DE1525882B2 - Wellendichtring - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wellendichtring, der eine die Welle umgebende Dichtmanschette und eine an dieser angeordnete, auf der Welle anliegende Dichtlippe aufweist, an deren dem Flüssigkeitsraum zugekehrter Stirnseite bei beiden Drehrichtungen die Rückführung von Spritzöl in den Ölraum bewirkende Einrichtungen angeordnet sind.

Ein bekannter Wellendichtring weist an seiner dem Flüssigkeitsraum zugekehrten Stirnseite als die Rückführung von Spritzöl in den Ölraum bewirkende Einrichtungen eine Vielzahl in Umfangsrichtung der Stirnseite verteilter und normalerweise in Axialebenen des Ringes radial verlaufender Lappen auf, die entlang ihren radial inneren Seitenkanten auf der abzudichtenden Welle anliegen. Das gummiartige Material der Lappen ist so weitgehend elastisch verformbar, daß die Lappen bei einer Drehung der Welle unabhängig von der Drehrichtung stets an ihren äußeren Enden so in Drehrichtung abgelenkt werden, daß sie eine Art in Drehrichtung gekrümmter Schaufeln bilden, die das in axialer Richtung auftreffende Spitzöl jeweils wieder nach dem Ölraum zurück hin ablenken. Nachteilig ist bei einer solchen Ausbildung des Dichtringes jedoch, daß die notwendigerweise entsprechend weichelastischen Lappen zu wenig verschleißfest sind und die Dichtringe deshalb nur eine verhältnismäßig kurze Lebensdauer aufweisen können. Außerdem muß auch damit gerechnet werden, daß die an den einzelnen Lappen wirksamen elastischen Rückstellkräfte im Betrieb des Dichtringes zu Flatter- und Schwingungserscheinungen der Lappen in Umfangsrichtung führen, die die Abnutzung weiter beschleunigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Mängel zu vermeiden und die unabhängig von der Drehrichtung der abzudichtenden Welle gleichermaßen gute Abdichtungswirkung des Dichtringes auf andere Weise zu erzielen, ohne daß die Haltbarkeit des Dichtringes dadurch etwa beeinträchtigt werden könnte.

Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die eingangs genannte Stirnseite des WeI-lendichtringes in an sich bekannter Weise eine Hohlkegelmantelfläche mit einem Kegelwinkel zwischen 60° und 120° bildet und die Einrichtungen als im Abstand voneinander in der Stirnseite angeordnete, in Axialebenen verlaufende Rillen ausgebildet sind.

Solche genau radial nach außen verlaufenden Rillen bewirken an der genannten Hohlkegelmantelfläche, daß das von der abzudichtenden umlaufenden Welle abgeschleuderte Spritzöl unabhängig von deren Drehrichtung stärker als bei einer glatten Hohlkegelmantelfläche abgebremst und nach dem Ölraum abgelenkt wird. Trotzdem kann der Dichtring aus einem die Elastizität üblicher geeigneter Dichtringe nicht übersteigenden Material hergestellt werden, und es sind auch keine zusätzlichen Abnutzungen durch etwaige Flatter- oder Schwingungserscheinungen zu befürchten.

Überdies hat sich auch herausgestellt, daß das Spritzöl bei so ausgebildeten Dichtringen trotz einer flüssigkeitsdichten Andrückung der Dichtlippe im Stillstand beim Betrieb in einem gewissen Maße zwischen die Dichtlippe und die abzudichtende Welle eindringt, so daß an dieser Stelle eine beim Betrieb erhaltete gute Schmierung entsteht, die die angestrebte Abdichtung nicht beeinträchtigt, aber die Lebensdauer des Dichtringes erheblich heraufsetzt.

Zum Zurückfördern von Spritzöl nach dem das Öl enthaltenden Raum hin sind zwar schon an den Laufflächen und/oder an den dem Ölraum zugekehrten Hohlkegelmantelflächen der Dichtlippen von Wellendichtringen rillenförmige Ausnehmungen nach Art von Rückförderschnecken bekanntgeworden, die entweder sägezahnartig oder auch spiralförmig, stets aber schräg zu jeweiligen Axialebenen verlaufen. Diese bekannten Rillen weisen jedoch den Nachteil

ίο auf, daß die angestrebte Rückforderung des Spritzöles nur bei einer Drehrichtung der Welle möglich ist. Auf Grund von Versuchen hat sich ergeben, daß besonders gute Ergebnisse erhalten werden, wenn die Rillen gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung einen rechteckigen Querschnitt aufweisen. Ebenso ist es für die angestrebte Flüssigkeitsströmung am Dichtring zweckmäßig, daß die Rillen nur einen verhältnismäßig kleinen gegenseitigen Abstand voneinander aufweisen, der gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung etwa der achtfachen Breite der Rillen entspricht.

In der Zeichnung, die die Abmessungsverhältnisse der besseren Anschaulichkeit wegen nicht maßstabsgerecht wiedergibt, ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht; es zeigt

Fig. 1 eine mit einem erfindungsgemäßen Dichtring versehene Wellenabdichtung in einem schematisch gehaltenen, axial zur Welle verlaufenden Teilschnitt,

Fig. 2 eine Hohlkegelmantelfläche des Dichtringes gemäß F i g. 1 in einer in Umfangsrichtung der Fläche verlaufenden abgewickelten Schnittdarstellung.

