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Dichtungsvorrichtung zwischen einer Trennwand und einer diese durchragenden
und gegen sie verdrehbaren Welle Priorität der schwedischen Patentanmeldung Nr.
14644/67 vom 26. Oktober 1967 Die Erfindung betrifft eine Dichtungsvorrichtung zwischen
einer Trennwand und einer diese durchragenden und gegen sie verdrehbaren Welle,
bestehend aus einem auf die Welle aufgespannten elastischen Dichtungsring, der aus
einem Ringkörper und einer inneren, sich gegen eine Dichtungsfläche der Trennwand
anpressenden ;Ringlippe gebildet ist.
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Der elastische Dichtungsring ist unter einer Vorspannung auf die Welle
aufgezogen.
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Bei bekannten Dichtungen dieser Art erstreckt sich die Lippe von einem
Teil des Ringkörpers unmittelbar an der Welle konisch gegen eine Dichturgsfläche.
Damit die Lippe
Axialverschiebungen auffangen kann, beträgt der
Winkel zwischen der Welle und der Lippe bevor diese .gegen die Dichtungsfläche angedrückt
wird, 36. bis 600. Der Körper des Ringes hat mehrere Aufgaben zu erfüllen. Er muß
die Lippe des Ringes in der richtigen Position gegenüber der Dichtungsfläche halten,
so daß sich eine statische Dichtung zwischen der Welle und der Lippe ergibt und
er muß ein Gleiten der Dichtung in Umfangsrichtung verhindern. Es ist bekannt, daß
wenn obige Funktionen voll erfüllt werden sollen, der Durchmesser des Ringkörpers
von dem der Lippe nicht abweichen darf. Als Ergebnis der obigen Dichtungen wird
eine richtige Abdichtposition nur unter Berücksichtigung der vom Hersteller angegebenen
Hinweise erreicht. hngaben, mit denen ein richtiger Dichtungssi-tz erreicht.
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werden kann, sind ebenfalls zu verwendens Dies ist bei Massenproduktion
anwendbar. Andererseits ergeben sich Schwierigkeiten, wenn an in Serienproduktion
hergestellten Lagergehäusen bei Reparaturen oder ähnlichem nur ein oder zwei Dichtungen
eingebaut werden sollen und der Mechaniker mit der Funktion der Dichtung und ihrer
genauen Betriebsstellung nicht vertraut ist.. Die Dichtungsvorrichtung muß daher
so ausgeführt sein, daß der Ring ohne Zuhilfenahme von Spezialwerkzeugen und ohne
komplizierte Anweisungen eingebaut werden kann. Die Montage muß weiterhin ohne besondere
Messungen und Kontrollmittel ausgeführt werden können. Es ist klar, daß die Dichtung
alle an sie gestellten Anforderungen erfüllen muß.
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Die Lösung dieser erfindungsgemässen Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet,
dansich der Ringkörper in radialer Richtung über die Dichtungslippe hinaus erstreckt
und mit einer ringförmigen Tragzone versehen ist, mit der er sich in seiner gegen
Axialverschiebungen auf der Welle gesicherten
Betriebsstellung gegen
eine Tragfläche andrückt, wobei der axiale Abstand zwischen einer Dichtungsfläche
und der Tragfläche unter Berücksichtigung der Länge und Neigung der Lippe so gewählt
ist, daß sich die Lippe in Abdichtposition befindet, wenn die Tragzone gegen die
Tragfläche gepresst ist.
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Mit den erfindungsgemäßen Dichtvorrichtungen werden nicht nur die
obigen Anforderungen erfüllt, sondern auch die Dichtwirkungen wesentlich verbessert.
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Eine derartige verbesserte Abdichtung ist dann erreicht, wenn eine
Berührung zwischem dem Ringkörper und der abdichtenden Tragfläche erfolgt, die für
eine kurze Zeit als Gleitdichtung angesehen werden kann, die 'aber durch den unvermeidlichen
Abtrieb in eine nicht gleitende Dichtung mit einem sehr geringen Spiel umgebildet
wird. Diese Dichtung bildet eine erste Sicherung der eigentlichen Dichtungslippe.
