DE19645985A1 - Wellendichtung - Google Patents
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- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
- F16J15/3268—Mounting of sealing rings
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Description
Die Erfindung betrifft eine Wellendichtung, insbesondere für eine Kolbenmaschine, zur
Abdichtung einer drehbar gelagerten Welle gegenüber einer Gehäuseöffnung, insbesondere
um das Auslaufen von Schmieröl zu vermeiden und eine Axialkolbenmaschine, in der eine
erfindungsgemäße Wellendichtung integriert ist.
Eine Wellendichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist z. B. aus der deutschen
Norm DIN-3761 bekannt. Die Wellendichtung umfaßt einen Dichtring, welcher allgemein
als Simmerring bekannt ist und einen Grundkörper aus einem elastischen Material und
zumindest eine auf der Welle schleifend aufliegende, die Welle allseitig umschließende
Dichtlippe umfaßt. Der Dichtring ist in die abzudichtende Gehäuseöffnung einpreßbar und
wird dabei radial so verpreßt, daß die radiale Anpreßkraft aufgrund der Haftreibung eine
gewisse axiale Fixierung sicherstellt. Um zu verhindern, daß der Dichtring aufgrund eines
Gehäuseüberdrucks, welcher z. B. durch sich in dem Gehäuse ansammelndes Leckfluid
hervorgerufen werden kann, nach außen aus der Gehäuseöffnung herausgeschoben wird,
ist es üblich, an der Gehäuseöffnung einen Sicherungsring vorzusehen, an welchem der
Dichtring anliegt.
In der Praxis, insbesondere bei Tandem- oder Mehrfachpumpen, tritt jedoch das Problem
auf, daß der Gehäuseaußendruck größer sein kann als der Gehäuseinnendruck. Wenn die
auf den Dichtring einwirkende, axiale Kraftkomponente die Haftreibung zwischen dem
g und der Gehäuseöffnung übersteigt, wird der Dichtring axial in Richtung auf das
Gehäuseinnere verschoben und kann z. B. durch rotierende Lagerbauteile zerstört werden.
Um dies zu verhindern, ist es bislang üblich, entweder ein zusätzliches Sicherungselement
an der Gehäuseöffnung vorzusehen oder den Dichtring mit der Gehäuseöffnung zu
verkleben. Die erstgenannte Lösung erfordert jedoch einen relativ hohen Aufwand und ist
aus Platzgründen nicht immer realisierbar. Die zweitgenannte Lösung ist unbefriedigend,
weil die axiale Belastungskraft, der die Klebeverbindung standhält, in einigen
Anwendungsfällen nicht ausreichend groß ist und die Klebeverbindung im Laufe der Zeit
insbesondere durch Wechselwirkung mit dem Lecköl nachgeben kann.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Wellendichtung nach dem
Oberbegriff des Anspruches 1 so weiterzubilden, daß eine axiale Verschiebung des
Dichtrings sicher verhindert wird sowie eine Axialkolbenmaschine mit verbesserter
Wellendichtung zu schaffen.
Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 in Verbindung
mit den gattungsbildenden Merkmalen bzw. die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs
14 in Verbindung mit dessen gattungsbildenden Merkmalen gelöst.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die axiale Haltekraft wesentlich erhöht
werden kann, wenn in der Gehäuseöffnung an der an den Grundkörper des Dichtrings
angrenzenden Grenzfläche rillenartige Vertiefungen vorgesehen sind. Um die notwendige
Einpreßkraft zum Einpressen des Dichtrings in die Gehäuseöffnung nicht wesentlich zu
erhöhen und gleichzeitig eine relativ hohe Belastungskraft in Gegenrichtung zu erreichen,
sind die wellenartigen Vertiefungen unsymmetrisch auszubilden.
