DE19622850A1 - Lippendichtungsanordnung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lippendichtungsanordnung.

Genauer gesagt betrifft die vorliegende Erfindung eine Dichtungsanordnung, die verwendet werden kann, um vorteilhaft zu sein für jedwede Flüssigkeits­ einrichtung, die der Trennung zweier Kammern mit jeweils unterschiedlichen Flüssigkeiten bedarf, und die von ein und derselben Drehachse durchstoßen sind.

Bekanntlich ist es bei Flüssigkeitseinrichtungen des obigen Typs wesentlich, die Flüssigkeit in der einen Kammer vor Leckage und Vermischen mit der Flüssig­ keit in der anderen zu bewahren, und ebenso für einen äußeren Abfluß jedweder Flüssigkeit, die aus einer oder beiden Kammern austritt, zu sorgen.

Um das zu erreichen, werden derzeit verschiedene Lösungen ergriffen. Im einzelnen wird ein Doppellippen-Dichtring verwendet, in dem die Drehachse innerhalb zweier gegenüberliegender, einteiliger Dichtlippen, eine für jede Kammer, eingeschlossen ist.

Obwohl weitverbreitet verwendet, sind bekannte Dichtringe des obigen Typs schwierig herzustellen, infolge des Vorliegens von Unterschneidungen, welche Einzelfertigungsschritte und relativ komplexes, teures Zubehör erfordern.

Darüberhinaus macht es die Anordnung der Dichtlippen und im allgemeinen die Gesamtform der bekannten Ringe der obigen Art außerordentlich schwierig, falls nicht (sogar) unmöglich, äußere Durchgänge durch diese zu bilden, um jedwede Leckage durch die Dichtlippen kontinuierlich abzuleiten.

Die obigen Nachteile werden derzeit durch Verwendung einer Anordnung überwunden, die zwei getrennte, benachbarte, einlippige Dichtringe, einen für jede Kammer, aufweist. Obwohl relativ leicht herzustellen (unter Verwendung zweier getrennt hergestellter Ringe und weil der Aufbau von äußeren Ableitdurchlässen vereinfacht wird), fordern diese Anordnungen ziemlich viel Zeit und Schwierigkeiten, um sie einzupassen, hauptsächlich wegen der beiden Ringe, die in präzise Positionen eingepaßt werden müssen oder genauer gesagt, in einem präzisen Abstand im Verhältnis zueinander und mit sehr genauen Toleranzen.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Dichtanordnung vorzusehen, die zum Überwinden der vorgenannten Nachteile geschaffen ist, und die im einzel­ nen leicht und kostengünstig herzustellen ist und für ein schnelles, müheloses Einpassen sorgt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Lippendichtungsanordnung vorge­ sehen, die zwischen zwei Hohlräume mit unterschiedlichen Flüssigkeiten einge­ fügt wird, und die zwei Dichtringe aufweist, die jeweilige ringförmige Lippen zeigen; gekennzeichnet durch das Aufweisen von gemeinsamen Positionie­ rungsmitteln, die zwischen den Dichtringen eingefügt sind und zum Positio­ nieren der Dichtringe in fester Position im Verhältnis zueinander sind; und Verbindungsmittel zum Verbinden der Dichtringe miteinander.

Die gemeinsamen Positionierungsmittel der obigen Anordnung weisen vorzugs­ weise Zentriermittel zum Positionieren der Lippen koaxial zu einer gemeinsamen Achse auf; und Distanzhaltemittel zum Entfernthalten der Ringe in einem vorge­ gebenen Abstand voneinander entlang der gemeinsamen Achse.

Auch die Dichtringe der obigen Anordnung sind vorzugsweise identisch.

Eine nicht einschränkende Ausführungsform der vorliegenden Erfindung soll beispielhaft unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden, in denen:

Fig. 1 eine Draufsicht einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungs­ gemäßen Dichtanordnung zeigt;

Fig. 2 einen vergrößerten Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1 zeigt;

Fig. 3 einen vergrößerten Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 1 zeigt;

Fig. 4 eine gebrochene Ansicht der zusammengesetzten Teile der Dicht­ anordnung aus Fig. 3 zeigt.

Bezugsziffer 1 in den beigefügten Zeichnungen steht für eine Lippen­ dichtungsanordnung zum Anbringen auf einer Drehachse (nicht dargestellt) und zum Trennen zweier Kammern (nicht dargestellt), die jeweilige Flüssigkeiten beinhalten und beide von der Drehachse durchstoßen sind.

Anordnung 1 weist zwei benachbarte Dichtringe 2 derselben Form und Größe auf, die jeweilige, einander genau entsprechende Achsen 3 darbieten.

