DE19821146A1 - Radialwellendichtring - Google Patents

Abstract

Der Radialwellendichtring hat ein Gehäuse und eine Dichtlippe, die auf ihrer einem abzudichtenden Bauteil zugewandten Seite mit einer Rückfördereinrichtung versehen ist. Durch Reibung und/oder Wärmeentwicklung verschließt der Radialwellendichtring mit zunehmender Einsatzdauer. DOLLAR A Um den Radialwellendichtring so auszubilden, daß er bei konstruktiv einfacher Ausbildung eine lange Lebensdauer hat, ist die Dichtlippe auf ihrer der Rückfördereinrichtung gegenüberliegenden Seite mit einer waffelförmigen Strukturierung versehen. Durch sie wird die wirksame Oberfläche der Dichtlippe wesentlich vergrößert, so daß die Wärme, die in dem das abzudichtende Bauteil enthaltenden Aggregat entsteht, hervorragend abgeführt wird. DOLLAR A Der Radialwellendichtring eignet sich zur Abdichtung von Wellen, Spindeln und dergleichen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Radialwellendichtring nach dem Oberbe­ griff des Anspruches 1.

Solche Dichtringe liegen mit ihrer Dichtlippe auf dem abzudichtenden Bauteil unter Radialkraft auf. Um gegebenenfalls unter die Dichtlippe gelangendes abzudichtendes Medium wieder zurückzufördern, ist die Dichtlippe mit der Rückfördereinrichtung in Form beispielsweise ei­ nes Fördergewindes versehen. Durch Reibung und/oder Wärmeent­ wicklung verschleißt der Radialwellendichtring mit zunehmender Ein­ satzdauer, so daß seine Lebensdauer begrenzt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den gattungsgemäßen Radialwellendichtring so auszubilden, daß er bei konstruktiv einfa­ cher Ausbildung eine lange Lebensdauer hat.

Diese Aufgabe wird beim gattungsgemäßen Radialwellendichtring erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspru­ ches 1 gelöst.

Die Dichtlippe des erfindungsgemäßen Radialwellendichtringes ist auf ihrer von der abzudichtenden Welle abgewandten Seite mit der waffelförmigen Strukturierung versehen. Durch sie wird die wirksame Oberfläche der Dichtlippe wesentlich vergrößert, so daß die Wärme, die in dem das abzudichtende Bauteil enthaltenden Aggregat ent­ steht, hervorragend abgeführt werden kann. Der Radialwellendicht­ ring hat darum eine sehr lange Lebensdauer. Zusätzlich kann durch die waffelförmige Strukturierung die Elastizität der Dichtlippe variiert werden, je nachdem, in welchem Bereich die waffelförmige Struktu­ rierung an der Dichtlippe vorgesehen ist. Außerdem kann die Flexibi­ lität der Dichtlippe durch die waffelförmige Strukturierung sehr ein­ fach eingestellt werden. Mit ihr kann somit die Radialkraft, mit der die Dichtlippe auf dem abzudichtenden Bauteil aufliegt und/oder die Oberfläche vergrößert und/oder die Flexibilität der Dichtlippe einfach auf den jeweiligen Einsatzfall des erfindungsgemäßen Radialwellen­ dichtringes abgestimmt werden.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren An­ sprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.

Die Erfindung wird anhand einiger in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 im Axialschnitt eine Hälfte eines erfindungsgemäßen Ra­ dialwellendichtringes vor dem Einbau

Fig. 2 den erfindungsgemäßen Radialwellendichtring in Einbaula­ ge,

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung des Ausschnittes Z in Fig. 5,

Fig. 4 in vergrößerter Darstellung einen Schnitt längs der Linie B-B in Fig. 3,

Fig. 5 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles A in Fig. 1,

Fig. 6 bis Fig. 20 drei weitere Ausführungsbeispiele in Darstellungen ent­ sprechend den Fig. 1 bis 5.

