DE19746626B4 - Dichtungsanordnung sowie Verfahren zum Herstellen einer als Lippendichtung wirkenden metallischen Ringscheibe - Google Patents

Dichtungsanordnung sowie Verfahren zum Herstellen einer als Lippendichtung wirkenden metallischen Ringscheibe Download PDF

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Abstract

Dichtungsanordnung zum Abdichten eines mit unter Druck stehendem Medium beaufschlagten Ringspalts (8) zwischen zwei relativ zueinander beweglichen Bauteilen (2, 4), welche Dichtungsanordnung eine den Ringspalt überdeckende Lippendichtung (22) mit einer metallischen Ringscheibe (30) enthält, die einen Grundbereich (28) zur Halterung der Ringscheibe (30) an einem der Bauteile (4) aufweist, der über einen gekrümmten Bereich in einen konisch verlaufenden Kegelbereich (32) übergeht, wobei der Kegelbereich an einer inneren Umfangsfläche (36) endet, der freie Umfangsring des Kegelbereichs unter elastischer Vorspannung an einer Fläche des anderen Bauteils (2) anliegt, und der von dem Grundbereich (28) abgebogene Kegelbereich (32) an der Umfangsfläche (36) in einer umlaufenden, dichtenden Kante (34) endet; dadurch gekennzeichnet, dass eine von der Kante (34) ausgehende innere Umfangsfläche (36) des Kegelbereiches einen Winkel im Bereich zwischen 0° und 10° ausgenommen 0°, mit einer Gegenfläche des anderen Bauteils (2) bildet.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum Herstellen einer als Lippendichtung wirkenden metallischen Ringscheibe zur Verwendung in einer solchen Dichtungsanordnung.
  • Eine Dichtungsanordnung mit einer metallischen Ringscheibe, die einen Grundbereich zur Halterung der Ringscheibe an einem von zwei gegeneinander abzudichtenden Bauteilen aufweist, der über einen gekrümmten Bereich in einen konisch verlaufenden Kegelbereich übergeht, dessen freier Umfangsrand unter elastischer Vorspannung an dem anderen der gegeneinander abzudichtenden Bauteile anliegt, ist beispielsweise aus der GB PS 222 844 bekannt. Am inneren Umfangsbereich des Kegelbereiches sind Schlitze ausgebildet, die die Elastizität des Kegelbereiches vergrößert. Wenn hohe Dichtigkeiten erforderlich sind, werden mehrere Ringscheiben mit ihren Schlitzen gegeneinander versetzt hintereinander angeordnet.
  • Eine weitere Dichtungsanordnung mit einer Ringscheibe mit einem konisch verlaufenden Kegelbereich ist aus der GB PS 633 626 bekannt. Dort wird eine Ringscheibe verwendet, deren Grundbereich insgesamt in einem elastischen Ringteil aufgenommen ist, so daß die Ringscheibe in der Lage ist, Desachsierungen oder Unrundheiten zweier relativ zueinander verdrehbaren Bauteile, die mit der Dichtungsanordnung gegeneinander abgedichtet werden sollen, auszugleichen.
  • Die US PS 2,226,273 zeigt eine Dichtungsanordnung zur Abdichtung von Kolbenstangen, wobei eine Mehrzahl von metallischen Ringscheiben mit konisch verlaufenden Kegelbereichen in gegenseitiger Anlage derart gepackt sind, daß an den freien Enden der Kegelbereiche vorgesehene Schlitze gegenseitig versetzt sind.
  • Die DE 31 26 716 C2 zeigt eine Dichtungsanordnung mit mindestens einem hülsenförmigen, metallischen Dichtelement zur Abdichtung einer Wand gegen ein die Wand durchsetzendes Bauteil, wobei der am freien Ende des hülsenförmigen Dichtelements gebildete Dichtbereich infolge Dehnung beim Zusammenbau mindestens bis zur Streckgrenze beansprucht ist und der Spannbereich des Dichtelements mitverformt ist.
  • Die Hochdruckförderung und -dosierung von Klebern, Pasten, Dämmstoffen usw. stellt ein wachsendes Anwendungsgebiet dar, wobei an die Standzeiten, Druckfestigkeiten und Dichtigkeitsanforderungen entsprechender Systeme hohe Anforderungen gestellt sind, da sie insbesondere auch im Automobilbau eingesetzt werden.