Jeder Ring 2 ist getrennt von dem anderen gebildet, vorzugsweise durch Über­ vulkanisation, und weist ein Zwischenplattenteil 4, das durch zwei flache, ring­ förmige, parallel zueinander angeordnete Stirnseitenoberflächen 5, 6 definiert ist; und einen äußeren, ringförmigen Teil 7 auf, der aus der Oberfläche 5 koaxial zur Achse 3 und von einem äußeren Umfangsrand des Plattenteils 4 hervorragt.

Jeder Ring 2 weist auch eine ringförmige Dichtlippe 8 bekannter Form auf, die sich koaxial zur Achse 3 von einem inneren Umfangsrand des Plattenteils 4 und auf derselben Seite wie und gänzlich innerhalb des Teils 7 ausbreitet.

Jede Lippe 8 weist einen inneren, ringförmigen Dichtteil auf, der beim Gebrauch verschiebbar mit der äußeren seitlichen Oberfläche der Drehachse (nicht gezeigt) zusammenwirkt, und im Gebrauch in Berührung mit der Drehachse (nicht gezeigt) durch eine bekannte ringförmige Feder 9 gedrängt wird, die innerhalb eines auf der Außenseite der Lippe 8 und offen in Richtung zu Teil 7 gebildeten Ringumfangssitzes eingeschlossen ist.

Jeder Ring 2 wird aus einem beliebigen bekannten elastomerischen Material hergestellt, innerhalb dessen eine Aussteifungsstruktur 10 aus Metall völlig eingelagert ist. In dem gezeigten Beispiel weist die Aussteifungsstruktur 10 einen inneren ringförmigen, die Lippe 8 umgebenden Teil 11 auf; einen äuße­ ren, ringförmigen Teil 12, der sich innerhalb eines ringförmigen Umfangsteils des Plattenteils 4 und innerhalb des Teils 7 ausbreitet; und zahlreiche Radial­ teile 13 (nur einer in Fig. 2 gezeigt), die winklig, gleichmäßig verteilt und einteilig mit Ringteilen 11 und 12 sind.

Unter Bezug auf Fig. 3 und 4 weist das Plattenteil 4 in den nicht ausgesteif­ ten Teilen jedes Ringes 2 zwei Einbuchtungen bzw. Aufweitungen 14 auf, die einzig aus elastomerischem Material gebildet sind und sich in diametral gegenüberliegenden Positionen innerhalb des Raumes zwischen Lippe 8 und Teil 7 ausbreiten. Genauer gesagt weist jede Aufweitung 14 eine flache Bodenwandung 15, im wesentlichen parallel zu dem Plattenteil 4 auf, wird im Inneren durch eine geformte Oberfläche 16 bestimmt und definiert eine jeweilige Auflagerfläche 17 (einen Sitz 17).

Wiederum in den nicht ausgesteiften Teilen jedes Ringes 2 weist das Plattenteil 4 ebenso zwei hohle Vorsprünge 18 auf, die auch aus elastomerischem Material gefertigt sind und sich von der Oberfläche 6 auf der gegenüberliegenden Seite des Plattenteils 4 im Verhältnis zu den Aufweitungen 14 ausbreiten. Jeder Vor­ sprung 18 eines jeden Ringes 2 wird zwischen den jeweiligen Aufweitungen 14 gebildet, schnappt in eine jeweilige Auflagerfläche 17 an dem anderen Ring 2 ein und wird bestimmt auf der Vorderseite durch eine flache Oberfläche 19, die die jeweilige Wand 15 berührt, und auf der Seite durch eine Oberfläche 20, in Ergänzung zu der jeweiligen Oberfläche 16 (Fig. 4).

Wenn Vorsprünge 18 innerhalb der jeweiligen Auflagerflächen 17 einrasten, werden Ringe 2 im Verhältnis zueinander und um Achsen 3 in einem vorgege­ benen Winkel gedreht, der gleich ist mit dem Winkel zwischen jedem Vorsprung 18 und der benachbarten Auflagerfläche 17, und der in dem gezeigten Beispiel im wesentlichen gleich 90° ist.

Vorsprünge 18 und Aufweitungen 14 bilden oder bestimmen eine Einrichtung 21 zum lösbaren Aufschnappen auf Verbindungsringe 2 (Fig. 3), und gleichzeitig einen Teil einer Einrichtung 22 zum Positionieren der Ringe 2 im Verhältnis zueinander. Für jeden Ring 2 weist die Positionierungseinrichtung 22 ebenfalls eine Anzahl von axialen Abstandshaltern 23 auf, die aus elastomerischem Material gefertigt und auf der jeweiligen Oberfläche 6 verteilt sind, vorzugsweise in den Teilen des Plattenteils 4 zwischen Vorsprüngen 18 und jeweiligen Auflagerflächen 17 (Fig. 1). Genauer gesagt ragen Abstandshalter 23 eines jeden Ringes 2 von der Oberfläche 6 auf der gleichen Seite wie Vorsprünge 18 heraus und jeder weist eine flache Stirnseitenoberfläche 24 auf, die die Stirnseitenoberfläche 24 eines korrespondierenden Abstandshalters 23 auf dem anderen Ring 2 berührt, wenn Vorsprünge 18 in die jeweiligen Auflagerflächen 17 eingreifen (Fig. 2).