Die Ansprüche 2 bis 13 beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
Entsprechend Anspruch 2 entspricht die radiale Tiefe der rillenartigen Vertiefungen im
wesentlichen dem Übermaß des Dichtrings gegenüber dem Querschnitt der
Gehäuseöffnung. Dadurch wird erreicht, daß sich der aus einem elastischen Material
ausgebildete Grundkörper des Dichtrings im Bereich der rillenartigen Vertiefungen wieder
weitgehend auf seinen Durchmesser im unmontierten Zustand entspannt. Hierdurch
ergeben sich besonders große radiale Stufungen des Dichtrings zwischen den Bereichen
innerhalb und außerhalb der rillenartigen Vertiefungen, was zu einer besonders großen
maximalen, axialen Belastungskraft führt.
Entsprechend Anspruch 3 können die rillenartigen Vertiefungen eine sägezahnförmige
Querschnittskontur aufweisen. Der Neigungswinkel einer ersten, konischen
Begrenzungsfläche der rillenartigen Vertiefungen gegenüber der Längsachse des Dichtrings
ist entsprechend Anspruch 4 vorteilhaft kleiner als 30° bemessen und beträgt vorzugsweise
10°. Der Neigungswinkel der zweiten Begrenzungsfläche der rillenartigen Vertiefungen
gegenüber der Längsachse des Dichtrings liegt vorteilhaft im Bereich zwischen 60° und
120°, wobei die Differenz zwischen den beiden vorstehend genannten Neigungswinkeln
entsprechend Anspruch 6 vorzugsweise 90° beträgt.
Entsprechend Anspruch 8 sind die rillenartigen Vertiefungen durch axial ebene Bereiche
getrennt, wobei das axiale Längenverhältnis der rillenartigen Vertiefungen mit
sägezahnförmiger Querschnittskontur zu den axial ebenen Bereichen vorzugsweise in etwa
0,8/1,5 beträgt.
Die rillenartigen Vertiefungen können entsprechend Anspruch 9 auch ein rechteckförmiges
Querschnittsprofil mit jeweils einer abgeschrägten Seitenfläche aufweisen. Die
abgeschrägte Seitenfläche erleichtert das Einpressen des Dichtrings und sollte
vorzugsweise entsprechend Anspruch 10 einen Neigungswinkel gegenüber der Längsachse
des Dichtrings von weniger als 30° aufweisen. Die Ecken der rillenartigen Vertiefungen
können entsprechend Anspruch 11 abgerundet sein, um sicherzustellen, daß sich die
Kanten in das insbesondere gummiartige, elastische Material des Dichtrings nicht
einschneiden. Entsprechend Anspruch 13 können die rillenartigen Vertiefungen durch axial
ebene Bereiche getrennt sein, wobei das axiale Längenverhältnis der rillenartigen
Vertiefungen zu den axial ebenen Bereichen in diesem Fall vorzugsweise in etwa 0,8/0,3
beträgt. Durch die axial ebenen Bereiche wird das Gleitverhalten beim Einpressen des
Dichtrings verbessert.
Versuche haben ergeben, daß sich bei Einhaltung der vorgenannten Winkelbereiche und
Längenverhältnisse eine besonders hohe axiale, maximale Belastungskraft ergibt, wobei
sich die Einpreßkraft nicht unverhältnismäßig erhöht.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme
auf die Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 einen axialen Längsschnitt durch eine Doppelpumpe, bei welcher die
vorliegende Erfindung Verwendung findet;
Fig. 2 einen axialen Teilschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer
erfindungsgemäßen Wellendichtung;
Fig. 3 einen axialen Teilschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemäßen Wellendichtung; und
Fig. 4 einen axialen Teilschnitt durch eine bekannte Wellendichtung.