  • Üblich ist, für Hochdruckpumpen und Dosierer die Verwendung von Dichtungen oder Dichtungspackungen aus Kunststoffen oder, in Einzelfällen aus Leder unterschiedlichster Konstruktion. Abhängig vom zu verarbeitenden Material und notwendigen Materialdrücken wird die Konstruktion und der Werkstoff der Dichtungen dem Anwendungszweck angepaßt. Grundsätzlich arbeiten alle solchen Dichtungen relativ "weich" und dichten auf harten, metallischen Oberflächen mit möglichst geringen Rauhigkeiten. Die Dichtungen sind hinsichtlich Konstruktion und Materialauswahl meist von Hochdruck-Hydraulik-Dichtungen abgeleitet, wobei die Geometrie so ausgelegt sein kann, daß durch den Druck des abzudichtenden Mediums eine "Servo-Wirkung entsteht, d.h. daß die Dichtwirkung durch den Druck vergrößert wird.
  • 4 und 5 zeigen einen herkömmlichen Dosierer, wobei 5 die im Dosierer gem. 4 verwendete Dichtung im Detail zeigt.
  • Gem. 4 ragt eine Kolbenstange 2 durch Gehäuseteile 3 und 4 in einen Druckraum 5 ein, in den ein Einlaßkanal 6 führt und aus dem ein Auslaßkanal 7 führt. In den Kanälen sitzen nicht dargestellte Ventile, so daß sich der Druckraum bei einem Rückwärtshub der Kolbenstange 2 mit dem zu dosierenden Medium füllt, das bei einer Vorwärtsbewegung der Kolbenstange 2 aus dem Auslaßkanal herausgedrückt wird.
  • Durch die beiden, beispielsweise über eine nicht dargestellte Schraubverbindung miteinander verschraubten Gehäuseteile 3 und 4 verläuft eine Bohrung, die im Gehäuseteil 4 geringfügig größer als im Gehäuseteil 3 ausgebildet ist, so daß ein Ringspalt 8 vorhanden ist, der den Druckraum 5 mit dem Auslaßkanal 7 verbindet. Zur Führung der Kolbenstange 2 sind in der Wand der Bohrung innerhalb des Gehäuseteils 3 zwei Führungsbuchsen 9 vorgesehen, die die Kolbenstange 2 radial im wesentlichen spielfrei und axial beweglich führen. Zur Abdichtung gegenüber dem von links her wirkenden Druck P (Pfeil) des Mediums ist eine Primärdichtung 10 und eine Sekundärdichtung 12 vorgesehen.
  • Die Primärdichtung ist in einem Ringraum angeordnet, der dadurch gebildet ist, daß das Gehäuseteil 3 mit einem Ringansatz 14 in eine Ringausnehmung 16 des Gehäuseteils 4 eingreift, wobei ein axialer Zwischenraum verbleibt, der den Ringraum bildet, in den die Primärdichtung 10 eingesetzt ist. Die Primärdichtung 10 weist einen als doppelte Lippendichtung wirksamen U-Ring z.B. aus PTFE-Compound Werkstoff mit eingelegtem O-Ring aus Elastomer-Werkstoff zur statischen Vorspannung auf.
  • Die Sekundärdichtung 12 ist ebenfalls als Ringdichtung ausgebildet und in einer Ringnut 18 des Gehäuseteils 4 aufgenommen, wobei ein elastomerer O-Ring zur Vorspannung des Dichtelements radial außerhalb des Dichtelements angeordnet ist.
  • Zur Ableitung eventuell durchtretender geringer Materialmengen und zur Kühlung ist ein Spülmittelkanal 20 vorgesehen.