Der Radialwellendichtring dient zur Abdichtung von Wellen, Spindeln und dergleichen und hat ein napfförmiges Gehäuse 1, das aus metal­ lischem Werkstoff oder aus hartem Kunststoff bestehen kann. Es hat einen zylindrischen Mantel 2, der in einen radial nach innen gerich­ teten Boden 3 übergeht. Der Mantel 2 hat im Anschluß an den Boden 3 einen im Außen- und Innendurchmesser verkleinerten Mantelab­ schnitt 4, der außenseitig von einer Ummantelung 5 bedeckt ist. Ihre Außenseite ist mit einer Profilierung 6 versehen, die vorzugsweise wellenförmig ausgebildet ist. In der Einbaulage ist die Ummantelung 5 elastisch verformt. Das Gehäuse 1 liegt in der Einbaulage mit sei­ nem im Innen- und Außendurchmesser vorderen Mantelabschnitt 7 an der Wandung des Einbauraumes an. Die Ummantelung 5 liegt unter elastischer Verformung ebenfalls dichtend an der Wandung des Einbauraumes an.

Die Ummantelung 5 besteht aus elastischem Material und bedeckt den Boden 3 des Gehäuses 1 an der Innen- und Außenseite, so daß der Boden 3 vollständig in die Ummantelung 5 eingebettet ist. Mit der Ummantelung 5 ist einstückig eine Schmutzlippe 8 ausgebildet. Sie ist im Axialschnitt derart schräg angeordnet, daß sie durch eine Durchtrittsöffnung 9 im Boden 3 nach außen ragt. Die abzudichtende Welle 10 ragt durch die Durchtrittsöffnung 9.

Innerhalb des Radialwellendichtringes ist auf der den Gehäuseboden 3 innenseitig bedeckenden Ummantelung 5 der radial äußere Bereich einer Dichtscheibe 11 befestigt der an die Ummantelung 5 bei­ spielsweise angeklebt oder anvulkanisiert sein kann. Die Dichtschei­ be 11 besteht vorteilhaft aus Polytetrafluorethylen, kann aber auch aus jedem anderen geeigneten Material bestehen. In der Einbaulage liegt die Dichtscheibe 11 mit ihrem radial inneren Teil 12 auf der ab­ zudichtenden Welle 10 unter elastischer Vorspannung auf. Dieser Teil 12 bildet die Dichtlippe des Radialwellendichtringes.

Die Dichtlippe 12 ist auf ihrer der abzudichtenden Welle 10 zuge­ wandten Seite mit einem Rückfördergewinde 13 versehen, mit dem unter die Dichtlippe 12 gelangtes, abzudichtendes Medium wieder zurückgefördert wird. Das Rückfördergewinde 13 kann sich vom frei­ en Ende der Dichtlippe 12 aus bis zur Ummantelung 5 erstrecken. Mit Abstand vom freien Ende kann die Dichtlippe 12 auf ihrer Wellen­ kontaktfläche mit einer umlaufenden, vorstehenden Rippe 14 verse­ hen sein, mit der die Dichtlippe 12 in der Einbaulage auf der Welle 10 aufliegt (Fig. 2). Mit der Mikrodichtlippe 14 wird zusätzlich verhindert, daß unter die Dichtlippe 12 gelangtes abzudichtendes Medium und Schmutz nach innen dringen kann. Im dargestellten Ausführungsbei­ spiel liegt die Rippe 14 etwa in halber radialer Breite des über die Ummantelung 5 vorstehenden Teiles der Dichtscheibe 11. Die Mi­ kroschutzlippe 14 kann zum Beispiel auch aus Elastomer-Werkstoff bestehen.