Fig. 1 zeigt einen axialen Längsschnitt durch eine Doppelpumpe, die aus den beiden axial
hintereinander angeordneten Einzelpumpen 1 und 2 besteht. Bei den beiden Einzelpumpen
1 und 2 handelt es sich um Axialkolbenpumpen in Schrägscheibenbauweise. Die
Darstellung dient jedoch lediglich zur Erläuterung eines Anwendungsfalls der
erfindungsgemäßen Weiterbildung. Die Erfindung ist nicht auf eine Verwendung bei dem
Ausführungsbeispiel entsprechend Fig. 1 beschränkt; sie kann insbesondere auch bei
Hydropumpen und Hydromotoren in beliebiger anderer Ausgestaltung, insbesondere in
Schiefachsenbauweise, Taumelscheibenbauweise oder bei Radialkolbenpumpen zum
Einsatz kommen.
Axialkolbenpumpen in Schrägscheibenbauweise sind als solche hinlänglich bekannt. Zum
besseren Verständnis der Erfindung sollen nachfolgend deshalb lediglich die wesentlichen
Komponenten der in Fig. 1 dargestellten Doppelpumpe kurz beschrieben werden.
Die beiden Einzelpumpen 1 und 2 umfassen jeweils ein Gehäuse 3.1 bzw. 3.2, in welchem
eine Zylindertrommel 4.1 bzw. 4.2 um eine Längsachse 5 drehbar angeordnet ist. In der
Zylindertrommel 4.1 bzw. 4.2 sind in bekannter Weise Zylinderbohrungen 6.1 bzw. 6.2
vorgesehen, in welchen Kolben 7.1 bzw. 7.2 beweglich geführt sind. Die Kolben 7.1 bzw.
7.2 stützen sich mittels Gleitschuhen 8.1 bzw. 8.2 an einer Schrägscheibe 9.1 bzw. 9.2 ab.
Bei Schrägstellung der Schrägscheiben 9.1 und 9.2 ergibt sich ein Kolbenhub in den
Zylinderbohrungen 6.1 bzw. 6.2. Die Zylinderbohrungen 6.1 bzw. 6.2 sind über eine
Steuerscheibe 10.1 bzw. 10.2 mit einem Anschlußblock 11.1 bzw. 11.2 verbunden, in
welchem jeweils ein Ansaugkanal 12.1 bzw. 12.2 und ein Druckkanal 13.1 bzw. 13.2
ausgebildet sind. Die in Wälzlagern 14.1 und 15.1 bzw. 14.2 und 15.2 drehbar gelagerten
Antriebswellen 16.1 bzw. 16.2 sind über ein Kuppelstück 17 miteinander verbunden, so
daß bei Antrieb der Antriebswelle 16.1 der Einzelpumpe 1 die Antriebswelle 16.2 der
Einzelpumpe 2 mit angetrieben wird.
Um das Innenvolumen 18.1 bzw. 18.2 der Einzelpumpe 1 bzw. der Einzelpumpe 2
abzudichten, ist an jeder Antriebswelle 16.1 bzw. 16.2 eine erfindungsgemäß
weitergebildete Wellendichtung 19.1 bzw. 19.2 vorgesehen. Im allgemeinen steht das
Innenvolumen 18.1 bzw. 18.2 der Einzelpumpen 1 bzw. 2 unter einem höheren Druck als
das Außenvolumen der Pumpen, so daß der Dichtring der Wellendichtungen 19.1 bzw.
19.2 mit einer nach außen gerichteten Kraftkomponente beaufschlagt wird, die durch einen
aus den Fig. 2 und 3 besser zu ersehenden Sicherungsring 20.1 bzw. 20.2 aufgefangen
wird. Bei den Einzelpumpen 1 und 2 entstehen jedoch zeitlich getrennt voneinander
Gehäusedruckspitzen. Dabei entstehen Betriebszustände, in welchen der Gehäusedruck in
der Einzelpumpe 1 höher ist als der Gehäusedruck in der Einzelpumpe 2. Der
Gehäusedruck der Einzelpumpe 1 wirkt dabei auf die Wellendichtung 19.2 der
Einzelpumpe 2 so ein, daß dessen Dichtring mit einer in das Gehäuseinnere gerichteten,
also entgegen der x-Richtung gerichteten, Kraftkomponente beaufschlagt wird. Dabei kann
der Dichtring so weit entgegen der x-Richtung in Richtung auf das Gehäuseinnere
verschoben werden, daß der Dichtring der Wellendichtung 19.2 an dem Wälzlager 14.2
mit rotierenden Lagerbauteilen in Berührung kommt und infolgedessen zerstört wird.
Die erfindungsgemäße Weiterbildung der Wellendichtungen 19.1 und 19.2 betrifft daher
Maßnahmen, die einer axialen Verschiebung des Dichtrings, insbesondere der
Wellendichtung 19.2 der nachgeschalteten Einzelpumpe 2, in Richtung auf das
Gehäuseinnere entgegenwirken.
Fig. 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäß weitergebildeten
Wellendichtung 19 als ausschnittsweise Vergrößerung des mit Y gekennzeichneten
Bereichs in Fig. 1. Die Wellendichtung 19 dient zur Abdichtung der Welle 16 gegenüber
einer Gehäuseöffnung 30 des Gehäuses 3. Die Wellendichtung 19 umfaßt einen Dichtring
31 mit einem Grundkörper 32 aus einem elastischen, insbesondere gummiartigen Material.
Zu dessen mechanischer Stabilisierung ist in den Grundkörper 32 ein Versteifungsring 33
aus einem formstabilen Material, insbesondere aus Metall, eingegossen, der im
Ausführungsbeispiel eine L-förmige Querschnittsfläche aufweist. Der Dichtring 31 umfaßt
ferner eine Dichtlippe 35, die auf der Welle 16 schleifend aufliegen und die Welle allseitig
dichtend umschließen. Zur Erhöhung der Anpreßkraft der Dichtlippe 35 weist der
Grundkörper eine Ausnehmung 45 auf, in welche ein Federkörper, insbesondere eine
Zugfeder 36, eingelegt ist. Ferner ist eine die Welle 16 ebenfalls allseitig umschließende
Schutzlippe 34 vorgesehen.
Der Dichtring 31 wird in x-Richtung in die Gehäuseöffnung 30 eingepreßt, bis die
außenseitige Stirnfläche 36 an dem Sicherungsring 20 anschlägt. Durch den Sicherungsring
20 wird eine axiale Fixierung des Dichtrings 31 in x-Richtung erreicht. Wie bereits
erwähnt, kann für manche Anwendungsfälle eine Fixierung des Dichtrings 31 in
x-Richtung ausreichend sein, insbesondere dann, wenn der Gehäuseinnendruck stets größer
ist als der Gehäuseaußendruck. Für einige Anwendungsfälle, insbesondere für die anhand
von Fig. 1 beschriebene Doppelpumpe, ist es jedoch notwendig, eine axiale Fixierung
auch entgegen der x-Richtung vorzusehen, da der Gehäuseaußendruck den
Gehäuseinnendruck übersteigen kann. Hierzu dient die nachfolgend zu beschreibende
erfindungsgemäße Weiterbildung.
