DE1750169C3 - Wellendichtring - Google Patents

Description

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ständig zurückdrängt. Dabei werden durch die geringere Reibung der Dichtlippe auf der Wellenoberfläche die thermische Belastung der Dichtlippenkante und deren Verschleiß herabgesetzt.

Wichtig ist für das schaufeiförmige Umlegen der Lappen bei Drehung der Welle, daß der Lappenbereich nahe der Dichtlippenkante sich am stärksten umlegen kann, um die richtige Drallorientierung zu erhalten. Vorteilhafterweise weisen demnach die Lappen ein, in Achsrichtung gesehen, etwa trapezförmiges Profil auf, dessen breite Basis im Lappenursprung liegt. Der größte Durchmesser der mit der Wellenoberfläche in Berührung stehenden, radial inneren Lappenkante sollte etwa gleich dem Wellendurchmesser sein. Weiterhin wird vorgeschlagen, daß die Lappen zur Dichtlippenkante hin verjüngt ausgebildet sind. Auf diese Weise behält man einen besonders leicht biegbaren Lappenbereich nahe der Dichtkante.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgLnden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt durch einen Wellendichtring,

Fig. 2 und 3 je eine Teilansicht gemäß Angabe in Fig. L

Fig.4 und 5 je eine Teilabwicklung der Wellenoberfläche mit den Berührungslinien der Dichtlippe.

Der in Fig. 1 dargestellte Wellendichtring besteht aus dem Haftteil 1 mit eingelagertem Versteifungsring 2. der elastischen Manschette 3 und der Dichtlippe 4, die von einem Schraubenzugfederring 5 umgeben ist. Die Dichtlippe 4 liegt mit ihrer Dichlkante 6 auf der nur gestrichelt dargestellten Wellenoberfläche 7 auf. Die Dichtkante 6 wird durch die auf der Luftseite 10 konisch verlaufende Dichtlippenstimfläche 9 und die auf der Luftseite 10 gegensinnig konisch verlaufende Dichtlippenlauffläche 11 gebildet. Aus der Lauffläche 11 ragen radial nach innen gerichtete Lappen 12 mit, in Achsrichtung gesehen, etwa trapezförmigem Profil, wobei die mit der Wellenoberfläche? in Berührung stehende innere Lappenkante 13 im Bereich nahe der Dichtlippenkante 6 im spannungslosen Zustand den kleinsten Innendurchmesser aufweist, der kleiner ist als der Wellendurchmesser. Der Innendurchmesser des axial gesehen am weitesten entfernt von der Dichtlippenk;imt liegenden Lappenbereiches entspricht etwa dem WVI-lendurchmesser.

Gemäß Angabe in F i g. 1 ist in den F i g. 2 und ."> je eine Teilansicht aufgezeichnet, die das schaufelfuß mige Umlegen der Lappen 12 in Umfangsrichtung 1/1 Einbauzustand bei Drehung der Welle 15 je na. π Drehrichtung — durch Pfeil dargestellt - zeigt. Infolge der Durchmesserdifferenz 14 und der dann verbundenen Reibung zwischen Wellenoberfläclv. 7 und Lappen 12 wird unabhängig von der Drehrkv tung der Welle immer der nahe der Dichtkante 1:j gende Lappenbereich am stärksten umgebogen.

Aus der in den Fig.4 undS dargestellten Teila^; wicklung der Wellenoberfläche 7 sind die Beru rungslinien der Dichtlippenkante 6 und der inner Lappenkanten 13 zu entnehmen.

Durch die in Abhängigkeit dei Drehrichtung d. Welle 15 sich umlegenden Lappen 12 wird bei der. erfindungsgemäßer Anordnung und Ausbildung ei; DraHorientierung erreicht, so daß die Lappen 12 v. Turbinenschaufeln wirken und einen starken Lu!; strom von der Luftseite 10 der Dichtung unter d·. Dichtkante 6 hindurch zur Flüssigkeitsseite 8 erze.: gen. Dabei wird einerseits die Flüssigkeit zurück;:* drängt und andererseits die Reibung der Diciv kante 6 auf der Wellenoberfläche 7 herabgesetzt, s daß nicht nur die Abdichtgüte verbessert, sonder auch die zu erwartende Lebensdauer der Dichtung verlängert wird. Es ist. noch zu bemerken, daß eint Herabsetzung der Radialkraft des Schraubenzui:- federringes S nicht möglich ist, da sonst bei stillstehender Wolle die statische Abdichigüte des Wellendichtringes geschwächt würde.

