DE1970816U - Radiallippendichtung. - Google Patents

Description

RA. 509 372-4.9.67

Patentanmeldung
Radiallippendichtung

Die Erfindung betrifft eine Radiallippendichtung, die einen Sitzring, eine ringförmige Membran sowie eine Dichtlippe aufweist.

Solche Radiallippendichtungen sind bekannt. Werden diese in rasch bewegte Maschinenteile, etwa in drehende und kreisende Kolben von Rotationskolben-Maschinen eingebaut, dann treten Funktionsstörungen der Dichtung auf, da die Dichtlippe durch die auftretenden
Massenkräfte verformt wird und nicht mehr gleichmäßig am Laufpartner der Dichtung anliegt. Denn die Dichtlippe muß weich und elastisch sein, um sich an den laufpartner anlegen zu können, auch
wenn der Laufpartner Bewegungen etwa im Rahmen des Lagerspiels
ausführt. Es ist deshalb bisher nicht gelungen, Radiallippendichtungen in rasch bewegten Maschinenteilen zu verwenden, wenn grossere Massenkräfte auf die Dichtung einwirken. Entsprechende Dichtprobleme konnten bisher nur mit axial anlaufenden Dichtungen bewältigt werden, deren Herstellung und Montage aufwendig und deren Dichtfunktion vor allem im Stand unzuverlässig ist.

Die neue Aufgabe der Erfindung ist es, Radiallippendichtungen so
zu gestalten, daß sie auch unter der Einwirkung größerer Massenkräfte störungsfrei funktionieren.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Anordnung von axial verlaufenden, möglichst steifen Armierungen der Dichtlippe, die im Schwerpunkt von Armierung und Membran gelenkig abgestützt sind.

Diese Aufgabe wird ferner dadurch gelöst, daß die Dichtlippe an
einem steifen Ring angeordnet ist, der als Laufring zum Dichtungs-

1 AiIR I BF ^⁰''' Schleicher & Schall, Einbeck

partner (Welle bzw. Bohrung) ausgeführt und mit dem Sitzring über die ringförmige Membran verbunden iat.

Diese Aufgabe wird schließlich dadurch gelöst, daß zwischen Sitzring und Membran mit Dichtlippe Kammern angeordnet sind, wobei zeitweise von der Membran überdeckte Bohrungen angeordnet sein können, die diese Kammern mit dem Baum neben der Diehtung verbinden.

Ausführungen der Erfindung sind in den Figuren dargestellt. Als Bauform ist die Form der Wellendichtung gezeigt, bei der die Dichtlippe innen liegt und innenspannend auf einer Welle läuft. Analog können alle Dichtungen auch als Bohrungsdichtungen ausgeführt werden, wobei die Dichtlippe außen liegt und nach außen spannend auf der Bohrungswand läuft.

Die Figuren stellen dar:

Fig. 1 Radiallippendichtung mit axial verlaufenden Armierungen,

Querschnitt.
Fig. 2 Radiallippendichtung mit steifem Laufring.

Fig. 3 Radiallippendichtung mit Kammern zwischen Membran und und 4

Sitzring.

Figo 1 zeigt den Querschnitt der Radiallippendichtung mit axial verlaufenden Armierungen. Der Sitzring ist L-förmig ausgeführt, in weiten Bohrungen 2 des radialen L-Schenkels werden aus rundem Draht bestehende Armierungsstäbe 3 gehalten. Der radiale Schenkel des Sitzringes 1 sowie die auf einer Zylinderfläche angeordneten Armierungsstäbe 3 sind eingebettet in einen gummielastischen Werkstoff, der die etwa zylindrische Membran 4 mit der angeformten Dichtlippe 5 bildet. Armierungsstäbe 3 und Membran 4 mit Dichtlippe 5 sind so ausgebildet, das der Schwerpunkt des zu einen Armierungsstab 3 gehörenden Zylindersektors der Membran 4 in der

