Kante 50 dringen, weil die Nuten 44 zu kurz sind, um der Pumpenwiricung der Nuten 42 entgegenzuwirken. Der ausfließende Strom wird aurch die Fläche 61 der Lippe 6o aufgehalten, gegenüber der das 01 einen iiing bildet, der teilweise die Nuten 44 bedeckt und um ihre Achse infolge des durch die Welle erzeugten Strömungswiderstandes rotiert,

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Die Drehung des Olringes erzeugt Zentrifugalkräfte, welche den Druck innerhalb dieses Ringes erhöhen. Hierduroh werden die Achsial^räfte, die auf die Ölteilohen in Richtung des Gehäuses 10 wirken, erhöht, bis diese Achsialkräfte gleich den Achsialkräften die durch die erste Gruppe der Nuten 42 im Öl erzeugt fc werden, sind und in Richtung der Außenseite des Gehäuses wirken. Auf diese Weise wird ein Gleichgewichtszustand an der Stelle zwischen Trennlinie 46 und Kante 50 erreicht, so daß kein Öl aus dem Gehäuse entweichen kann.

Wird die Welle nach dem Umlauf entgegen dem Uhrzeigersinn angehalten, dann sind die Zentrifugalkräfte, die den Ölring erzeugen, unwirksam, so daß das in der Dichtung befindliche 01 unterhalb der Welle hindurohfließt, aber mindesten zum Teil durch den aufstehenden Teil der Lippe 60, welcher als Wehr wirkt, am Ausströmen gehindert wird.

Das durch dieses Wehr zurückgehaltene Öl bildet, wenn die Welle wieder umläuft, einen Ring, so daß weniger Öl zwischen die scharfe Kante 36 und die Welle 18 fließen wird.

Die in Fig« 7 dargestellte Dichtung besteht aus einer Nut 63 im Fußteil der Lippe 34 zwisohen der Innenfläche 61 der Lippe und der Außenkante 50 der Nuten 44_# Die Innenfläche 40 mit den

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beiden Nutengruppen 42 und 44 ist kegelstumpfförmig ausgebildet. Da die Nut 65 unten einen größeren Durchmesser besitzt als der benachbarte Teil der Fläche 40, wird der Spalt, in dem der Ölring bei entgegen dem Uhrzeigersinn umlaufender Welle sich bildet, vergrößert, so daß mehr Öl in der Dichtung zurückgehalten werden kann, was, wie Versuche erwiesen haben, das Dichtungsvermögen der Einrichtung verbessert.

In der Ausführung gemäß den Fig. 8 und 9 sind die entgegengesetzt geneigten Gruppen der hydrodynamischen Nuten nioht aus einem zusammenhängenden Dichtungsteil gebildet, Naoh Fig» 8 berührt der aus nachgiebigem Material bestehende Dichtungsring 28a die Oberfläche der Welle 18 mit einer scharfen Kante 36a und ist weiterhin mit einer ersten Gruppe geneigter hydrodynamischer Nuten 42a, die unmittelbar der Kante 36a benachbart sind, versehen» Die zweite Gruppe der Nuten 44a ist jedoch in einer Metallbüchse 54 aufgezogen, die in bekannter Weise,z.B. durch Vulkanisieren mit dem Ring 28a verbunden ist« Hieraus ist ersichtlich, daß es eine Vielzahl von Ausführungsformen gibt, bei denen die entgegengesetzt geneigten Gruppen hydraulischer Nuten sowohl aus einem Dichtungsstüok oder auch aus Teilstücken bestehen können«

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In jedem Falle ist allen Ausführungsformen das Merkmal gemeinsam, wonach zwei entgegengesetzt geneigte Gruppen hydrodynamischer Nuten benachbart angeordnet sind und eine scharfkantige Dichtungslippe besitzen. Mit dieser Konstruktion wird immer erreicht, daß bei statischen und dynamischen Arbeitsbedingungen ohne Rücksicht auf die ürehrichtung der Welle eine sichere Abdichtung erfolgt.

Weiterhin wird die Keiuung, da die Welle nur von einer verhältnismäßig scharfen Kante 36 gleitend berührt wird und die entgegengesetzt geneigten Gruppen hydrodynamische Nuten im Abstand von der Oberfläche der Welle bleiben, um ein beträchtliches Maß verringert und somit der Verschleiß der Dichtung herabgesetzt.

- Patentansprüche -

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Claims (1)

1. Patentansprüche.

   1, Dichtung zur Verhinderung des Plüssigkeitsdurohtritts zwi*» sehen einem Gehäuse und einer umlaufenden die Gehäusewandung durchsetzenden Welle, wobei die Dichtung aus einem

   i nachgiebigen in die Gehäusewandung fest eingesetztem, die ^ Welle umschließenden Körper besteht mit einer in radialem Abstand von der Welle angeordneten Innenfläche, deren eine Seite in einer scharfen Kante endigt, die in gleitender Berührung mit der Wellenoberfläche steht, sowie einem ringförmigen der scharfen Kante benachbarten Bereich mit einer Mehrzahl beiderseits parallel verlaufender zu der Achse des Dichtungskörpers geneigter Nuten, dadurch ge« m kennzeichnet, daß sich an den genuteten, ringförmigen Bereich der Innenfläche des Dichtungskörpers ein weiterer ringförmiger Bereioh mit einer Mehrzahl beiderseits parallel laufender zu der Achse des Dichtungskörpers geneigter Nuten ansohließt, die in einem gegenüber den Nuten des ersten Bereichs unterschiedlichen Winkel verlaufen.

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   2, Dichtung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Nutengruppen ein Fischgrätenmuster bilden,

   >, Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Abstand zwischen der einen Nutengruppe und der Welle derart gewählt ist, daß diese Nuten das Einströmen von Luft in das Gehäuse infolge der Pumpwirkung der anderen Nutengruppe verhindern,

   4, Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der scharfen Kante gegenüberliegend und an die Außenkante angrenzend, die Innenfläche des Dichtungskörpers mit einer sich radial über sie erstreckenden Hinglippe versehen ist, die eine Kante besitzt, welche weniger radial von der tielle absteht als der angrenzende Teil der Dichtungsinnenfläohe»

   K. Schmidt

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   5« Dichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Lippe unmittelbar an die Außenkante des Nutenbereichs angrenzt.

   6, Dichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet ι daß im Dichtungskörper zwischen der Lippe und der Außenkante des genuteten Bereichs eine

   nu.t.
   Ring/eingelassen ist.

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