Eine in F i g. 1 dargestellte Welle 10 durchsetzt die dargestellte Wellenabdichtungseinrichtung aus einem in F i g. 1 rechten Ölraum 11 nach einem in F i g. 1 linken Raum 12, wobei die Abdichtungseinrichtung die Aufgabe hat, ein Hindurchlecken von Öl aus dem Ölraum 11 nach dem Raum 12 hin zu verhindern.

Zur Abdichtungseinrichtung gehört ein die Welle 10 mit reichlichem Spiel umgebender, etwa napfförmiger metallischer Stützring 13, an dessen kreisringförmiger Bodenfläche innen der eigentliche elastomere Dichtring 14 mit einem äußeren tellerförmigen Bund 14' festgelegt, z.B. anvulkanisiert ist. Ein mit dem Bund 14' verbundener innerer Dichtungsteil 15 des Dichtringes 14 ist elastisch verformbar. Die der Welle 10 zugekehrte, verhältnismäßig schmale innere ringförmige Umfangsfläche 16 des Dichtungsteils 15 ist im entspannten Zustand etwas ballig, d. h.. nach innen bauchig ausgewölbt, was in der Zeichnung nicht sichtbar ist, weil diese Ausbauchung durch die elastische Andrückung des Dichtungsteiles 15 an den Umfang der Welle 10 zu einer zylindrischen Umfangsfläche verformt ist.

Nach dem Ölraum 11 hin bildet der Dichtungsteil 15 eine Hohlkegelmantelfläche 17 mit einem Kegelwinkel von etwa 90°, die mit innerhalb Axialebenen zur Welle 10 und damit zugleich etwa radial nach außen laufenden Rillen 18 versehen ist, wie auch aus Fig. 2 hervorgeht. Die Rillen 18 weisen bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel einen quadratischen Querschnitt auf und ihr gegenseitiger Abstand 19 beträgt etwa das Achtfache ihrer Breite. Die Rillen 18 haben den Zweck, die Tangentialbewegung der von der Oberfläche der Welle 10 durch Fliehkraft abgeschleuderten Öltröpfchen zu bremsen bzw., falls der Ölraum 11 mit Öl angefüllt sein sollte, die Neigung des Öles zur Mitdrehung mit der Welle 10

herabzusetzen, und in beiden Fällen seine Rückförderung in den Ölraum zu fördern. Dabei ergibt sich durch den genau radialen Verlauf der Rillen 18 in beiden Drehrichtungen der Welle 10 eine stets gleiche Wirkung.

Beim Stillstand der Welle 10 liegt das Öl an der Welle 10 an und es soll verhindert werden, daß das Öl entlang der Oberfläche der Welle 10 an der Umfangsfläche 16 des Dichtringes 14 vorbei in den ölfreien Raum 12 herausleckt. Der Dichtring 14 liegt deshalb mit seinem Dichtungsteil 15 unter einer ausreichenden Anpressung an der Welle 10 an, wodurch eine gute Abdichtung gewährleistet wird. Insbesondere bei größeren Wellenabmessungen kann zur Gewährleistung einer ausreichenden Anpressung des Dichtungsteiles 15 an die Welle 10 in üblicher Weise auch noch ein den Dichtungsteil 15 umspannender (nicht dargestellter) Federring vorgesehen sein, der z. B. aus einer Schraubenfeder besteht, die um den Dichtungsteil 15 herum gespannt.

Bei einer Drehung der Welle 10 wird die Tangentialbewegung der von ihr abgeschleuderten Tropfen bei deren Anschlag gegen die Hohlkegelmantelfläche 17 in eine Radialkomponente 21 und eine Axialkomponente 22 (vgl. Fig. 1) aufgeteilt. Die Axialkomponente 22 lenkt das Öl nach dem Ölraum 11 hin zurück, während die Radialkomponente 21 am Dichtungsteil 15 angreift und dem gegen die Welle 10 gerichteten Anlagedruck des Dichtungsteiles entgegenwirkt.

Die Hohlkegelmantelfläche 17 kann an ihrem inneren Rand noch mit einer etwa bis zum Grunde der Rillen 18 reichenden Stufe 23 versehen sein.

Auf Grund von Versuchen hat sich ergeben, daß in dem Spalt zwischen der Umfangsfläche 16 des Dichtungsteiles 15 und der Welle 10 ein ständiger Austausch von Öl erfolgt, weshalb dort keine Überhitzung des Öles und also auch keine trockene Reibung zu befürchten ist.

Wenn der im Ausführungsbeispiel genannte Kegelwinkel der Hohlkegelmantelfläche 17 auch bevorzugt 90° beträgt, so kann er im Rahmen der Erfindung doch auch in einem Bereich zwischen 60 und 120° kleiner oder größer gewählt werden.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Wellendichtring, der eine die Welle umgebende Dichtmanschette und eine an dieser angeordnete, auf der Welle anliegende Dichtlippe aufweist, an deren dem Flüssigkeitsraum zugekehrter Stirnseite bei beiden Drehrichtungen die Rückführung von Spritzöl in den Ölraum bewirkende Einrichtungen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseite in an sich bekannter Weise eine Hohlkegelmantelfläche (17) mit einem Kegelwinkel zwischen 60 und 120° bildet und die Einrichtungen als im Abstand voneinander in der Stirnseite angeordnete, in Axialebenen verlaufende Rillen (18) ausgebildet sind.

2. Dichtring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen (18) einen rechteckigen Querschnitt aufweisen.

3. Dichtring nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen zwei benachbarten Rillen (18) etwa der drei- bis zwölffachen Breite der Rillen (18) entspricht.

4. Dichtring nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen zwei benachbarten Rillen (18) etwa der achtfachen Breite der Rillen (18) entspricht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen