DE1943795A1 - Dichtungselement - Google Patents

Description

27. lug. 1969 J jv:/VG

"Dichtungselement"

Dio Erfindung bpzieht sich auf ein Dichtungselement fü; ei:tr> durch einen Konstruktionsteil hindurch geführte tplle, wobei die Welle und der Konstruktionsteil gegenüberoiit-itider drehbar sind, vobei das Dichtungselement eine DichtungsflSche hat, die mit einer FlHche der Welle oder dps Tronstruktionsteils zusammenarbeitet, während in der Dichtungsf l.Hche sehr untiefe Dichtungsrillen vorhanden sind.

FpI einer bekannten Dichtung ist beispielsweise in einer zylinderförmigen Innenfläche einer stillstehenden nfichse ein Muster von schraubenlinienförmigen Rillen vorhanden, die eine sehr geringe Tiefe aufweisen« Infolge der s.chrSgen Lage der untiefen Rillen (des Steigungswinkels) bildet die Welle bei Drehung zusammen mit den Rillen und einem viskosen Medium, (beispielsweise einem Schmiermittel)

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eine hydrodynamisch arbeitend©'Pumpet die Breehnung einer derartigen Pumpe ist beispielsweise au» der Theorie der Spiralrillenlager bekannt« Diese bekannte Dichtung weist den Nachteil auf, dass sie sich für nur ein© Brehrichtung der Welle eignet« Würde sich die Welle in der anderen Richtung, drehen, so würde das viskose Medium gerade aus dem Raum, in dem es eingeschlossen bleiben muss, gepumpt werden.

Weiter ist es bekannt, ringförmige Dichtungselemente aus Gummi oder einem gumniartigen Material zu verwenden, die in einer Büchse befestigt sind und bei denen eine ringsherumlaufende Zunge gegen die Welle drückt. Ein Nachteil dieser Dichtungen ist, dass sie ziemlich grosse Reibungsverluste herbeiführen können.

Die Erfindung bezweckt, ein Dichtungselement zu schaffen, das eine sehr gute Wirkung aufweist, unabhängig von der Drehrichtung der Welle ist und in dem die Reibungsverluste nur gering sind. Um dieses Ziel zu erreichen, besteht nach der Erfindung das Dichtungselement aus zwei verhältnismäseig starren ringförmigen Teilen, deren Mitten auf der Mittellinie des Dichtungselementes liegen, zwischen welchen Teilen sich ein für Torsion verhältnismäßig schlaffer Ring befindet, wobei wenigstens in der Dichtungsfläche de» für Torsion 'schlaffen Ringes eine Anzahl regelmässig verteilt liegender sehr untiefer Rillen vorhanden sind« deren Richtung mit der Schnittlinie der Dichtungsfläche und Ebenen durch die Mittellinie des Dichtungeelementes zusammenfällt, während einer der verhältnisraässig starren ringförmigen Teile als Befesti-

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gungselement des Dichtungselementee ausgebildet ist und der andere verhältnismäßig starre ringförmige Teil gegenüber dem Befestigungselement etvas Bewegungsfreiheit hat.

Venn sich nun beispielsweise die Welle in einer bestimmten Richtung dreht, wird der bewegliche ringförmige Teil infolge der viskosen Reibung im Medium, das über die Dichtung hinauslecken will, in der Drehungsrichtung der Welle mitgenommen werden wollen. Dies ist nun in beschränktem Masse durch den für Tprsion verhältnismäßig schlaffen Ring ermöglicht worden, Der bewegliche ,ringförmige Teil wird gegenüber dem Befestigungsring eine Winkelverdrehung von beispielsweise einigen Graden erfahren. Dadurch werden jedoch auch die Rillen in dem für Torsion schlaffen Ring gegenüberihrer unbelasteten I^ge einen Winkel von beispielsweise 3 bis 10° einnehnen. Ks einsteht also eine Spirnlrillendichtung, wobei das viskose Medium das aus der Dichtung hinauslecken will, zurückgepumpt wird. Bei Drehung der Welle in der entgegengesetzten Richtung wird der bewegliche ringförmige Teil durch die Welle in entgegengesetzter Richtung zur obengenannten Richtung mitgenommen v.-erden. Die Rillen in dem für Torsion schliffen Ring nehmen also wieder einen Winkel ein gegenüber ihrer unbelasteten Lage und auch nun wieder derart, dass das viskose Medium, das aus der Dichtung hinauslecken will, zurückgepumpt wird. Die Dichtung stellt sich also selbsttätig derart ein, dass keine Leckagp auftreten kann, unabhängig von tier Drehungsrichtung dor Teile.

