DE1525995C - Abdichtung eines Lagers zwischen zwei oszillierend zueinander schwenkenden Teilen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Abdichtung eines Lagers zwischen zwei oszillierend zueinander schwenkenden Teilen, die in einer winkeligen Ausnehmung am Ende des Lagers angeordnet ist und sowohl axial gegen eine radiale Fläche zur Verhinderung des Schmutzeintrittes als auch radial gegen eine Zylinderfläche des gelagerten Teiles zur Verhinderung des Austrittes von Öl aus dem Lager gleitend und dichtend anliegt, wobei die Dichtung aus zwei Ringen besteht, deren einer zur Erzielung der axialen und radialen Anpressung dient.

Aus der USA.-Patentschrift 2 285 870 ist eine derartige Abdichtung bekannt, bei der der Ring zur Erzielung der axialen und radialen Anpressung auch eine Dichtungsfunktion ausübt, so daß das Material für den Ring niemals optimal für eine Funktion gewählt werden kann. Es muß immer ein Kompromiß gewählt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dichtung zu schaffen, die diesen Nachteil nicht aufweist.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erzielt, daß der andere Ring eine an sich bekannte konische Stirnfläche aufweist, deren äußerer Rand dichtend gegen die radiale Fläche des gelagerten Teiles anliegt und dieser Ring eine auf den Lagerspalt zugerichtete, am zylindrischen Umfang des gelagerten Teiles anliegende Dichtlippe aufweist, auf die der andere Ring im anpressenden Sinne einwirkt. In vorteilhafter Weise übernimmt hier ein Ring die gleitende Dichtungsfunktion an beiden gleitenden Dichtungsstellen, so daß bei der Materialauswahl auf optimale Gleit- und Abnutzungseigenschaften geachtet werden kann, und der andere Ring dient lediglich zum Zweck der Anpressung, und das Material dieses Ringes muß lediglich zu diesem Zweck ausgewählt werden. Es

ίο müssen keine Kompromisse mehr geschlossen werden, und es können für die unterschiedlichen Zwecke Materialien mit optimalen Eigenschaften ausgewählt werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann der Ring, der die Dichtungsfunktion ausübt, aus glasfaserverstärktem Polytetrafluoräthylen bestehen, wobei dieser Ring noch ein Feststoffschmiermittel enthalten kann.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform

ao kann der die Dichtungsfunktion ausübende Ring eine zum Boden der Ausnehmung hin geöffnete Nut mit konischen Flanken aufweisen, in die ein Vorspannring mit konischem Profil mittels Federn eingedrückt ist.

Die Erfindung soll in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 eine vergrößerte Teilschnittansicht einer erfindungsgemäßen Abdichtung und

Fig. 2 eine ähnliche Detailschnittansicht einer abgeänderten Ausführungsform.

Als Beispiel einer Vorrichtung, bei der die erfindungsgemäße Abdichtung verwendet werden kann, sei eine Drehbetätigungsvorrichtung genannt, die einen Teil eines hydropneumatischen Aufhängesystems für Laufräder von endlosen Ketten eines Land- oder Amphibienfahrzeuges am Fahrzeugrahmen öder am Schiffsrumpf bildet, wobei die Betätigungseinrichtung am Fahrzeugrahmen oder Schiffsrumpf befestigt ist.

Die Drehbetätigungseinrichtung weist eine Flügelwelle 22 auf, die radial nach außen sich erstreckende Flügel hat. Die Flügelwelle kann innerhalb eines Gehäuses der Betätigungseinrichtung verschwenkt werden, und zwar gemäß hydraulischen Druckunterschieden auf den gegenüberliegenden Seiten der Flügel oder durch eine mechanische Betätigung eines Hebels 11, der fest am vorderen Endabschnitt 24 der Flügelwelle befestigt ist, der sich durch ein Endverschlußglied 17 hindurch und über dieses hinaus erstreckt. Das Endverschlußglied 17 weist eine Lagerbohrung 25 für diesen Zweck auf. Eine Abdichtung 33 ist zwischen dem Endverschluß 17 und dem Wellenabschnitt 24 vorgesehen, und eine Ablaßöffnung 34 führt vom Umfang des Wellenabschnittes zu einer Axialbohrung 35 in der Flügelwelle, welche mit einem Abzugskanal in dem hydraulischen Kreis verbunden ist, an den die Betätigungseinrichtung angeschlossen ist.