Die Erfindung bezieht sich sowohl auf Wellcndichtringe mit radial innen liegender Dichtlippe, wie beispielsweise dargestellt und beschrieben, als auch auf Wellendichtringe mit radial außen liegender Dichtlippe. Ebenfalls ist es unerheblich, ob sich die Welle oder die Dichtung dreht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 Da die Förderwirkung der Rippen oder Riefen un- Patentansprüche: ter anderem von deren Neigungswinkel zur Dich- tungsachse abhängig ist, hat man auch schon Lippen-

1. Wellendichtring, insbesondere für die Ab- dichtungen mit luftseitig vor der Dichtlippe angeorddichtung eines Flüssigkeitsraumes gegenüber 5 neten Gewinderollen versucht (französische Patenteinem Luftraum, bestehend aus einem Haftteil, schrift 1 058 792). Derartige Rillen setzen eine beeiner elastischen Manschette und einer Dicht- stimmte Drehrichtung der Dichtung bzw. der Welle lippe, wobei neben der Dichtlippenkante auf der votaus.

Luftseite mehrere, auf den Umfang verteilte, ra- Weiterhin wurde ein verbesserter Wellendichiring dial gerichtete, elastische Lappen aus der Dicht- io bekannt, bei welchem auf der Flüssigkeitsseite radial lippe herausgebildet sind, deren radial innere Be- nach innen gerichtete, dünnwandige Lappen aus der grenzungskanten bzw. -flächen im spannungslo- Stirnseite der Dichtlippe herausgeformt sind, wobei sen Zustand mindestens teilweise auf einem ge- die Lappen ihren Ursprung in der Dichtlippenkante genüber dem Weilendurchmesser kleineren In- besitzen und sich axial über die gesamte Breite der nendurchmesser liegen, dadurch gekenn- 15 Dichtlippenstirnfläche erstrecken. Der Innendurchzeichnet, daß die Lappen (12) mit Abstand messer der Lappen ist dabei geringfügig kleiner als von der Dichtlippenkante (6) angeordnet sind, der Nenndurchmesser der abzudichtenden Welle aus- und daß der Lanpenbereich mit dem kleinsten gelegt, wobei die Stelle mit dem kleinsten innen Innendurchmesser nahe der Dichtlippenkante durchmesser am von der Dichtlippenkante entfernte,· liegt und in diesem Bereich im Einbauzustand in 20 Lappen^nde liegt, so daß sich die elastischen Lappen Umfangsrichtung am stärksten umbiegbar ist. infolge der durch die überdeckung auftretenden Re;-

2. Wellendichtring nach Anspruch 1, dadurch bung auf der Wellenoberfläche mit ihrem der Dich· gekennzeichnet, daß die Lappen (12), in Achs- lippenkante abgewandten Ende am stärksten K; richtung gesehen, ein etwa trapezförmiges Profil Drehung der Welle in Umfangsrichtung schaufelforaufweisen. 25 mig umbiegen und somit eine von der Drehrichtum

3. Wellendichtring nach den Ansprüchen I abhängige Drallorientierung auf der Flüssigkeils und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lappen seite der Dichtung erzeugen (»Hydraulic, Pneumatic. (12) zur Dichtlippenkante (6) hin verjüngt ausge- Power« Vol. 15 Heft 172, April 1969). Auch ha: bildet sind. man bereits solche Törderlappen auf der Flüssig

30 keits- und Luftseite bei Wellendichtungen vorgese-

hen (USA.-Patentschrift 2 188 857). Die Lappen bewirken in beide Axialrichtungen ein direktes Zurückfördern der Medien, verbunden mit einer Pressung-

