DE1775613A1

DE1775613A1 - Flaechendichtung

Info

Publication number: DE1775613A1
Application number: DE19681775613
Authority: DE
Inventors: Peter Galloway
Original assignee: George Angus and Co Ltd
Current assignee: George Angus and Co Ltd
Priority date: 1967-09-06
Filing date: 1968-09-02
Publication date: 1971-07-15
Also published as: FR1577932A; GB1171965A

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtung der als Flächendichtung bekannten Art, die aus einem Dichtungsring zum Umfassen einer Welle od.dgl. besteht, der eine Endfläche aufweist, die federnd an einer radialen Fläche eines anderen Bauteils, beispielsweise eines Gehäuses, Lagers oder Wellenbundes, so anliegt, daß zwar eine Drehung der Bauteile relativ zueinander möglich ist, ein Durchtritt von Flüssigkeit zwischen den Bauteilen jedoch verhindert wird.

Viele bekannte Flächendichtungen zeigen einen verhältnismäßig komplizierten Aufbau. Sie bestehen aus einem Dichtungsring, der von einem Balg od.dgl. getragen wird und der eine Feder aufweist, die ihn im Betrieb axial gegen die abzudichtende Fläche drückt.

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Durch die Erfindung soll eine Flächendichtung sehr einfacher Bauart geschaffen werden, bei der die federnden Eigenschaften eines geeigneten gummiartigen Materials verwendet werden, wodurch keine Belastungsfeder erforderlich ist.

Gemäß der Erfindung besteht die Plächendichtung aus einem Ring aus elastisch verformbarem kleinzelligem Polyurethan, dessen eines Ende ein Hafceteil bildet, durch das der Ring an einem von zwei relativ zueinander drehbaren, abzudichtenden Bauteilen fest angebracht werden kann, während das andere Ende eine Flächendichtung bildet, die als Dichtungsflächenteil mit einer senkrecht, also radial verlaufenden Dichtungsfläche ausgebildet ist oder ein solches Teil trägt, das an einer ihm gegenüberliegenden abzudichtenden Fläche des anderen der beiden relativ zueinander drehbaren Bauteile dicht anliegt. Der Ring weist axial geschnitten eine Querschnittsform auf, deren Fläche am flächendichtungsseitigen Ende kleiner ist als am Halteteil. Vorzugsweise ist diese Querschnittsform des Ringes vom Flächendichtungsende zum Haiteteil hin abgeschrägt, kann aber auch abgestuft sein.

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Wenn der Ring zwischen den beiden relativ zueinander drehbaren Bauteilen so befestigt wird, daß er unter axialem Druck an der abzudichtenden Fläche anliegt, wird das Dichtungs flächenteil des Ringes durch seine Elastizität und mit einem axialen Abdichtungsdruck festgehalten, der proportional zum axialen Druck ist. Auf diese Weise ist eine Belastungsfeder nicht erforderlich.

Ein für den Flächendichtungsring geeignetes kleinzelliges Polyurethan ist ein auf der Basis von Polyester beruhendes Material mit einer scheinbaren Dichte, d.h. einer unter Berücksichtigung des ZellenvolumensberechnetanDichte von 0,3 bis 0,7 g/cm .

Das Dichtungsflächenteil kann eine Endfläche des Dichtungsrings selbst sein. Alternativ kann das Dichtungsflächenteil ein Ring aus ferstem Polyurethan sein, das ebenfalls auf der Grundlage von Polyester hergestellt ist und eine Dichte von 1,0 bis 1,5 g/cm hat.

Eine geeignete Shore-Härte für das Polyurethan gemessen an einem festen Probestück, ist 80 bis 95°A.

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Durch geeignete schräge Ausbildung der Querschnittsform kann die Elastizitäts- oder Federkonstante des Rings so berechnet werden, daß mit Erhöhung des auf den Ring wirkenden Axialdrucks diese Konstante erhöht wird, wodurch innerhalb der Möglichkeiten des Rings der erforderliche Abdichtungsdruck erzielt wird.