Erfindungsgemäß ist die Gehäuseöffnung 30 an der an den Grundkörper 32 des Dichtrings
31 angrenzenden Grenzfläche 38 mit zumindest einer, vorzugsweise jedoch mehreren
wellenartigen Vertiefungen 39 und 40 versehen. Der Dichtring 31 jedoch weist eine
zylindermantelförmige, in axialer Richtung unstrukturierte, zylinderförmige Oberfläche
auf, wobei der Durchmesser des Dichtrings 31 im unmontierten, d. h. in die
Gehäuseöffnung 30 nicht eingesetzten, Zustand gegenüber dem Durchmesser der
Gehäuseöffnung 30 außerhalb der Rillen 39 und 40 ein Übermaß aufweist. Die Differenz
zwischen dem Radius des Dichtrings 31 im unmontierten Zustand und dem Radius der
Gehäuseöffnung 30 außerhalb der rillenartigen Vertiefungen 39 und 40 beträgt im
Ausführungsbeispiel in etwa 0,15 mm. Nach Einpressen des Dichtrings 31 in die
Gehäuseöffnung 30 kann sich der Dichtring 31 im Bereich der rillenartigen Vertiefungen
39 und 40 teilweise oder vollständig wieder entspannen, während der Dichtring 31
außerhalb der rillenartigen Vertiefungen 39 und 40 radial verpreßt ist. Der Grundkörper
32 des Dichtrings 31 füllt daher die rillenartigen Vertiefungen 39 und 40 der
Gehäuseöffnung 30 zumindest nahezu vollständig aus. Auf diese Weise wird eine griffige
Verbindung des Dichtrings 31 mit dem Gehäuse 3 erzielt, so daß die in Richtung auf das
Gehäuseinnere entgegen der x-Richtung gerichtete maximale Belastungskraft F gegenüber
einer konventionell glatten Ausbildung der Gehäuseöffnung 30 wesentlich erhöht ist.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Querschnittskontur der
rillenartigen Vertiefungen 39 und 40 sägezahnförmig ausgebildet. Der Neigungswinkel α
der ersten, konischen Begrenzungsflächen 41 der rillenartigen Vertiefungen 39 und 40 liegt
gegenüber der Längsachse 5 des Dichtrings 31 vorzugsweise im Bereich zwischen 0° und
30°. Besonders günstig hat sich ein Neigungswinkel von α = 10° erwiesen. Die ersten,
konischen Begrenzungsflächen 41 wirken beim Einpressen des Dichtrings 31 als
Gleitflächen, so daß sich aufgrund der konischen Ausbildung mit geringem
Neigungswinkel eine gegenüber einem konventionell ausgebildeten Dichtring lediglich
geringfügig erhöhte Einpreßkraft ergibt. Die jeweils zweiten Begrenzungsflächen 42 der
rillenartigen Vertiefungen 39 und 40 weisen gegenüber der Längsachse 5 des Dichtrings 31
einen wesentlich steileren Neigungswinkel β, vorzugsweise im Bereich zwischen 60° und
120°, auf. In dem Bereich von β < 90° ergibt sich dabei eine hinterschnittene Ausführung
der rillenartigen Vertiefungen 39 und 40, was zu einer besonders hohen maximalen
Belastungskraft F entgegen der x-Richtung führt. Die Begrenzungsflächen 42 wirken dabei
als Stützflächen, welche den Grundkörper 32 des Dichtrings 31 an der Grenzfläche 38
gegenüber dem Gehäuse 3 abstützen, wenn der Dichtring 31 mit einer Kraftkomponente F
entgegen der x-Richtung beaufschlagt wird. Zwischen den einzelnen rillenartigen
Vertiefungen 39 und 40 und im vorderen und hinteren Endbereich der Grenzfläche 38
können zylinderförmige, glatte Bereiche 43 vorgesehen sein, um den Dichtring 31 über die
Länge dieser zylinderförmigen Bereiche 43 radial zu verpressen. Als besonders günstig hat
es sich erwiesen, wenn das Längenverhältnis der sägezahnförmigen, rillenartigen
Vertiefungen 39 und 40 zu den zylinderförmigen Bereichen 43 in etwa 0,8/1,5 beträgt,
wie dies in Fig. 2 angedeutet ist.
Die Fig. 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Wellendichtung
19. Die bereits anhand der Fig. 1 und 2 beschriebene Elemente sind mit
übereinstimmenden Bezugszeichen versehen, so daß sich eine diesbezügliche
wiederholende Beschreibung erübrigt.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die rillenartigen Vertiefungen
50 bis 53 ein rechteckförmiges Querschnittsprofil, jedoch mit abgeschrägten Seitenflächen
54 bis 57, auf. Die Kanten der rillenartigen Vertiefungen 50 bis 53 sind abgerundet, um zu
vermeiden, daß sich die Kanten in den Grundkörper 32 des Dichtrings 31 einschneiden.