  • Im Praxisbetrieb stellen sich mit der Dichtungsanordnung gemäß 2 folgende Probleme: Bei der Verwendung zum Auspressen hochviskoser Kleber und Dichtpasten dringen nach verhältnismäßig kurzer Laufzeit geringe Mengen des Klebers gemäß 2 von links nach rechts durch die Dichtungsanordnung, insbesondere die Primärdichtung 16 hindurch, da die Kleber bzw. Dichtpasten auf der Oberfläche der Kolbenstange 2 haften. Infolge der Kompressibilität der pastösen Medien werden geringste Mengen in den Tälern der Oberflächenrauhigkeiten durch die Dichtung hindurch transportiert; nach dem Transport durch die Dichtung expandieren die pastösen Medien und werden abgestreift. Nach einer Betriebszeit von wenigen Monaten bei üblicherweise 300–1500 Zyklen pro Tag nimmt der Effekt durch Verschleiß der Dichtung noch zu, so daß eine Überholung der Förder- bzw. Dosiereinrichtung erforderlich wird.
  • Wenn die zu fördernden bzw. zu dosierenden Medien abrasive Füllstoffe (Metallpartikel oder mineralische Partikel, z.B. Quarzmehl) enthalten, wie es bei Antidröhnbeschichtungen und Unterbodenschutz üblich ist, erzeugen diese Partikel an Stellen hoher Strömung und vor allem im Bereich der Primärdichtung hohen Verschleiß. Die Partikel bzw. Teilchen werden in die relativ weichen Dichtungsteile gedrückt und wirken dann wie Schleifkörper. Dies führt zu sehr schnellem Verschleiß und zur Riefenbildung in der Oberfläche der Kolbenstange und/oder der zylindrischen Gehäuseinnenfläche. Die Dichtungsanordnung hat eine kurze Standzeit und es sind teure Reparaturen erforderlich.
  • Entsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Dichtungsanordnung zu schaffen die auch zum Abdichten von hochviskosen Klebern und Dichtpasten sowie von fluiden Medien geeignet ist, die abrasive Füllstoffe enthalten. Der Erfindung liegt weiter die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen einer in einer solchen Dichtungsanordnung verwendbaren Ringdichtung anzugeben.
  • Der die Dichtungsanordnung betreffende Teil der Erfindungsaufgabe wird mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst.
  • Danach zeichnet sich die erfindungsgemäß vorgesehene, metallische Ringscheibe vor allem dadurch aus, daß sie in einer dichtenden Kante endet und daß die innere Umfangsfläche der metallischen Ringscheibe, die von der dichtenden Kante ausgeht, gegenüber der dichtenden Kante zurückspringt, d. h. nicht an dem Bauteil anliegt, das abzudichten ist. Dadurch ist gewährleistet, daß die dichtende Kante sicher an der abzudichtenden Gegenfläche anliegt und das unter Druck stehende Material, insbesondere darin enthaltener Partikel, nicht zwischen der inneren Umfangsfläche des Kegelbereiches und der Gegenfläche hindurchgelangen können.
  • Der Anspruch 2 ist auf ein vorteilhaftes Material für die Ringscheibe gerichtet.
  • Mit den Merkmalen der Ansprüche 3 und 4 wird eine besonders vorteilhafte Materialpaarung erreicht.
  • Die Merkmale der Ansprüche 5 und 6 werden vor allem dann eingesetzt, wenn das zu fördernde Medium durch Kleber, wie Polyurethankleber, oder vergleichbare Pasten gebildet ist.
  • Die Ansprüche 7 bis 9 sind auf weitere vorteilhafte Merkmale der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung gerichtet.
  • Der das Herstellverfahren betreffende Teil der Erfindungsaufgabe wird nüt den Merkmalen des Anspruchs 10 gerichtet, das durch die Merkmale des Anspruchs 11 in vorteilhafter Weise weitergebildet wird.
  • Die Funktionstüchtigkeit der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung beruht u.a. auf folgendem:
    • – Durch die Verwendung der relativ harten metallischen Ringscheibe können sich keine Partikel in die Dichtung drücken.
    • – Der Verschleiß der metallischen Ringscheibe ist außerordentlich gering.
    • – Bei einer Dichtungskontur mit schmaler spitzwinkliger Anlagefläche wird das Material von der Außenfläche des beweglichen Bauteils, wie der Kolbenstange, abgestreift und die Partikel schwimmen im fluiden Medium vor der Dichtlippe her.