Tn einer Ausfühi'ungsfortn nach de?" Erfindung ist die

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Dichtungs£läche «ylinderförmig und die JMchturigsrillen erstrecken sich.-parallel, zur Mittellinie des Dichtungselementes, ι

Bei einer weiteren erfindungsgemäesen ^usfuhrungsform hat die Dichtungpflache eine flache Form, und die Dichtüngsrillen sind senkrecht auf die Mittellinie des Dichtungselementes gerichtet. .. - -

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: *

Fig. 1 eine Lagerkonstruktion einer durchgehenden Welle, wobei auf beiden. Seiten des Lagers.ein erfindungsgemässee Dichtungselement verwendet ist, ^

Fig. 2 und 3 einen Schnitt durch eine Ausführüngsform der erfindungsgemässen Dichtung, .

Fig. k und 5 einen Schnitt bzw. eine Ansicht einer weiteren Ausführungsform, des Dichtungselementes.

Fig. 1 zeigt eine Dichtung zwischen einer Welle 1 und einer Lagerbüchse 2.Auf beiden Enden der Lagerbüchse 2 ist ein Deckel 3 angeordnet, durch den die Welle geführt ist. An jedem der Deckel 3 ist ein Dichtungselement k befestigt. Der Raum 5 zwischen den Deckeln 3 und der Lagerbüchse 2 ist mit einem viskosen Medium, beispielsweise OeI oder Fett, gefüllt, das zur Schmierung des Lagers dient.

Das Dichtungselement h ist im Querschnitt gesondert in

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den Fig. 2 und 3 dargestellt. Fs besteht aus einem stoff mit einem Elastizitätsmodul, der gegenüber dem von Stahl niedrig ist, beispielsweise aus Gummi oder einem gnmmiartigen elasti- -

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sehen Stoff. Dieses Dichtungselement enthält ringförmige Teile 6 und 7 und einen Ring 8. Die ringförmige Teile 6 und 7 sind beispielsv/eise durch ihre Fo ringest ει ltung verhäl tnismässig starr, der Ring 8 ist verhältnismässig dünn und dadurch schlaff und ziemlich torsionsfähig» Die Dichtungsfläche 9 hat in diesem Ausfühiarungsbeispiel für die drei ringförmigen Teile 6, 7 und 3 einen gleichen Innendurchmesser. Tn dieser Dichtungsfläche sind in den ringförnigen Teilen 7 und 8 sehr untiefe . Ri. Ll en 10 -mgebracht, welche Tiefe beispielsweise 10-25 /um beträgt. Die Rillen liegen in unbelasteten Zustand des Dichtungselement es h pxial sind regelnuissig über die Fläche 19 verteilt. Vorzugsweise entspricht dabei die Breite der Rillen 10 dem '-bstand zwischen nebeneinanderliegenden Rillen.

Venn sich die in Fig. 1 dargestellte Wärme gegenüber der Lfigerbüchse 2 vom rechten Ende des Lagerringes in Fig. 1 gesehen, im Uhrzeigersinn dreht, wird der Ring 7, infolge der Reibung, welche im viskosen Schmiermittel erzeugt wird, das die Meinung hat, zwischen den Dichtungselementen und der Welle aus

der Lngorung nach aussen wegzulocken, ein Drehmoment in der Drehungsriehturig der Wolle erfahren. Der ringförmige Teil 7 ν ί rd eine geringe Winkel Verdrehung¹ gegenüber dem. Befestigungsring ι erfahren. Dies ist durch den torsionsfähigen Ring 8 ennö^l ich t worden. Die· ursprüngliche axial verlaufenden Dichtung.i.rillen 10 im torsionsschlaffen Ring 8 werden nun also ^e/7Pnilbor der Achsrichtung einen Winkel einnehmen, \vie dies in Vif?, '' dargestellt ist. Die sich drehende '.'olle bildet zusammen mit jrler Dichtungsf lache, deren. Rillen mit der Mittellinie der Wollo einen '..'inkel einschliessen, eine viskose Pumpe, die das