Die Erfindung betrifft einen Wellendichtring, der und Verschleißerhöhung, im Bereich der Dichtkante

im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art. 35 bzw. -fläche infolge des sich hier einstellenden Un-

Neben den allgemein bekannten Wellendichtringen terdruckes.

mit glatten Dichtlippenflächen sind auch schon WeI- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen lendichtringe bekanntgeworden, die im Bereich der drehrichtungsunabhängigen Wellendichtring zu Dichtlippenlauffläche zur Wellenachse geneigte Rip- schaffen, bei dem die Rückförderwirkung indirekt pen oder Riefen aufweisen, durch die das abzudich- 4° durch einen unter der Dichtlippenkante hindurch tende Medium, meist eine Flüssigkeit, zurückgeför- axial in Richtung auf die abzudichtende Flüssigkeit den werden soll (Drucksache Nr. 811/11.64 Fa. wirkenden starken Luftstrom hervorgerufen wird, so GOETZEWERKE sowie deutsches Gebrauchsmu- daß gleichzeitig eine Verschleißminderung der Dichtster 1 882 792). Bei einer anderen, ebenfalls nicht lippenkante durch deren Abheben von der Wellenneuen Dichtungsausführung sind aus dem gleichen 45 oberfläche erzielt werden kann. Grund drallförmig verlaufende Rippen oder Riefen Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch geauf der Stirnseite der Dichtlippe vorgesehen. Wäh- löst, daß die Lappen auf der Luftseite der Dichtlippe rend bei den luftseitig angeordneten Rippen oder mit Abstand von der Dichtlippenkante angeordnet Riefen auf der Dichtlippenlaufftäche das abzudich- sind und daß der Lappenbereich mit dem im span tende Medium indirekt, d. h. mit Hilfe des entgegen- 50 nungslosen Zustand kleinsten Innendurchmesser strömenden Luftstromes auf der Wellenoberfläche nahe der Dichtlippenkante liegt und somit im Einzurückgedrängt wird, bewirken die auf der Flüssig- bauzustand in Umfangsrichtung am stärksten umkeitsseite aus der Stirnfläche der Dichtlippe heraus- biegbar ist. Durch die Anordnung der Lappen auf gearbeiteten Rippen ein direktes Zurückschleudern der Luftseite der Dichtlippe, d. h. die Lappen haben der Flüssigkeit. Zur Verstärkung der Rückförderwir- 55 ihren Ursprung in der Dichtlippenlauffläche, in Vcrkung hat man demzufolge auch schon Wellendicht- bindung mit der besonderen Lage der Lappen, nämringe verwendet, deren Dichtlippe sowohl auf der lieh mit Abstand zur Dichtkante, sowie durch die Luft- als auch auf der Flüssigkeitsseite drallförmig Formgebung der Lappen selbst, welche ein Umbieverlaufende Rippen oder Riefen aufwies (deutsche gen der nahe der Dichtlippenkante liegenden Lap-Patentschrift 1 153 578). Infolge der durch die einge- 60 penbereiche bewirkt, wird bei Drehung der Welle ein formten Rippen oder eingeschliffenen Riefen auf der Luftdruck in Richtung auf die Dichtkante erzeugt. Dichtlippenoberfläche erzeugten Drallnuten mit rela- Auch bei relativ hohem Federdruck infolge des an tiv kleinem Querschnitt, war die Förderleistung in der Dichtkante sich zunächst aufbauenden Luftdrukden meisten Fällen nicht groß genug, insbesondere kes wird beim Erreichen seiner bestimmten Drehzahl wenn ein für die statische Abdichtung hoher Feder- 65 die Dichtlippe geringfügig angehoben, so daß die druck auf der Dichtlippe lastete. Ein weiterer Nach- Luft von der Luftseite zur Flüssigkeitsseite der Dichteil bestand in der Drehrichtungsabhängigkeit der tung axial unter der Dichtkante her strömt und somit Weilendichtringc in bezug auf die Förderrichtung. die Flüssigkeit auf der anderen Seite der Dichtlippe