Auf der der Wellenkontaktfläche 15 gegenüberliegenden Seite 16 ist der über die Ummantelung 5 radial nach innen vorstehende Teil 17 der Dichtscheibe 11 mit einer waffelförmigen Strukturierung 18 ver­ sehen. Sie weist im Ausführungsbeispiel Rillen 19 und 20 auf, von denen die Rillen 20 in Umfangsrichtung des Dichtscheibenteiles 17 und die Rillen 19 radial hierzu verlaufen und einander kreuzen. Auf diese Weise entsteht eine in Ansicht quadratische Waffelstruktur mit zwischen den Rillen 19, 20 liegenden quadratischen Erhöhungen 21. Die Strukturierung 18 erstreckt sich vom Ende des radial äußeren Dichtscheibenteiles 22, mit dem die Dichtscheibe 11 mit der Um­ mantelung 5 verbunden ist, bis etwa in Höhe der auf der Wellenkon­ taktfläche 15 befindlichen Rippe 14. Die Strukturierung 18 wird beim Herstellungsprozeß der Dichtscheibe 11 durch das Werkzeug vor­ zugsweise im Prägeverfahren aufgebracht. Durch die Größe der zwi­ schen den Rillen 19, 20 befindlichen Erhöhungen 21 und/oder der Tiefe der Rillen 19, 20 läßt sich die Radialkraft abstimmen, unter der die Dichtlippe 12 auf der Welle 10 aufliegt. Sämtliche Rillen 19, 20 können, wie im Ausführungsbeispiel, gleiche Tiefe haben. Es ist aber auch möglich, die Rillen 19, 20 unterschiedlich tief auszubilden, um beispielsweise eine bessere Abstimmung der Radialkraft oder eine gewünschte Flexibilität der Dichtlippe 12 zu erreichen. So können beispielsweise die radial verlaufenden Rippen 19 eine andere Tiefe haben als die in Umfangsrichtung parallel zueinander sich er­ streckenden Rippen 20.

Ebenso ist es möglich, daß die Rillen 19, 20 einander nicht recht­ winklig schneiden. Die Rillen 19, 20 können auch unter von 90° ab­ weichenden Winkeln zueinander angeordnet sein, so daß sich bei­ spielsweise eine rautenförmige oder anders gestaltete Strukturierung ergibt.

Durch die Strukturierung 18 kann nicht nur die Radialkraft und/oder die Flexibilität der Dichtlippe 12 auf den jeweiligen Anwendungsfall abgestimmt werden; es ist auf diese Weise auch eine gezielte Ver­ größerung der Oberfläche der Dichtlippe 12 möglich, um beispiels­ weise eine bessere Wärmeabfuhr zu erreichen. Auf diese Weise kön­ nen durch eine gezielte Ausbildung und/oder Anordnung der Struktu­ rierung 18 die Radialkraft, die Oberfläche und die Flexibilität der Dichtlippe 12 optimal eingestellt werden.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 5 liegt die Strukturie­ rung im Biegebereich der Dichtlippe 12 bzw. im Übergangsbereich von der auf der Welle 10 aufliegenden Dichtlippe 12 zum Dichtschei­ benteil 22, der radial verläuft und mit dem die Dichtscheibe 11 an dem den Gehäuseboden 3 innenseitig bedeckenden Teil der Um­ mantelung 5 befestigt ist. Auf diese Weise wird eine gute Flexibilität erreicht, zumal auf der gegenüberliegenden Seite der Dichtscheibe 11 das Rückfördergewinde 13 vorgesehen ist.

Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 6 bis 10 ist die waffelförmige Strukturierung 19 im Vergleich zur vorigen Ausführungsform radial weiter nach innen versetzt, so daß sie sich bis in den Bereich der Dichtlippe 12 hinein erstreckt. Dafür liegt die Strukturierung 18 mit Abstand vom Dichtscheibenteil 22. Die Strukturierung 18 hat wieder­ um die radial verlaufenden Rillen 19, die von den in Umfangsrichtung verlaufenden Rillen 20 gekreuzt werden. Im Vergleich zum vorigen Ausführungsbeispiel ist der Übergangsbereich zwischen der Dichtlip­ pe 12 und dem Dichtscheibenteil 22 weniger biegeelastisch, wodurch sich eine höhere Anpreßkraft der Dichtlippe 12 an der Welle 10 er­ gibt. Im übrigen ist die Ausführungsform nach den Fig. 6 bis 10 gleich ausgebildet wie das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 5. Wie Fig. 8 zeigt, liegt die Strukturierung 18 in halber radialer Breite des Dichtscheibenteiles 17.