Die Krümmungsradien liegen, wie in Fig. 3 angegeben, zwischen 0,05 mm und 0,6 mm.
Die anderen Seitenflächen 58 bis 61 sind nicht abgeschrägt, sondern verlaufen senkrecht
zur Längsachse 5 des Dichtrings 31 in radialer Richtung. Die abgeschrägten Seitenflächen
54 bis 57, deren Neigungswinkel gegenüber der Längsachse 5 des Dichtrings 31 auch bei
diesem Ausführungsbeispiel vorzugsweise kleiner als 30° bemessen ist und entsprechend
einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel 10° beträgt, erleichtern das Einpressen
des Dichtrings 31 in x-Richtung. Die anderen, nicht abgeschrägten Seitenflächen 58 bis 61
der rillenartigen Vertiefungen 50 bis 53 hingegen stellen Stützflächen zur Verfügung, an
welchen sich der Dichtring 31 bei einer Belastung mit einer entgegen der x-Richtung
wirkenden Kraftkomponente F abstützt. Zwischen den rillenartigen Vertiefungen 50 bis 53
sind glatte, zylinderförmige Bereiche 62 bis 64 vorgesehen, die die rillenartigen
Vertiefungen 50 bis 53 voneinander trennen und für eine radiale Verpressung des
Dichtrings 31 sorgen. Das axiale Längenverhältnis zwischen den rillenartigen Vertiefungen
50 bis 53 und den zylinderförmigen Bereichen 62 bis 64 beträgt in diesem Fall
vorzugsweise etwa 0,8/0,3.
Zur Erläuterung der Vorteile der erfindungsgemäßen Weiterbildung ist vergleichsweise in
Fig. 4 eine Wellendichtung 19 entsprechend einer konventionellen Ausbildung dargestellt
und soweit übereinstimmend mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Da bei dieser konventionellen Wellendichtung 19 die erfindungsgemäßen rillenartigen
Vertiefungen an der Grenzfläche 38 zwischen der Gehäuseöffnung 30 und dem
Grundkörper 32 des Dichtrings 31 nicht vorgesehen sind, ist zur axialen Arretierung
entgegen der Einpreßrichtung x ein zweiter Sicherungsring 70 vorzusehen, der nach dem
Einpressen des Dichtrings 31 in die Gehäuseöffnung 30 eingesetzt wird. Dies erfordert
jedoch einen zusätzlichen Montageschritt und führt daher zu einer Erhöhung der
Fertigungskosten. Ferner gibt es zahlreiche Anwendungsfälle, in welchen der zusätzliche
Sicherungsring 70 aus Platzgründen nicht eingebaut werden kann.
Aufgrund der erfindungsgemäßen wellenartigen Vertiefungen ist der Einbau eines
zusätzlichen Sicherungsrings 70, wie ein Vergleich der Fig. 4 mit den Fig. 2 und 3 ohne
weiteres ergibt, nicht notwendig. Versuche haben ergeben, daß sich mit den
erfindungsgemäß ausgebildeten, rillenartigen Vertiefungen eine Wellendichtung 19
realisieren läßt, die gegenüber einer konventionell ausgebildeten Wellendichtung 19 einer
etwa 10-fachen maximalen axialen Belastungskraft F standhält. Die maximale axiale
Belastungskraft F kann durch Erhöhung der Anzahl der rillenartigen Vertiefungen noch
weiter gesteigert werden.