    • – Die Dichtung kann mehrteilig sein; die eigentliche Dichtlippe wird durch eine definierte Feder- bzw. Vorspannkraft angedrückt und besitzt eine ausreichende Nachsetzmöglichkeit. Dadurch wird eine lange Standzeit erreicht.
    • – Der Einbauraum der Dichtung wird so gestaltet, daß gegebenenfalls nach längerer Einsatzdauer in geringer Menge durchtretendes Material beispielsweise durch einen Spülmittelkanal abgeleitet werden kann.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert.
  • Es stellen dar:
  • 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Dichtungsanordnung,
  • 2 einen Längsschnitt durch eine abgeänderte Ringscheibe,
  • 3 einen Längsschnitt durch eine axiale Wellendichtung,
  • 4 einen Längsschnitt durch einen herkömmlichen Dosierer und
  • 5 einen Längsschnitt durch eine herkömmliche Dichtungsanordnung.
  • In 1 sind für der Dichtungsanordnung gemäß 5 funktionsgleiche Bauteile die gleichen Bezugszeichen verwendet, so daß diese Teile nicht nochmals erläutert werden.
  • Der Unterschied der Dichtungsanordnung gemäß 1 gegenüber der der 5 liegt vor allem in der Ausbildung der Primärdichtung 22, die im Ausschnitt a) in vergrößertem Maßstab dargestellt ist: Der Ansatz 14 des Gehäuseteils 3 ist an seinem axial und radial äußeren Ende mit einer Ringnut 24 ausgebildet, in der ein Dichtring 26 aus elastomerem Werkstoff in Form eines O-Rings angeordnet ist, der einen in sich ebenen, ringförmigen Grundbereich 28 einer Ringscheibe 30 aus federhartem Edelstahl an eine Gegenfläche der Ringausnehmung 16 des Gehäuseteils drückt. Der Dichtring 26 bewirkt, daß kein Material aus dem Druckraum gehäuseseitig außerhalb der Ringscheibe 30 in den Raum hinter der Primärdichtung 22 gelangen kann.
  • Der Grundbereich 28 der Ringscheibe 30, die bevorzugt zwischen 0,1 und 0,3 mm dick ist, geht über einen gekrümmten Bereich in einen Kegelbereich 32 über, dessen freies Ende an der Außenfläche der Kolbenstange 2 unter elastischer Vorspannung anliegt. Der Winkel zwischen dem konisch verlaufenden Kegelbereich 32 und der Achse der Kolbenstange 2 ist kleiner als 90° und beträgt beispielsweise zwischen 20 und 50°. Das gemäß 1 linke vordere Ende des Kegelbereiches 32 ist durch eine scharfe Kante 34 gebildet, die im Auschnitt b) gegenüber dem Ausschnitt a) in vergrößertem Maßstab dargestellt ist. Von der Kante 34 aus verläuft die innere Umfangsfläche 36 des vorderen Endes des Kegelbereiches 32 bevorzugt nicht parallel zur Achse der Kolbenstange 6, sondern springt etwas zurück und bildet mit ihr einen Winkel α von weniger als 10°, vorzugsweise 5°. Die der Ringausnehmung 16 zugewandte Stirnfläche des Gehäuseteils 4 ist abgeschrägt, sodaß eine dem Kegelbereich 32 entsprechende Schrägfläche 37 gebildet ist, mittels der Platz für den Kegelbereich 32 geschaffen ist.
  • Auf folgende Details der beschriebenen Dichtungsanordnung, die vorteilhaftennreise vorhanden sind, wird besonders hingewiesen:
    • – Die Ringscheibe 30 bzw. das vordere Ende des Kegelbereiches 32 muß mit Vorspannung an der Außenfläche der Kolbenstange 2 anliegen, so daß von Anfang an gewährleistet ist, daß aus dem Ringspalt 8 (1b) zwischen der Einlaßkanal 6 und dem Gehäuseteil 32 kein unter Druck stehendes Medium zwischen dem Kegelbereich 32 und der Kolbenstange 2 hindurchdringen kann, sondern der Kegelbereich 32 in verstärkte Anlage an die Kolbenstange 2 gedrängt wird.
    • – Das vordere Ende des Kegelbereiches 32 mit der Kante 34 und der Umfangsfläche 36 muß eine sehr exakt definierte Geometrie mit engen Toleranzen aufweisen.