Um eine plötzliche Trennung der beiden Ringe 2 im Betrieb zu vermeiden, wer­ den die Stirnseitenoberflächen 24 der Abstandshalter 23 einteilig miteinander verbunden, und genauer gesagt miteinander verschweißt, vorzugsweise mitvulkanisiert.

Die Mitvulkanisierbearbeitung wird durch untereinanderliegende Ringe 2 ausgeführt - zuvor getrennt und in einem stabilen, perfekt handhabbaren Zustand gebildet - zu einem zeitlich festgelegten Erhitzungsprozeß, der für ein Entvulkanisieren des elastomerischen Materials sorgt und für das Bilden von Verbindungen zwischen Oberflächen 24 ohne die Notwendigkeit, die Oberflä­ chen 24 gegeneinander zusammenzudrücken.

Wenn die Stirnseitenoberflächen 24 der Abstandshalter 23 einander berührend angeordnet sind, definieren Lippen 8 einen ringförmigen Hohlraum 25, der beim Gebrauch im Inneren durch die äußere Oberfläche der Drehachse (nicht ge­ zeigt) geschlossen wird, und die Plattenteile 4 der beiden Ringe 3 definieren einen Durchgang 26 (Fig. 2 und 3), der auf einer Seite mit dem Hohlraum 25 und auf der anderen Seite mit der äußeren Umgebung in Verbindung steht, und der der Reihe nach im Gebrauch einen Austritt für jegliche Leckage innerhalb des Hohlraums 25 definiert.

Die Vorteile der Dichtungsanordnung 1 werden durch die vorangehende Be­ schreibung deutlich.

Im einzelnen, während sie die gleichen Leistungsdaten und genauer die gleiche Effizienz und Zuverlässigkeit aufweist wie bekannte Doppellippendichtungs­ ringe, zeigt die Anordnung 1 den weiteren Vorteil, leicht herzustellen zu sein und kein Spezialwerkzeug zu erfordern. Tatsächlich werden die beiden Ringe 2 der Anordnung 1 getrennt voneinander geformt und dann verbunden, wobei da­ durch die durch die Unterschneidungen der bekannten Doppellippendichtungs­ ringe gestellten Herstellungsprobleme behoben werden.

Im Vergleich zu bekannten Doppellippendichtungsringen zeigt die Anordnung 1 auch den weiteren Vorteil, einen permanenten Durchgang 26 aufzuweisen, der den Spalt zwischen den beiden Lippen 8 mit der äußeren Umgebung verbindet, und folglich einen permanent offenen Austrittsweg für jede Leckage im Betrieb durch die Lippen 8. Zusätzlich zu der äußeren Drainage sorgt der Durchgang 26 ebenfalls für eine permanente Verbindung der "Luft"-Seiten der Lippen 8 mit der äußeren Umgebung, welche bekanntlich die Wirkung der Lippen 8 großartig verbessert und genauer gesagt, für ein effizientes Einwirken irgendwelcher hydrodynamischer Geräte (nicht gezeigt) auf Lippen 8 sorgt.

Im Vergleich zu Lösungen, die zwei getrennte Dichtringe aufweisen, sorgt die Anordnung 1 auch für eine sehr viel schnellere Einpassung und für das Beheben von jedweden Problemen, die durch Fehlpositionieren der Ringe verursacht werden. Im einzelnen sorgen Vorsprünge 18 und Auflagerflächen 17 für eine zueinander perfekt koaxiale Positionierung der jeweiligen Achsen 3 der Ringe 2, und Abstandshalter 23 sorgen für eine Positionierung der Ringe 2 und dadurch der Lippen 8 in einem vorgegebenen Abstand voneinander.

Die Aufschnappverbindungseinrichtung 21 sorgt für ein leichtes Verbinden und das Verbleiben der Ringe 2 in einer vorgegebenen Bezugsposition, zumindest bis sie mitvulkanisiert werden, um sie permanent in einer vorgegebenen gegenseitigen Position miteinander zu verschweißen.

Das Verschweißen der beiden Ringe 2 sorgt auch für das Entfernen von Ver­ bindungsmaterialien und für das Sicherstellen einer permanenten Verbindung unter jedweden Arbeitsbedingungen.

Die Verwendung zweier identischer Dichtringe, die aus derselben Gußform hergestellt sein können, und die unkomplizierte Art, in der die Ringe 2 miteinan­ der verbunden werden, sorgen für eine besonders starke Reduzierung der Her­ stellungskosten im Vergleich zu bekannten Lösungen.