Claims (14)
1. Wellendichtung, insbesondere für eine Kolbenmaschine, zur Abdichtung einer
drehbar gelagerten Welle (16) in einer Gehäuseöffnung (30), die einen Dichtring (31) mit
einem Grundkörper (32) aus einem elastischen Material und zumindest einer auf der Welle
(16) schleifend aufliegenden, die Welle (16) allseitig umschließenden Dichtlippe (35)
umfaßt,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Gehäuseöffnung (30) an der an den Grundkörper (32) des Dichtrings (31)
angrenzenden Grenzfläche (38) eine oder mehrere wellenartige Vertiefungen (39, 40; 50-
53) aufweist, die so ausgeformt sind, daß der Grundkörper (32) des Dichtrings (31) in
einer vorgegebenen Richtung (x) mit einer vorgegebenen Einpreßkraft in die
Gehäuseöffnung axial einpreßbar ist und einer axial in der Gegenrichtung (-x) wirkenden,
gegenüber der Einpreßkraft größeren Belastungskraft (F) standhält, ohne sich in der
Gehäuseöffnung (30) zu verschieben.
2. Wellendichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Dichtring (31) ein Übermaß aufweist, welches der Differenz des Radius des Dichtrings (31) im unmontierten, in die Gehäuseöffnung (30) nicht eingepreßten Zustand gegenüber dem Radius der Gehäuseöffnung (30) außerhalb der rillenartigen Vertiefungen (39, 40; 50-53) entspricht, und
daß die radiale Tiefe der rillenartigen Vertiefungen (39, 40; 50-53) im wesentlichen mit dem Übermaß des Dichtrings (31) übereinstimmt.
daß der Dichtring (31) ein Übermaß aufweist, welches der Differenz des Radius des Dichtrings (31) im unmontierten, in die Gehäuseöffnung (30) nicht eingepreßten Zustand gegenüber dem Radius der Gehäuseöffnung (30) außerhalb der rillenartigen Vertiefungen (39, 40; 50-53) entspricht, und
daß die radiale Tiefe der rillenartigen Vertiefungen (39, 40; 50-53) im wesentlichen mit dem Übermaß des Dichtrings (31) übereinstimmt.
3. Wellendichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die rillenartigen Vertiefungen (39, 40) eine sägezahnförmige Querschnittskontur
aufweisen.
4. Wellendichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Neigungswinkel (α) einer ersten, konischen Begrenzungsfläche (41) einer jeden
rillenartigen Vertiefung (39, 40) gegenüber der Längsachse (5) des Dichtrings (31) kleiner
als 30° ist und vorzugsweise 10° beträgt.
5. Wellendichtung nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Neigungswinkel (β) einer zweiten Begrenzungsfläche (42) einer jeden rillenartigen
Vertiefung (39, 40) gegenüber der Längsachse (5) des Dichtrings (31) im Bereich
zwischen 60° und 120° liegt.
6. Wellendichtung nach Anspruch 4 und 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Differenz zwischen dem Neigungswinkel (β) der zweiten Begrenzungsfläche (42)
und dem Neigungswinkel (α) der ersten Begrenzungsfläche (41) 90° beträgt.
7. Wellendichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste, konische Begrenzungsfläche (41) eine Gleitfläche beim Einpressen des
Dichtrings (31) in die Gehäuseöffnung (30) bildet und die zweite Begrenzungsfläche (42)
eine Stützfläche bildet, an welcher sich der Dichtring (31) abstützt, wenn er entgegen der
Einpreßrichtung (-x) mit einer axialen Kraftkomponente (F) beaufschlagt wird.
8. Wellendichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die rillenartigen Vertiefungen (39, 40) durch zylinderförmige Bereiche (43) getrennt
sind, wobei das axiale Längenverhältnis der rillenartigen Vertiefungen (39, 40) zu den
zylinderförmigen Bereichen (43) vorzugsweise etwa 0,8/1,5 beträgt.
9. Wellendichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die wellenartigen Vertiefungen (50-53) ein rechteckförmiges Querschnittsprofil mit
jeweils einer abgeschrägten Seitenfläche (54-57) aufweisen.
10. Wellendichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Neigungswinkel der abgeschrägten Seitenflächen (54-57) gegenüber der
Längsachse (5) des Dichtrings (31) kleiner als 30° ist.