Während des Betriebes wird der Hebel 11 in Schwingung versetzt, wobei diese Schwingungen erhebliche Frequenzen erreichen, die mit der Laufgeschwindigkeit des Fahrzeuges ansteigen. Insbesondere haben hohe Schwingungsamplituden bei hohen Geschwindigkeiten die Neigung, einen weiten Bereich von Druckzuständen zu erzeugen, wobei dieser Bereich sich vom Unterdruck aus bis zu schweren Druckwellen erstreckt, wobei diese Druckzustände

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auf die Abdichtung einwirken. Bei einer Einrichtung, daß dabei ein zu hoher Widerstand entsteht. Die

bei der beispielsweise die Dichtungen in einem Führungsabschrägung 45 am äußeren Ende der

Temperaturbereich von etwa —53° C bis zu 121° C Kammerbohrung erleichtert den Zusammenbau,

wirksam sein müssen, kann der Druckbereich sich Die funktioneile Zusammenarbeit des Vorspan-

von 0,21 kg/cm² Außendruck und Unterdruck bis zu 5 nungsringes 44 mit dem Dichtungsring 43 wird da-

0,35 kg/cm² Normaldruck erstrecken, wobei mögliche durch erzielt, daß der Vorspannungsring 44 einen

Stoßwellen bis zu 210 kg/cm² oder höher im Innen- komplementären Innendurchmesser gegenüber einem

raum auftreten können. Unter diesen Betriebsbedin- Ringansatz 47 des Dichtungsringes hat. Dieser Ring-

gungen muß die Abdichtung 33 nicht nur das Durch- ansatz 47 des Dichtungsringes erstreckt sich längs

lecken von Hydraulikflüssigkeit verhindern, sondern ίο dessen ringförmigen inneren Dichtungsumfanges

muß auch gegen ein Eintreten von Schmutzmateria- oder längs dessen Bohrung und bildet mit dem

lien absichern. Körper des Dichtungsringes einen Stoßnutensitz 48,

Die Abdichtung 33 dichtet die gegenüberliegenden wodurch entsprechende axial nach innen und radial

Oberflächen, gegen die die Dichtung am Gehäuse nach außen weisende Sitzoberflächen gebildet werden,

und an der Flügelwelle anliegt, gegen ein Durch- 15 gegen welche der Vorspannring drückt, um den

lecken der Hydraulikflüssigkeit ab und bildet eine Dichtungsring axial nach außen zur Oberfläche 38

dynamische Sperre gegen das Eintreten von Ver- hineinzudrücken, und um den Ringansatz 47 in

schmutzungen durch die erforderliche Fuge, die Dichtungseingriff gegen die Oberfläche 40 zu span-

zwischen der axial nach außen gerichteten Fläche 37 nen. Zu diesem Zweck weist der Vorspannring 44

am Gehäuseendverschluß 17 und einer seitwärts sich 20 einen ursprünglichen Außendurchmesser auf, der in

erstreckenden und axial nach innen gerichteten geeigneter Weise größer ist als der Durchmesser der

Oberfläche 38 liegt, welche sich um die Flügelwelle Dichtungskammer, und der Vorspannring hat relativ

herum am Nabenendabschnitt des Hebels 11 er- zum Körper des Dichtungsringes 43 eine ausreichende

streckt. Zu diesem Zweck weist das Gehäuse 17 am Länge, um eine wesentliche Zusammendrückung des

äußeren Ende der Bohrung 25 eine Ausnehmung 39 25 Vorspannringes zwischen dem Dichtungsringkörper

auf. Diese Ausnehmung 39 erstreckt sich um einen und der Basis der Dichtungskammer und zwischen

Abschnitt 40 des Flügelwellenteiles 24, der einen der axialen Wandung der Ausnehmung und dem

etwas verminderten Durchmesser aufweist, wobei Ringansätz 47 im voll zusammengebauten Zustand

sich der Flügelwellenabschnitt 24 nach außen über der Dichtung 33 mit der Drehbetätigungseinrichtung

die Öffnung 34 hinweg erstreckt und zu einer ring- 30 und mit dem Hebel 11 zu erreichen, um eine wir-

förmigen Abschrägung 41 verläuft, die sich bis zu kungsvolle Vorspannung mit diesem Vorspannring

einer abgestuften ringförmigen Schulter 42 hin zu erzielen. Zusätzlich dient der Vorspannring 44

erstreckt, gegen die der innere Rand der Oberfläche als Dichtungsring, und zwar wegen der Oberflächen-

38 anliegt. Innerhalb der auf diese Weise gebildeten anlage gegen das Gehäuse 17 und den Dichtungs-

Dichtungskammer wird eine ringförmige zweiteilige 35 ring 43.