Die Tatsache, daß die Ringe 2 identisch sind, und die Art, in der sie miteinander verbunden sind, sorgen für die Bildung einer im wesentlichen symmetrischen Dichtungsanordnung, die die Einpassung weiter vereinfacht dadurch, daß es der Anordnung 1 ermöglicht wird, uneingeschränkt in beiden Richtungen eingepaßt zu werden und ohne Berücksichtigung der Drehrichtung der Achse (nicht gezeigt).

Schließlich ermöglicht das Vorhandensein von durch die Verstärkungsstruktur aus Metall gebildeten Öffnungen die Verwendung von Extraktoren, wobei deren Greifelemente zwangsläufig in die Öffnungen eingreifen.

Natürlich können Änderungen an der Dichtungsanordnung 1, wie sie beschrie­ ben und hier gezeigt ist, vorgenommen werden, ohne sich jedoch von dem Gebiet der vorliegenden Erfindung zu entfernen.

Genauer können die Ringe 2 sich in der Form von den beschriebenen unter­ scheiden, können aus einem anderen als den beschriebenen gefertigt sein und können z. B. nichtmetallene Verstärkungsstrukturen, teilweise oder vollständig eingebettet in elastomerisches Material aufweisen und unterschiedlich zu den beschriebenen geformte Dichtlippen, um beispielsweise für eine stärkere Dich­ tungswirkung zu sorgen.

Zusätzlich können Vorrichtungen 22 zum Positionieren der Ringe 2 im Verhält­ nis zueinander durch andere Vorrichtungen ersetzt werden; und Ringe 2 können miteinander einfach aufschnappend verbunden werden oder einfach miteinan­ der verschweißt werden oder durch das Dazwischenbringen verschiedener Ma­ terialien verbunden werden, die haftende Eigenschaften zeigen oder zumindest derartig sind, um unter jedweden Arbeitsbedingungen eine permanente Verbindung der Ringe 2 sicherzustellen.

Claims (12)

1. Lippendichtungsanordnung (1), die zwischen zwei Hohlräumen mit unter­ schiedlichen Flüssigkeiten zwischengelegt wird, und zwei Dichtungsringe (2) aufweist, die jeweils ringförmige Lippen (8) haben, gekennzeichnet durch das Aufweisen von gegenseitigen Positionierungs­ mitteln (21, 22), die zwischen die Dichtungsringe (2) zwischengefügt sind und zum Positionieren der Dichtungsringe (2) in festen Positionen im Verhältnis zueinander; und Verbindungsmittel (21) zum Miteinanderverbinden der Dichtungsringe (2).

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenseitigen Positionierungsmittel (21, 22) Zentrierungsmittel (21) zum Positionieren der ringförmigen Lippen (8) koaxial zu einer gemeinsamen Achse (3) aufweisen; und Abstandshaltemittel (23) zum Erhalten der Dichtringe (2) in einem vorge­ gebenen Abstand voneinander entlang der gemeinsamen Achse (3).

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Dichtring die Abstandshaltemittel eine Anzahl von Abstandshaltern (23) aufweisen; wobei jeder Abstandshalter (23) eines jeden Dichtungsringes (2) einen korrespondierenden Abstandshalter (23) des anderen Dichtungsringes (2) berührend positioniert ist.

4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsringe (2) miteinander in einer Position verbunden sind, in der sie im Verhältnis zueinander gedreht werden um die gemeinsame Achse (3).

5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtringe (2) identisch sind.

6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen Lippen (8) einen ringförmigen Hohlraum (25) definieren, und daß die Anordnung einen Durchgang (26) aufweist, der den ringförmigen Hohlraum (25) mit der Umgebung verbindet.

7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmittel (21) Aufschnappverbindungsmittel aufweisen.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmittel (21) für jeden Dichtring (2) zumindest-in Paar Verankerungsauflagerflächen (17) und zumindest ein Paar Vorsprünge (18) aufweisen, wobei die Vorsprünge (18) von einem der Dichtringe (2) in jeweilige Verankerungsauflagerflächen (17) einschnappen, die an dem anderen Dichtring (2) gebildet sind.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (18) und die Verankerungsauflagerflächen (17) eines jeden Dichtringes (2) zwischengeschaltet sind.

10. Anordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Dichtring (2) eine Verstärkungsstruktur (10) aufweist; wobei die Verankerungsauflagerflächen (17) und die Vorsprünge (18) in jeweiligen Teilen der Dichtungsringe (2) gebildet sind, die keine Verstärkungsstruktur (10) haben.

11. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Verbindungsmittel (21) ebenfalls zumindest eine Verschweißung zum stabilen Verbinden der Dichtungsringe (2) miteinander aufweisen.

12. Lippendichtungsanordnung im wesentlichen wie hier beschrieben und gezeigt unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.