    • – Die Oberfläche der Kante 34 und der Umfangsfläche 36 muß eine sehr geringe Oberflächenrauhigkeit haben und für einen geringen Verschleiß relativ hart sein.
    • – Die Gegenfläche der Kolbenstange 2 muß ebenfalls eine geringe Rauhigkeit und eine große Härte aufweisen.
    • – Idealerweise sollte die Paarung zwischen dem vorderen Ende des Kegelbereiches 32 und der Außenfläche der Kolbenstange 6 möglichst geringe Losbrechkräfte benötigen (geringerer "Stick-Slip" Effekt).
  • Die vorgenannten Eigenschaften sind mit üblichen Werkstoffen und Fertigungsverfahren nur schwierig zu erreichen. Besonders die Herstellung der Ringscheibe 30 und die erforderliche Härte der Gegenfläche der Kolbenstange 2 erfordern neue Herstellverfahren.
  • Die Ringscheibe 30 wird daher wie folgt hergestellt: Aus federhartem Blech mit einer Dicke bevorzugt zwischen 0,1 und 0,3 mm (je nach Anwendungszweck) wird eine Ringscheibe beispielsweise mittels Laser- oder Wasserstrahlschneiden oder durch Stanzen hergestellt. Anschließend wird die noch ebene Ringscheibe durch Tiefziehen oder Drücken so umgeformt, daß der Kegelbereich 32 entsteht und über einen Übergangsradius mit dem im wesentlichen unverformten Grundbereich 28 verbunden ist. Der Durchmesser des Kegelbereiches 32 an dessen vorderen Ende ist dabei etwas kleiner als der Durchmesser der Kolbenstange 2, gegen die abgedichtet werden soll, so daß im eingebauten Zustand der Kegelbereich 32 mit Vorspannung an der Kolbenstange 2 anliegt. Die Vorspannung und die Servowirkung (zusätzliche Anpressung bei Druckbeaufschlagung) sowie das Nachsetzverhalten sind somit über den Durchmesser des freien Endes des Kegelbereiches 32, den Kegelwinkel und die mechanischen Eigenschaften des Materials der Ringscheibe 30 bestimmt.
  • Die Ringscheibe 30 mit dem Grundbereich 28 und dem Kegelbereich 32 wird anschließend im Bereich der Kante 34 spanend fein bearbeitet, um die erforderliche Oberflächengüte zu erreichen. Die spanende Bearbeitung erfolgt vorteilhafterweise durch Honen. Um die gewünschte Spitzwinkligkeit der Dichtkante 34 bzw. den gewünschten Verlauf der Umfangsfläche 36 zu erreichen, wird die Ringscheibe 30 im Kegelbereich 32 elastisch aufgeweitet und in diesem Zustand bearbeitet, da nur zylindrisch gehont werden kann.
  • Der Einbau in das Gehäuseteil 4 mit Hilfe des Dichtrings 26 sorgt für einen sicheren Halt der Ringscheibe 30 und für eine Abdichtung gegenüber Material, das zwischen der Ringscheibe 30 und dem Gehäuseteil 4 eindringt.
  • Die metallische Ringscheibe 30 kann in vorhandene Geräte nachgerüstet werden, indem entsprechende Ausgleichsringe mit einer Nut für den Dichtring 26 vorgesehen werden.
  • Übliche Kolbenstangen haben einsatzgehärtete Oberflächen, die durch Schleifen und zusätzliches Polieren fein bearbeitet sind und gegebenenfalls noch mit einer zusätzlichen Hartchromschicht versehen sind. Die damit erzielbare Oberfläche ist bezüglich Härte und Oberflächengüte nur eingeschränkt tauglich.
  • Für eine überlegene Funktionstüchtigkeit der Dichtungsanordnung wird daher die Oberfläche der Kolbenstange 2 mittels einer a-C:H-Beschichtung versehen, die eine annähernd diamantharte, amorphe Kohlenstoffschicht von geringer Dicke (etwa 3–5 μm) mit besonders guten Gleiteigenschaften aufweist. Das vordere Ende des Kegelbereiches 32 kann ebenfalls mit einer a-C:H-Beschichtung versehen werden.