Dichtungsbaugruppe aufgenommen, die einen Dich- Durch den gleichförmig radial nach innen gerich-

tungsring 43 und eine Vorspanneinrichtung aufweist, teten Kompressionsdruck des Vorspannringes 44

die bei einer Ausführungsform aus einem Ring 44 gegen den Ringansatz 47 dient eine Dichtungslippe

aus einem elastomeren Material besteht. 49, die gegen die Wellenoberfläche 40 am inneren

Bei einer Ausführungsform wird der Dichtungs- 40 Ende des Ringes anliegt, als wirksame Sperre gegen

ring 43 aus einem verstärkten, selbstschmierenden ein Aussickern von Hydraulikflüssigkeit am Dich-

Kunststoffmaterial geformt, beispielsweise gegossen, tungsring vorbei. Sollten starke Druckwellen in der

wobei als Kunststoffmaterial beispielsweise Poly- Hydraulikflüssigkeit in der Ausnehmung 39 auftreten,

tetrafluoräthylen verwendet werden kann, in wel- so dient der Druck dazu, wenn der frei liegende

chem gleichförmig Verstärkungsglasfasern verteilt 45 hintere Endabschnitt des Vorspannringes 44 die Nei-

sind. Auf diese Masse bezogen, können die Ver- gung hat, unter der Einwirkung des Druckes der

Stärkungsfasern etwa ein Viertel oder weniger des Flüssigkeit deformiert zu werden, die Wirkung des

Dichtungsringes ausmachen. Zusätzlich ist es vorteil- Flüssigkeitsdruckes auf den Zwischenraum zwischen

haft, im Ring ein fein verteiltes Feststoff schmier- dem Vorspannring und dem Ringansatz 47 zu erwei-

material anzuordnen, wie beispielsweise pulverisiertes 50 tern, und dadurch kann die Flüssigkeit wirksam wer-

Molybdändisulfid, um die Selbstschmierungseigen- den, um die Lippe 49 mit einer vervielfachten Dich-

schaften des Ringes zu verbessern. Beispielsweise tungswirkung gegen die Oberfläche zu drücken.

kann das Kunststoffmaterial 75 Volumprozent aus- Unter der Wirkung des axial nach außen gerich-

machen, die Verstärkungsfaser 23 Volumprozent und teten Vorspanndruckes des Dichtungsringes 43 wird

das verteilte Schmiermaterial 2 Volumprozent. 55 dessen ringförmige Außenfläche 50 abdichtend gegen

Für eine Dichtungsanlage gegen die Wellenober- die Oberfläche 38 gepreßt. Um die Dichtungswirkung fläche 40 ist der Innendurchmesser des Dichtungs- der Endfläche 50 gegen die Oberfläche 38 zu erhöhen, ringes 43 ursprünglich etwas geringer als der Durch- ist diese Fläche mit einer ringförmigen Dichtungsmesser der Fläche 40, und die Abschrägung 41 ermög- kante 51 ausgestattet, die sich in einer Anlage gegen licht in einfacher Weise eine Streckung des Ringes, 60 die Oberfläche 38 erstreckt und die im Abstand wenn dieser in Längsrichtung auf die Oberfläche 40 radial außerhalb vom inneren Dichtungsumfang des aufgedrückt wird. Am Außenumfang ist der Ring 43 Ringes angeordnet ist. Zu diesem Zweck ist die Endvorzugsweise ursprünglich komplementär zum Durch- fläche 50 kegelstumpfförmig ausgebildet und verläuft messer der Ausnehmung ausgebildet bzw. ist eine vom inneren Umfang zum äußeren Umfang des geringe Untergröße vorgesehen, so daß, wenn der 65 Ringes 43 hin konisch nach außen, so daß der Vor-Ring auf die Oberfläche 40 aufgedrückt wird, dieser sprung 51 eine V-förmige Dichtungslippe bildet, und sich ausreichend dicht in die Dichtungsanlage gegen wobei diese Lippe eine Abdichtung gegen das Eindie Ausnehmungsoberfläche ausdehnen kann, ohne treten von Fremdteilchen zur Flügelwelle hin bildet.