11. Wellendichtung nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kanten der rillenartigen Vertiefungen (50-53) abgerundet sind.
12. Wellendichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die abgeschrägten Seitenflächen (54-57) jeder rillenartigen Vertiefung (50-53)
jeweils eine Gleitfläche beim Einpressen des Dichtrings (31) in die Gehäuseöffnung (30)
bilden und daß die jeweils anderen Seitenflächen (58-61) der rillenartigen Vertiefungen
(50-53) Stützflächen bilden, an welchen sich der Dichtring (31) abstützt, wenn er
entgegen der Einpreßrichtung (-x) mit einer axialen Kraftkomponente (F) beaufschlagt
wird.
13. Wellendichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die rillenartigen Vertiefungen (54-57) durch zylinderförmige Bereiche (62-64)
getrennt sind, wobei das axiale Längenverhältnis der rillenartigen Vertiefungen (50-53)
zu den zylinderförmigen Bereichen (62-64) vorzugsweise etwa 0,8/0,3 beträgt.
14. Axialkolbenmaschine (2) mit
einer drehbar gelagerten Zylindertrommel (4.2), in der Zylinderbohrungen (6.2) ausgebildet sind, in welchen Kolben (7.2) verschiebbar geführt sind,
einer mit der Zylindertrommel (4.2) drehfest verbundenen Welle (16.2), und
einer Wellendichtung (19.2) zur Abdichtung der Welle (16) in einer Gehäuseöffnung (30), wobei die Wellendichtung (19.2) einen Dichtring (31) mit einem Grundkörper (32) aus einem elastischen Material und zumindest einer auf der Welle (16) schleifend aufliegenden, die Welle (16) allseitig umschließenden Dichtlippe (35) umfaßt,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Gehäuseöffnung (30) an der an den Grundkörper (32) des Dichtrings (31) angrenzenden Grenzfläche (38) eine oder mehrere wellenartige Vertiefungen (39, 40; 50- 53) aufweist, die so ausgeformt sind, daß der Grundkörper (32) des Dichtrings (31) in einer vorgegebenen Richtung (x) mit einer vorgegebenen Einpreßkraft in die Gehäuseöffnung axial einpreßbar ist und einer axial in der Gegenrichtung (-x) wirkenden, gegenüber der Einpreßkraft größeren Belastungskraft (F) standhält, ohne sich in der Gehäuseöffnung (30) zu verschieben.
einer drehbar gelagerten Zylindertrommel (4.2), in der Zylinderbohrungen (6.2) ausgebildet sind, in welchen Kolben (7.2) verschiebbar geführt sind,
einer mit der Zylindertrommel (4.2) drehfest verbundenen Welle (16.2), und
einer Wellendichtung (19.2) zur Abdichtung der Welle (16) in einer Gehäuseöffnung (30), wobei die Wellendichtung (19.2) einen Dichtring (31) mit einem Grundkörper (32) aus einem elastischen Material und zumindest einer auf der Welle (16) schleifend aufliegenden, die Welle (16) allseitig umschließenden Dichtlippe (35) umfaßt,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Gehäuseöffnung (30) an der an den Grundkörper (32) des Dichtrings (31) angrenzenden Grenzfläche (38) eine oder mehrere wellenartige Vertiefungen (39, 40; 50- 53) aufweist, die so ausgeformt sind, daß der Grundkörper (32) des Dichtrings (31) in einer vorgegebenen Richtung (x) mit einer vorgegebenen Einpreßkraft in die Gehäuseöffnung axial einpreßbar ist und einer axial in der Gegenrichtung (-x) wirkenden, gegenüber der Einpreßkraft größeren Belastungskraft (F) standhält, ohne sich in der Gehäuseöffnung (30) zu verschieben.
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Publications (1)
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ID=7810964
Family Applications (1)
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Country Status (1)
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DE (1) | DE19645985A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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1996
- 1996-11-07 DE DE19645985A patent/DE19645985A1/de not_active Withdrawn
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