20601 AiIRlBF Carl Schleicher & Schill!, E'mbeck

Bohrung 2 liegt. Die Membran 4 mit Dichtlippe 5 wird so hergestellt, daß der Durchmesser des Dichtlippenkreises kleiner ist als der Durchmesser der Welle, auf der die Dichtlippe 5 läuft. Dadurch wird die zum Anlegen der Dichtlippe notwendige Vorspannung erzielt. Die Dichtlippe 5 ist elastisch beweglich, so daß sie Bewegungen der Welle etwa im Rahmen eines Lagerspiels folgen kann. Trotzdem wird die Dichtlippe 5 beim Wirken von Trägheitskräften auf die Dichtung nicht verformt, sie hebt also nicht vom Laufpartner ab und wird auch nicht zu stark angepreßt, da Trägheitskräfte auf die Membran 4 mit Dichtlippe 5 über die Armierung 3 in der .bohrung 2 im Schwerpunkt abgestützt und aufgenommen werden. Denn ein im Schwerpunkt abgestützter Körper kann durch Trägheitskräfte nicht bewegt werden, er ist gegenüber Trägheitskräften immer im Gleichgewicht.

Die Ausführung einer Radiallippendichtung nach Fig.1 kann variiert werden, in dem die Armierung aus einer mäanderartig geschlitzten Büchse gebildet wird, die dann nicht in Bohrungen, sondern zwischen geschlossenen Hingen gelagert wird.

Fig.2 zeigt den Querschnitt der Radiallippendichtung mit steifem Laufring. Mit dem Sitzring 1 ist die Ringmembran 4 verbunden, die innen am Laufring 6 haftet. Dieser Laufring 6 trägt die Dichtlippe 5, die hier beispielsweise in Doppelanordnung gezeigt ist. Mitnehmerartige Ansätze 7 am Sitzring 1, die in Ausfräsungen 8 am Laufring 6 mit großem Spiel eingreifen, sind hier als Beispiel einer Drehmitnahme zwischen Sitzring 1 und Laufring 6 gezeigt. Bei dieser Radiallippendichtung wird die Dichtlippe 5, die selbst nur eine geringe radiale Erstreckung aufweist, damit relativ steif ist und in sich durch die auftretenden Trägheitskräfte nicht verformt wird, exakt auf der Welle bzw. allgemein dem Laufpartner geführt. Der Laufring 6 läuft mit kleinstem Spiel auf der Welle,

I A41R I BF Carl Schleicher & Schall,Einbeck

und er kann Bewegungen der Welle folgen, da er mit dem Sitzring 1 und also mit dem umschließenden Maschinenteil über die Ringmembraa 4 nur elastisch nachgiebig verbunden ist. Die Vorspannung der Dichtlippe 5 zur Anpressung an den Laufpartner wird durch ein Untermaß des Dichtlippendurchmessers gegenüber dem Wellendtirchmeseer erzielt.

Eine Vereinfachung der Radiallippendichtung nach Fig. 2 kann bei Einbaufällen erzielt werden, bei denen sich die Dichtung nur um die (Wellen-)Achse dreht, also rein zentrifugalen Kräften ausgesetzt ist. In diesem Fall kann auf die Führung des Laufringes verzichtet werden, so daß die Radiallippendichtung nurmehr einen steifen Armierungsring nahe der Dichtlippe aufweist.

Ale weitere Variante kann das Prinzip des Massenkräfte-Ausgleiehs (Pig.1) und der Hingarmierung der Dichtlippe (Pig.2) vereint werden, indem die Dichtlippe durch einen steifen Ring und die etwa zylinderförmige Membran durch axiale Einlagen armiert wird, die wiederum im Schwerpunkt der armierten Membran elastisch gelagert sind.

Die Fig. 3 und 4 zeigen schließlich Radiallippendichtungen mit Kammern zwischen Membran und Sitzring. Der Sitzring 1 trägt die Membran 4 mit der angeformten Dichtlippe 5. In der Membran 4 sind Kammern 9 angeordnet. Der Sitzring 1 weist Bohrungen 10 auf, die im Ruhezustand, Pig.3, von der Membran 4 abgedeckt und versGhlos*- sen werden. Der Sitzring 1 ist so eingebaut, daß die Bohrungen 10 nach außen offen sind. Die Membran 4 ist nur an beiden Sandern fest mit dem Sitzring 1 verbunden. Dadurch kann sie sich bei zentripetal gerichteten Massenkräften zur Mittelachse hin einwölben. Fig. 4 zeigt die Dichtung in diesem Zustand. Wie man sieht, vergrößert sich durch das Einwölben der Membran 4 die Kammer 9,