  • Die a-C:H-Beschichtung wird aus der Gasphase (Plasma) in Vakuum abgeschieden und läßt sich sehr gut auf Stahlteile auftragen. Die Verarbeitungstemperatur liegt deutlich unterhalb der Anlaßtemperatur für einsatzgehärteten Stahl.
  • Mit Hilfe der vorgenannten Maßnahmen ergibt sich für die gesamte Abdichtungsproblematik bei der Hochdruckverarbeitung von Klebern, Pasten, Dämmstoffen usw., insbesondere wenn diese mit abrasiven Stoffen angereichert sind, überlegene Eigenschaften.
  • Die Ringscheibe kann aus jedwelchem geeigneten federharten Material bestehen und muß nicht zwangsläufig aus Edelstahl sein.
  • Der Dichtring 26 kann alternativ auch auf der dem Gehäuseteil 4 zugewandten Seite der Grundbereiches 28 angeordnet sein.
  • 2 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform einer Ringscheibe 30, bei der der Grundbereich 28 über einen zylindrischen Bereich 40 in den Kegelbereich 32 übergeht. Das Gehäuseteil 4 weist anstelle der Schrägfläche 37 (1a)) eine Abstufung auf.
  • Die geschilderte Dichtungsanordnung kann in vielfältiger Weise eingesetzt werden, z. B. für
    • – radiale Abdichtung drehender Wellen oder Drehdurchführungen,
    • – axiale Abdichtung drehender Wellen und
    • – Abdichtung von Kolben in Zylindern.
  • a) Radiale Wellendichtung:
  • Bei innerer Abdichtung kann der Aufbau der Dichtung wie in 1 dargestellt sein, wobei die Ringscheibe 30 im Gehäuse feststeht und sich die Welle relativ dazu dreht.
  • Bei äußerer Abdichtung kann die Ringscheibe auf der Welle befestigt sein und sich mit dieser drehen. Die Gegenlauffläche wird dann von einer zylindrischen Buchse gebildet, die an ihre Innenfläche entsprechend behandelt ist.
  • Die Ringscheibe weist dann einen ausgehend von ihrem Innnendurchmesser h planen, ringförmigen Grundbereich und einen sich nach außen konisch aufweitenden Kegelbereich auf. Die Dichtkante an Außenumfang wird durch Rundschleifen oder Läppen, gegebenenfalls auch im vorgespannten Zustand, fein bearbeitet.
  • b) Axiale Wellendichtung
  • Bei still stehender Ringscheibe ist diese Dichtung gem. 3 aufgebaut. Eine Stirnfläche 70 einer Hohlwelle 72 bildet eine Anlagefläche für die Ringscheibe 30, deren gehäusefest eingespannter Grundbereich radial verläuft. Einer zentralen Bohrung 74 der Hohlwelle 72 wird unter Druck stehendes Fluid zugeführt. Die Ringscheibe wird im vorgespannten Zustand am stirnseitigen Rand des Kegelbereiches durch Planschleifen oder Läppen fein bearbeitet. Die Gegenlauffläche wird durch einen Ring oder einen ringförmigen Absatz auf der Welle bzw. deren Stirnfläche gebildet und ist im Bereich des Reibkontakts oder insgesamt entsprechend gehärtet und beschichtet.
  • Bei mitlaufender Ringscheibe ist die Ausbildung ähnlich wie bei der außen dichtenden radialen Wellendichtung; lediglich die Dichtkante bzw. die Umfangsfläche 36 verläuft axial. Die Ringscheibe 30 wird im vorgespannten Zustand am stirnseitigen Rand des Kegelbereiches (größerer Durchmesser) durch Planschleifen oder bevorzugt Läppen fein bearbeitet. Die Gegenlauffläche wird durch einen Ring im Gehäuse gebildet und ist im Bereich des Reibkontaktes oder insgesamt entsprechend gehärtet und beschichtet.
  • Es versteht sich, daß weitere Kombinationen der beschriebenen Bauformen, je nach Anwendungsfall, denkbar sind, beispielsweise axial stillstehend mit Abdichtung an der Wellemaußenseite, z.B. bei einer großen Welle stirnseitig, mit höherem Druck auf der Wellenseite, oder axial mitlaufend am kleineren Durchmesser, z.B. bei einer großen Welle mit höherem Druck auf der Gehäuseseite.