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Die Spaltdichtung kann weiterhin noch durch die Ausgestaltung der
von der Welle durchragten Trennwand in Bezug auf den Ringkörper verbessert werden,
so daß eine wirkliche Layrinthdichtung vor der Lippendichtung ausgebildet ist.
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Unter Einbeziehung der Zeichnung werden im folgenden einige Ausführungsbeispiele
der erfindungsgemäßen Dichtung genauer beschrieben.
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Die Fig. 1 bis 5 sind Schnittdarstellungen der erfindungsgemäßen Dichtung,
der der Trennwand sowie der diese durchragenden Welle. In Fig. 1 durchragt eine
Welle 11 die Wand 12 eines Lagergehäuses oder dergleichen. Die Welle 11 wird von
einer Gummidichtung umschlossen, die aus einer Dichtung lippe 14 und einem Dichtungskörper
13 von rechteckigem Querschnitt gebildet wird. Der Körper des die Welle umgebenden
Ringes
ist auf eine Länge von ca. 10 % gestreckt. Diese V9rspannung ist notwendig, um den
Dichtungsring in seiner Axial-und Umfangsposition zu sichern und gleichzeitig eine
gute Abdichtung zwischen der Welle und dem Dichtungsring zu erreichen. Die Primäraufgabe
des Dichtungskörpers ist eine Verankerung der Dichtungslippe 14, die sich konisch
von der inneren Fläche des Ringkörpers erstreckt. Der Dichtungsring 14 presst sich
gegen eine Dichtungsfläche 15, die in der Zwischenwand 12 ausgebildet ist. Der Ringkörper
13 erstreckt sich von der radialauswärtigen Aussenseite der Lippe und befindet sich
in Kontakt mit einer in einer Tragzone 17 gelegenen Dichtungsfläche 16. Der Abstand
zwischen der Tragfläche 16 und der Dichtungsfläche 15 ist so bemessen, daß die Dichtungslippe
in axialer Richtung etwas zusammengedrückt wird und sich unter einer ziemlichen
Vorspannung an der Dichtungsfläche 15 abstützt, wobei eine innere Zylinderfläche
18 mit etwas geringerem Durchmesser als der Ringkörper in die Zwischenwand eingelassen
ist. Wird eine Abdichtung in staubiger Atmosphäre betrieben, so wird vorteilhafterweise
der eingeschlossene Zwischenraum 20, in dem die Lippe 14 plaziert ist mit einem
nach unten verlaufenden, ausreichenddimensionierten Abflusskanal versehen, durch
den Schmutzwasser, Sand und ähnliches aus der Lippenzone abfliessen kann, wodurch
der bei geschlossenem Zwischenraum unvermeidliche Lippenabrieb vermieden wird.
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Die in Fig. 1 dargestellte Dichtung wird auf folgende Weise montiert.
Die Gummidichtung wird über ein Ende der Welle gezogen und von Hand oder unter Zuhilfenahme
eines Schraubenziehers oder ähnl-ichen Werkzeuges an.. die Zwischenwand 12 gedrückt,
so daß die Tragfläche 17 des Ringkörpers in.
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Kontakt mit der Tragfläche 16 gelangt. Der Dichtungsring ist nunmehr
in der richtigen Stellung montiert. Der Abstand zwischen der Zylinderfldche 18 und-~dem
Ringkörper 13 bildet
zusammen mit der leichten Anlage zwischen der
Tragfläche 16 und der Tragzone 17 eine Art Berührungsleitfläche, die nach einer
ziemlichen Betriebszeit in eine reibungslose Fläche übergeht. Dies beruht auf der
Tatsache, daß der Ringkörper gegenüber der Trennwand 12 nicht vorgespannt ist und
bei abgeriebenen Kontaktflächen ein geringfügiges Spiel zwischen der Tragfläche
16 und dem Tragkörper 17 entsteht. In das Innere des Ringkörpers 13 eindringender
Schmutz wird durch die Lippe über den Abzugskanal 19 ausgetragen.