Eine bevorzugte Querschnittsform ist im wesentlichen trapezförmig ausgebildet, wobei eine von zwei einander parallel gegenüberliegenden Seiten, und zwar die Seite der Abdichtungsfläche kürzer ist als die andere Seite oder Grundfläche am anderen Ende des Rings, die das Halteteil bildet. Vorzugsweise ist die Querschnittsform des Rings asymmetrisch, so daß die Abdichtungsfläche zum äußeren Umfang hin versetzt ist, damit man bei einem gegebenen äußeren Durchmesser des Rings

und einer gegebenen radialen Abmessung der Abdichtungsfläche einen Abdichtungsbereich erhält, der so groß wie möglich ist.

Der Dichtungsring kann mit seiner Grundfläche bzw. seinem Halteteil direkt an einem von zwei abzudichtenden Bauteilen befestigt werden, jedoch weist die Grundfläche des Rings vorzugsweise einen mit einem Umfangsflansch versehenen

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Metall- oder Kunststoffgehäusering auf, der als Befestigungsring dient.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. Auf der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigen

Fig. 1 teilweise aufgerissen und axial geschnitten eine

Seitenansicht einer Flächendichtung gemäß der Er- ™ findung,

Fig. 2 eine Stirnansicht der Dichtung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 teilweise aufgerissen und axial geschnitten eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 4 eine Stirnansicht der Dichtung gemäß Fig. 3τ

Jede der dargestellten Dichtungen besteht aus einem ™ beispielsweise durch Formgießen hergestellten Ring 1 aus kleinzelligem Polyurethan, der mit seiner als Halteteil 1a ausgebildeten Grundfläche in einem Metall- oder Kunststoff-Gehäusering 2 gehalten wird, der einen im wesentlichen L-förmigen

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Querschnitt hat und einen nach innen gebogenen äußeren axialen Umfangsflansch 2a und einen radialen Flansch 2b aufweist·

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellt« Dichtung hat ein Flächendichtungsteil, das durch eine Endfläche 3 des Rings 1 gebildet wird.

Die in den Fig. 3 und 4 gezeigte Dichtung hat ein Flächendichtungsteil, das durch einen Ring 4 aus festem Polyurethan gebildet wird, der mit der Stirnfläche des Rings 1 fest verbunden ist.

Der Querschnitt des Rings 1 ist bei beiden Dichtungen im wesentlichen trapezförmig ausgebildet und hat eine schmale Endfläche, die zum äußeren Umfang des Rings hin versetzt ist und die Dichtungs-Endfläche 3 bildet bzw. den Ring 4 trägt, während die parallel gegenüberliegende Endfläche die Grundfläche des Halteteils 1a bildet.

Obwohl der Ring 1 mit einer im wesentlichen trapezförmigen Querschnittsform beschrieben worden ist, die einander parallel gegenüberliegende Endflächen aufweist und deren Querschnittsfläche vom Dichtungsflächenende zur Grundfläche hin größer wird, ist die Querschnittsform des Rings 1 nicht vier-

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seitig, sondern als unregelmäßiges Sechseck ausgebildet. Die sechseckige Form wird durch eine innere und eine äußere zylindrische Fläche 5 bzw. 6 gebildet. Die äußere zylindrische Fläche 6 stimmt mit der Form des zylindrischen Umfangsflansches 2a des Gehäuserings überein, während die innere zylindrische Fläche 5, deren Durchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser des radialen Flansches 2b des Gehäuserings 2, eine zylindrische Dichtungsfläche für den federnden Dichtungskontakt mit einer Welle od.dgl. bildet, an der die Dichtung befestigt ist. Die zylindrische Fläche 5 kann daher eine radiale Dichtung um die Welle herum bilden, deren dichter Sitz durch die Elastizität des Rings 1 sichergestellt ist.