  • c) Kolbendichtung
  • Für die Abdichtung eines oszillierenden Kolbens in einem Zylinder (z.B. bei Hochdruckpumpen) wird die Bauform der Dichtungsanordnung entsprechend der mitlaufenden Wellendichtung gewählt, und die Laufbuchse wird an der Innenfläche gehärtet und beschichtet. Gegebenenfalls können zwei gleiche Ringscheiben gegeneinander spiegelbildlich eingebaut werden, um beidseitig oder wechselseitig wirksamen Druck abzudichten.

Claims (11)

  1. Dichtungsanordnung zum Abdichten eines mit unter Druck stehendem Medium beaufschlagten Ringspalts (8) zwischen zwei relativ zueinander beweglichen Bauteilen (2, 4), welche Dichtungsanordnung eine den Ringspalt überdeckende Lippendichtung (22) mit einer metallischen Ringscheibe (30) enthält, die einen Grundbereich (28) zur Halterung der Ringscheibe (30) an einem der Bauteile (4) aufweist, der über einen gekrümmten Bereich in einen konisch verlaufenden Kegelbereich (32) übergeht, wobei der Kegelbereich an einer inneren Umfangsfläche (36) endet, der freie Umfangsring des Kegelbereichs unter elastischer Vorspannung an einer Fläche des anderen Bauteils (2) anliegt, und der von dem Grundbereich (28) abgebogene Kegelbereich (32) an der Umfangsfläche (36) in einer umlaufenden, dichtenden Kante (34) endet; dadurch gekennzeichnet, dass eine von der Kante (34) ausgehende innere Umfangsfläche (36) des Kegelbereiches einen Winkel im Bereich zwischen 0° und 10° ausgenommen 0°, mit einer Gegenfläche des anderen Bauteils (2) bildet.
  2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringscheibe (30) aus federhartem Blech besteht.
  3. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringscheibe (30) mit einer a-C:H-Beschichtung versehen ist.
  4. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die sich relativ zur Ringscheibe (30) bewegende Gegenfläche, an der die dichtende Kante (34) anliegt, mit einer a-C:H-Beschichtung versehen ist.
  5. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf der druckabgewandten Seite der metallischen Ringscheibe (30) eine Sekundärdichtung (12) mit polymerem Dichtungsmaterial vorgesehen ist.
  6. Dichtungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Sekundärdichtung (12) und der Ringscheibe (30) ein Spülmittelkanal (20) vorgesehen ist.
  7. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundbereich (29) etwa rechtwinklig zu einer Bohrungsachse verläuft und in einer zwischen zwei Gehäusteilen (3, 4), durch die hindurch die Bohrung verläuft, ausgebildeten Ringnut (24) aufgenommen ist.
  8. Dichtungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ringnut (24) ein Dichtring (26) aus elastomerem Material angeordnet ist.
  9. Dichtungsanordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnut (24) am vorderen äußeren Ende eines Ringansatzes (14) eines ein bewegliches Bauteil (2) führenden Gehäuseteils (3) ausgebildet ist, welcher Ringansatz in einer Ringausnehmung (16) eines weiteren Gehäuseteils (4) einragt.
  10. Verfahren zum Herstellen einer als Lippendichtung wirkenden metallischen Ringscheibe (30) zur Verwendung in einer Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, enthaltend folgende Schritte: – Ausschneiden einer Ringscheibe aus einem federharten Blech, – Verformen der Ringscheibe derart, daß ein Kegelbereich (32) über einen Radius an einen ebenen Grundbereich (28) anschließt – Vorspannen des Kegelbereiches derart, daß eine spanende Feinbearbeitung des Randes des Kegelbereiches eine Kante (34) ergibt, die in eine Umfangsfläche (36) übergeht, die nach Ausspannen des Kegelbereiches gegenüber der Kante zurückspringend verläuft.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Ringscheibe (30) zumindest im Bereich des freien Randes des Kegelbereiches (32) mit einer a-C:H-Beschichtung versehen wird.
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