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Schmiermittel, das weglecken will, in den Raum 5 zurückdrängt. Wenn sich die Welle in der anderen Richtung dreht, wird der ringförmige Teil 7 ebenfalls, aber nun in der anderen Richtung, mitgenommen* Die Rillen im torsionsschlaffen Ring 8 werden nun gegenüber der Welle einen Winkel einnehmen, wie dies in Fig· dargestellt ist· Das viskose Medium wird-also auch hier infolge der Pumpwirkung in den Raum 5 zurückgedrängt. Das erfindungs-" gemässe Dichtungselement bewerkstelligt also, unabhängig von der Drehrichtung der Welle, dass kein viskoses Medium verlorengeht· Dabei wird bemerkt, dass das Dichtungselement h selbstverständlich auf die richtige Weise in die Dichtung aufgenommen werden muss. Es ist leicht ersichtlich, dass die Pump·, die durch die Welle 1 und das Dichtungselement h gebildet wird, immer eine Pumpwirkung in einer Richtung vom torsionsschlaffen Ring 8 zum bewegbaren Ring 7 aufweisen wird.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1-3 sind die Rillen in . den Teilen 7 und 8 angebracht. Bs dürfte einleuchten, dass für eine gute Wirkung die Rillen 'jedenfalls im torsionsschlaffen Ring 8 vorhanden sein müssen. Die Rillen erstrecken sich vorzugsweise nicht bis zur Aussenseite des Ringes 7 und des Ringes 6. Es gibt dann also ungerillte Teile, die dazu beitragen, dass das Schmiermittel auch bei 'stillstehender We^LIe nicht weglecken wird. Eventuell kann auch um den Ring 7 eine Feder 11 angeordnet werden (Fig, 1),. dies zur Gewährleistung einer sehr guten Dichtung beim Stillstand,

Die Fig, h und 5 zeigen ein Dichtungselement, das sich dazu eignet, eine Dichtung zwischen einer ebenen Fläche bei-

spieleweise einer Lagerbüchse 13 und einer Achse 12 zu bilden« Das liicTitüngselemeiit ^rithSlt nun eine mit Rillen lh versehene "ebene' Dichtungsfläche 15_f welche Rillen sich mindestens im "torsionsschlaffen ringförmigen Teil 16 befinden. Der bewegliche ringförmige Teil ist mit 17 angedeutet, der Befestigungsring ist an der Welle" befestigt· Die Wirkungsweise dieser Dichtung entspricht in. Gründe der Wirkungsweise, wie diese an Hand, der Fig. 1-3 beschrieben '.'orden ist. Bei Drehung der Welle 12 oder ' der Büchse 13 wird dor Ring 17 eine geringe '.'inkelverdrehung gegenüber dem Ring 18 erfahren. Die. Rillen 1*4 ira torsionsschlaffen ringförmigen Teil 16 bilden mit der Richtung, die sie in unbelastetem Zustand einnehmen, einen Winkel. Die gegenüber einander sich bewegenden ebenen FlKchen der Lagerbüchse 1"3 und des Dichtungselementes ^h4Men nun infolge der in einem Winkel stehenden Rillen eine visi.^se Pumpe,' die das Schmiermittel, *das Weglecken will, in Richtung der Mittellinie der Welle 12 pumpt, "..'ie in Fig. 5 dargestellt ist, liegen die Rillen 1 h bei dieser Ausfülirungsform in unbelasteten Zustand iadial.

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Claims (1)

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1. J !Pi^htimgseleRient für pinn durch einen ftonstruktions-

teil hindurch geführte '«'ejlß, wobei die Volle und der.Kon-Pi rükt i ojiFt ρ i 1 ^e/reTm^ere immdor drehbar siiii', wobei da.·= "^xi I^-Ii f iit!(;«;p leinen t oiiiP J) i ei t nrw M^-I "rhn ί ι, · t , die mit einer Γ !Vhp ·Ό· ., -> ] ^Λ ο ..(!er .-Jr-i- Γ -ι Γι·.· '■ rw\ ♦ i <>r; '■ t e i 1 ^c- /usniTininn·', rbf i ί e t , ■ nhrnj-.d ?" · d<-" nt <-{■ < ι,π/Γ'.Π "ehe sehr untiefe Dicliturigsrillen Y»rhai!ileii sin'!^ rl.-ici'ir' 'i ;:r>Vnr!i-7P i clij-ir» ( , (!nt:- ·1 ■ E 1> i cii

p!'.m ^! '¹Ii- ·· oi vi-'T-b" i ♦. ι i -·'■'·.· jf^r si.·.ι reu r i n,"Tö rmi ,'Jen Teilen

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öi-'ii^e Teil gpgenübpr den Γ-e r_e st igungse 1 ement etwas Uewegunijg-Treiheit hat.

'·. , Dichtungselement r: .■''. Anspruch 1, f¹'-¹urc!i gekennzeichnet» i'iss die Dichtuitgsfl.'-icite >-yl inder^örmi^ ist, und die Oichtunftsrillen sich parallel zur Mittellinie df? T)ichtungse letnentes r>i-st recken. .
? · DichtungSGlement n.icl, Aüspruc!! 1, dadurch ^ekerirtxeichne t,

dass die Dichtungsri äche eine flache Koi\:i nuiVeist und die • ·

^T|i( htungsrillen in I<icK"inpen, senkrecht /"Jj Mittellinie des

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