Bei Verwendung wird die Dichtung auf einem abzudichtenden, relativ zu einem anderen Bauteil drehenden Bauteil befestigt und beispielsweise durch einen festen Sitz in einem Gehäuse oder axiale Halterung durch einen Bund oder eine Klemme auf der Welle festgehalten, so daß sie in bezug zu einer senkrecht, also radial verlaufenden Fläche eines anderen abzudichtenden Bauteils axial belastet ist. Der Grad der Belastung wird den Federungseigenschaften des Rings 1 entsprechend so gewählt, daß das Festhalten der Dichtung durch die Endfläche 3

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bzw. den Ring 4 an der abzudichtenden Fläche sichergestellt

ist. ^

Die Flächendichtungen gemäß der Erfindung sind besonders geeignet bei Bedingungen mit starkem Abrieb, wie sie bei Dichtungen von Laufrollen von Fahrzeugraupen auftreten.

Polyurethanmaterialien können mit genügender Zähigkeit und Abriebfestigkeit hergestellt werden und das kleinzellige Material kann erforderlichenfalls mit Schmierfett oder einem anderen Schmiermittel getränkt werden, das das Bindringen von Wasser oder einer anderen Flüssigkeit verhindert. Auf diese Weise kann die abgedichtete Fläche· auch geschmiert werden, die bei Verwendung einer Dichtung, wie sie in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, nicht fein bearbeitet au sein braucht.

Beispielsweise kann das Dichtungsmaterial mit einem Füllstoff aus Molybdänfcsulfid-SilikonÖl getränkt werden.

Die Dichtungs-Endfläche 3 kann eine verdickte Haut aufweisen, die durch ein geeignetes Herstellungsverfahren erzeugt werden kann. Sie kann auch durch Besprühen oder Tauchbeschiehtung mit einer Abdeckung versehen werden.

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Claims

- 9 Patentansprüche :

1. Flächendichtung mit einem Ring aus elastisch verformbarem Material, der an einem Ende an einem von zwei relativ zueinander drehbaren, abzudichtenden Bauteilen befestigt ist und am anderen Ende mit einer senkrecht, also radial verlaufenden Abdichtungsfläche zum dichten Anliegen an der ihr gegenüberliegenden Fläche des anderen Bauteils versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (1) aus kleinzelligem Polyurethan besteht, daß ein Ende des Rings ein Halteteil (1a) bildet und das andere Ende des Rings eine Abdichtungsfläche (3, 4) aufweist, deren Fläche kleiner ist als die radiale Oberfläche des Halteteils (1a).

2. Flächendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Querschnittsform des Rings (1) von der Abdichtungsfläche (3, 4) zum Halteteil (1a) schräg ver- M läuft.

3. Flächendichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt trapezförmig ausgebildet ist und daß eine von zwei einander parallel gegenüberliegenden

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Seiten, und zwar die Seite der Abdichtungsfläche (3, 4), kleiner ist als die andere Seite am anderen, das Halteteil (la) bildenden Ende des Bings.

4. Flächendichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtungsfläche (3, 4) des Rings (1) zum äußeren Umfang des Bings hin versetzt ist.

5. Flächendichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsform ein unregelmäßiges Sechseck ist, dessen innere und äußere Seiten jeweils durch eine innere bzw. äußere zylindrische Fläche (5 bzw. 6) des Rings (1) gebildet ist.

6. Flächendichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteteil (1a) von einem Gehäusering (2) umgeben ist, der einen im wesentlichen I-förmigen Querschnitt hat und einen äußeren axialen Umfangsflansch (2a) und einen radialen Flansch (2b) aufweist, dessen Innendurchmesser größer ist als der Innendurchmesser des Halteteils (1a).

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7. Flächendichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtungsfläche einen Dichtungsring (4) aus festem Polyurethan trägt (Fig. 3 und 4).

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