20601 44/ R I BF Carl Schleicher:« Schall, EinbecH

gleichzeitig wird die Bohrung 10 freigegeben. Dadurch wirdΓ die Bohrung 10 Flüssigkeit aus der Umgebung der Diehtu&g in die Kammer 9 gesaugt. Durch diesen Mechanismus wird einerseits die Beweglichkeit der Membran 4 und der Bichtlippe 5 erreicht» ande^ea**- seits werden die Kammern 9 zwischen Membran 4.und Sitzring 1 mit Flüssigkeit gefüllt. Bei einer zentrifugalen Messenkraft wird aim die Membran 4 an den Sitzring 1 angelegt, die Bohrung 10 wird verschlossen, damit die Kammer 9 nach außen abgedichtet. Sobald die Kammer 9 verschlossen ist, stützt sich die Membran 4 in voller axialer Breite auf die Kammer 9 ab. Wegen des hohen BlastizitätSr* moduls einer eingeschlossenen Flüssigkeit bedeutet die Abstützung der Membran 4 auf die Flüssigkeit in der Kammer 9 eine starre A-* Stützung. Damit ist die Aufgabe gelöst, ein Abheben der pe 5 unter dem Einfluß von Trägheitskräften zu unterbinden*

Eine Vereinfachung der Radiallippendichtung nach Fig»3 und. "4 $ möglich. Wenn keine zu große Beweglichkeit der Diehtlippe dert wird, dann kann die Dichtung wie in lig. 3 und 4 gezeigt Kammern zwischen Sitzring 1 und Membran 4 ausgeführt werden ohne. die Bohrung 10. In diesem Fall müssen die Kammern 9 bei der Fertigung mit einer geeigneten Flüssigkeit gefüllt werden» Auch bei dieser Radiallippendichtung ist bei geeigneter Bemessung eine Bewegung der Diehtlippe 5 durch radial gerichtete Trägheitskräfte verhindert, obwohl die Diehtlippe 5 genügend Beweglichkeit zur -Anpassung an Bewegungen der Laufpartner hat. Ihre Beweglichkeit ist evident: Bei einer Einwärtsbewegung der Diehtlippe 5 wird der übrige Teil der die Kammer 9 abschließenden Membran in Gegenrichtung bewegt, da das Flüssigkeitsvolumen in der Kammer konstant bleibt,. Beim Einwirken einer radial gerichteten Trägheitskraft Wöilea sieh nun Diehtlippe und Membran in gleichem Sinne bewegen» Dem wirkt aber die praktische Inkompressibilität der Flüssigkeit fcgw.· die

ZOeO I A41RIBF - ' Car/Schleicher S Schult, Ewheck

Zugspannung in der Flüssigkeit bis zum Verdampfen entgegen. Eine Bewegung kann also nicht zustande kommen, wenn .die Membran im Bereich der Kammerwand eine radial gleiche Massenverteilung aufweist, Wenn die Membran aus homogenem Material ist, muß sie also im Bereich der Kammerwand eine konstante radiale Höhe aufweisen.

-' I- f η

*■'■ & h

2060 I AiIR I BF

Carl Schleicher & Schall, Einbeck

Claims (2)

e-äirt an sprüche ι· υ. υ

1. Radiallippendichtung, die einen Sitzring, eine ringförmige Membran sowie eine Dichtlippe aufweist, gekennzeichnet durch axial verlaufende, möglichst steife Armierungen (3) der Dichtlippe (5), die im Schwerpunkt (2) von Armierung (3) und Membran (4) gelenkig abgestützt sind, Pig. (1) .

2. Radiallippendichtung, die einen Sitzring, eine ringförmige Membran sowie eine Dichtlippe aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtlippe (5) an einem steifen Ring (6) angeordnet ist, der als Laufring zum Dichtungspartner (Welle bzw. Bolirung) ausgeführt und mit dem Sitzring (1) über die ringförmige Membran (4) verbunden ist, Fig. (2) .

3ο Radiallippendichtung, die einen Sitzring, eine ringförmige

Membran sowie eine Dichtlippe aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Sitzring (1) und Membran (4) mit Dichtlippe (5) Kammern (9) angeordnet sind, wobei zeitweise von der Membran (4) überdeckte Bohrungen (10) vorgesehen sein können, die diese Kammern (9) mit dem Raum , neben der Dichtung verbinden, Fig. (3, 4).

Cl· f M

ZOSO I AiIR I BF Carl Schisicher & Schall, EinbecK