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Neben den obigen Funktionen hat der Ringkörper 13 weiterhin folgende
Aufgaben zu erfüllen. Er bildet einen mechanischen Schutz für die sehr anfällig
Dichtungslippe 14. Darüberhinaus wird noch ein Schleudereffekt erzielt, zu dessen
Erreichung es notwendig ist, daß sich der Ringkörper in axialer Richtung über die
Trennwand hinaus erstreckt, wodurch die entlang der zelle fliessende Flüssigkeit
durch den Ringkörper abgeschleudert wird und nicht an die zylindrische Fläche 18
gelangt, was der Fall sein würde, wenn die Aussenfläche des Ringkörpers innerhalb
der Zylinderfläche 18 läge.
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Die in den Fig. 2 bis 5 dargestellten Ausführungsformen weichen lediglich
in Einzelheiten von der oben beschriebenen Dichtung ab; so daß es ausreicht, sie
gemeinsam zu beschreiben. Der Ringkörper 13 in Fig. 2 liegt nicht in einer Zylinderbohrung,
so daß in dieser Ausführung ein vollständiger Labyrintheffekt nicht erzielt werden
kann. In diesem Fall liegt der Ringkörper aussen und ist mit einer stumpfen Kante
22 versehen die einen ausgezeichneten Schleudereffekt ergibt. Der eingeschlossene
Ringspalt 20a, in dem die Lippe 14 wirkt, wird nach radial auswärts von einer konischen
Fläche 23 begrenzt, entlang der, für den Fall das Schmutz in den dieser Zwischenraum
20a eingedrungen ist, nach auswärts
gegen den Ringkörper 13a bewegt
wird und danach durch den Spalt zwischen der Tragzone 17a und der Trennwand 12a
ausgetragen wird. Es ist naturgemäss vorteilhafter, den Ringspalt 20a mit einem
unter Fig. 1 beschriebenen Abflusskanal zu versehen. Eine Vorrichtung nach Fig.
2 kann lediglich in sauberer Atmosphäre mit gutem Erfolg betrieben werden.
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Der Dichtungsring nach Fig. 3 weicht von den vorstehend beschriebenen
Dichtungen durch die andere Ausgestaltung des Dichtungsringes 13b ab, der mit einer
konischen Tragzone 17b versehen ist, die in Betriebsposition eine in der Trennwand
12b konisch ausgebildete Tragfläche 16b berührt.
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Fig. 4 zeigt wie eine als sogenannter V-Ring bezeichnete Standarddichtung
zur Erzielung der erfindungsgemässen Wirkungsweise abgeändert werden kann. Dies
wird durch ein Verkürzen der Lippe 14c erreicht, die bei den herkömmlichen As hrungen
im wesentlichen den gleichen Durchmesser wie der Ringkörper 13c aufweist, so daß
die äusseren Zonen des Ringkörpers mit ihren Tragflächen 17c in Berührung mit einer
Anzahl von Tragflächen 16c kommen kann, die an der Peripherie einer in der Wand
12c ausgebildeten konischen Fläche angeordnet sind. Unabhängig davon, wie die Trennwand
12c zur vertikalen liegt, ist ständig eine nach unten weisende Öffnung vorhanden,
durch die Fremdkörper und Wasser aus dem die Lippe 14c umgebenden Innenraum evakuiert
werden kann: Die in Fig. 5 dargestellte Ausführungsform soll zeigen, daß die erfindungsgemäß
erzielbaren Vorteile auch mit beliebig geformten und angeordneten Dichtungsvorrichtungen
erreicht werden können. Der Ringkörper 13d ist mit einer Ringnute 17d versehen,
in die eine ringförmige Auskragung 16d der Wand
12d hineinragt,
so daß keine Gleitflächen entstehen und gleichzeitig die Positionierung der Dichtungslippe
14d gefördert wird.
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Patentansprüche