Die Vorteile dieser Anordnung werden klar, wenn daran gedacht wird, daß im normalen Betrieb die Dichtungsbaugruppe 33 die Neigung hat, stationär gegenüber dem Gehäuse 17 zu verbleiben, während die Flügelwelle und die an diese angeschlossene Oberfläche 38 sich relativ zur Dichtungsbaugruppe verschwenken. Die Dichtungslippe .51 dient als wirksame Sperre gegen ein Einsickern von Flüssigkeiten aus der offenen Fuge zwischen den Oberflächen 37 und 38 und dient auch als Sperre gegen fein verteilte Materialien, die entweder in der Flüssigkeit mitgeführt werden können oder die im trockenen Zustand vorliegen. Sollte sich ein feines Fremdstoffteilchen an der Lippe 51 vorbeiarbeiten, so wird dieses Feststoffteilchen durch den zwischen den Flächen wirkenden Druck in das Material der Dichtung eingebettet, und zwar ohne eine Beschädigung, wenn der Dichtungskörper Polytetrafluoräthylen aufweist.

Durch die Bedingungen innerhalb oder außerhalb der Betätigungseinrichtungen könnte zu befürchten sein, daß in unerwünschter Weise eine Beschädigung eines elastomeren Vorspannringes auftreten kann. In diesem Fall kann ein Vorspannring 52 aus einem widerstandsfähigeren Material, wie beispielsweise aus Metall, an Stelle des elastomeren Ringes eingesetzt werden. Zu diesem Zweck weist der Vorspannring 52 einen im allgemeinen kegelstumpfförmigen Querschnitt auf, und die ringförmige Nut 48' im Dichtungsring 43' weist einen im allgemeinen komplementären V-förmigen Querschnitt auf, so daß ein axial nach außen gerichteter Druck des Ringes 52 den ringförmigen Ansatz 47 gegen die Wellenoberfläche 40 drückt, um eine Abdichtung der Dichtungslippe 49' zu erzielen. Gleichzeitig wird der entsprechende zweite schwanzförmige Ansatz 53, der mit dem äußeren Umfang des Dichtungsringes fluchtet, sich radial nach außen ausdehnend, gegen

ίο die axiale Wandung der Dichtungskammer 39 gedrückt. Der Vorspanndruck des Ringes 52 wird durch Metallfedern erzeugt, beispielsweise durch eine Anzahl von Kompressionsfedern 54, die sich in nach hinten offene Bohrungen 55 im Kompressionsring hinein erstrecken und die gegen die axial nach außen weisende Basisfläche der Dichtungskammer anliegen. Alternativ kann natürlich eine einzige Feder an Stelle der einzelnen Federn verwendet werden, wobei diese Feder einen Durchmesser hat, der dem Durchmesser des Kompressionsringes 52 entspricht. Durch diese Anordnung drückt der Kompressionsring 52 nicht nur die Schwanzansätze 47' und 53 in Dichtungsanlage in den entsprechenden entgegengesetzten radialen Richtungen durch die Keilwirkung des Vorspannringes, sondern drückt auch den Dichtungsring 43' axial nach außen, um eine Dichtungsanlage der Ringfläche 50' und insbesondere der vorspringenden Dichtungslippe 51' gegen die gegenüberliegende Oberfläche 38 zu bewirken.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Abdichtung eines Lagers zwischen zwei oszillierend zueinander schwenkenden Teilen, die in einer winkeligen Ausnehmung am Ende des Lagers angeordnet ist und sowohl axial gegen eine radiale Fläche zur Verhinderung des Schmutzeintrittes als auch radial gegen eine Zylinderfläche des gelagerten Teiles zur Verhinderung des Austrittes von Öl aus dem Lager gleitend und dichtend anliegt, wobei die Dichtung aus zwei Ringen besteht, deren einer zur Erzielung der axialen und radialen Anpressung dient, dadurchgekennzeichnet, daß der andere Ring (43, 43') eine an sich bekannte konische Stirnfläche (50, 50') aufweist, deren äußerer Rand (51, 51') dichtend gegen die radiale Fläche des gelagerten Teiles (11) anliegt und dieser Ring eine auf den Lagerspalt zugerichtete, am zylindrischen Umfang des gelagerten Teiles anliegende Dichtlippe (49, 49') aufweist, auf die der andere Ring (44, 52) im anpressenden Sinne einwirkt.

2. Abdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Ring (43, 43') aus glasfaserverstärktem Polytetrafluoräthylen besteht.

3. Abdichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (43,43') ein Feststoffschmiermittel enthält.

4. Abdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (43') eine zum Boden der Ausnehmung (39) hin geöffnete Nut (48') mit konischen Flanken aufweist, in die ein Vorspannring (52) mit konischem Profil mittels Federn (55) eingedrückt ist.