Die Fig. 11 bis 15 zeigen eine Ausführungsform, bei welcher die Strukturierung 18 im radial inneren Dichtscheibenteil 17 vorgesehen ist. Die Strukturierung 18 liegt somit im Bereich der Dichtlippe 12 und liegt demjenigen Teil des Rückfördergewindes 13 gegenüber, mit dem die Dichtlippe 12 auf der Welle 10 aufliegt (Fig. 12). In diesem Fall liegt die Strukturierung 18 vollständig außerhalb des Biegeberei­ ches des Dichtscheibenteiles 17. Die Strukturierung 18 erstreckt sich in diesem Falle bis zum freien Ende der Dichtlippe 12. Da im Biege­ bereich des Dichtscheibenteiles 17 die Strukturierung 18 nicht vorge­ sehen ist, ist der Biegebereich über seine gesamte Breite dicker als bei den beiden vorhergehenden Ausführungsformen. Die Anpreßkraft, mit der die Dichtlippe 12 auf der Welle 10 aufliegt ist darum bei die­ sem Ausführungsbeispiel am größten. Die Strukturierung 18 selbst ist gleich ausgebildet wie bei den vorigen Ausführungsformen und hat die radial verlaufenden Rillen 19, die von den in Umfangsrichtung verlaufenden Rillen 20 gekreuzt werden.

Wie anhand der Fig. 1 bis 15 erläutert worden ist, kann die Struktu­ rierung 18 an unterschiedlichen Stellen der Dichtscheibenseite 16 im Dichtscheibenteil 17 vorgesehen werden. Je nach Lage der Struktu­ rierung 18 kann somit eine optimale Anpassung an unterschiedliche Anwendungsfälle des Radialwellendichtringes erreicht werden. Auch wenn zuvor die Lage und Größe der Strukturierung 18 auf die Mi­ kroschutzlippe bzw. Rippe 14 bezogen worden ist, ist sie selbstver­ ständlich unabhängig von der Mikroschutzlippe. Die Strukturierung 18 ist auch dann vorhanden, wenn der Dichtring keine Mikroschutzlippe 14 aufweist.

Die Fig. 16 bis 20 schließlich zeigen einen Radialwellendichtring, bei dem die Strukturierung 18 über die gesamte radiale Breite des Dicht­ scheibenteiles 17 vorgesehen ist. Die Strukturierung 18 erstreckt sich darum vom freien Ende der Dichtlippe 12 bis zum Übergang des Dichtscheibenteiles 17 in den Dichtscheibenteil 22. Die Strukturie­ rung 18 weist auch in diesem Falle die radial verlaufenden Rillen 19 auf, welche durch die in Umfangsrichtung verlaufenden Rillen 20 ge­ kreuzt werden. Wie bei den vorigen Ausführungsformen sind die ra­ dialen Rillen 19 in gleichem Abstand über den Umfang des Dicht­ scheibenteiles 17 verteilt angeordnet. Die Strukturierung 18 kann, wie dies anhand des Ausführungsbeispieles nach den Fig. 1 bis 5 erläutert worden ist, unterschiedlichste Gestaltung haben, je nach dem vorgesehenen Einsatzfall des Radialwellendichtringes, der im übrigen gleich ausgebildet ist wie bei den vorigen Ausführungsfor­ men.

Das Gehäuse 1 der Radialwellendichtringe kann abweichend von den dargestellten Ausführungsformen auch eine andere Gestaltung ha­ ben. So kann der zylindrische Mantel 2 des Gehäuses 1 beispiels­ weise über seine gesamte axiale Länge konstanten Innen- und Au­ ßendurchmesser aufweisen. Auch kann die Abkröpfung nicht am Übergang vom Mantel 2 zum Boden 3, sondern am freien Ende des Gehäusemantels 2 vorgesehen sein. Es ist ferner möglich, die Dicht­ scheibe 11 nicht an einem Teil der Ummantelung 5, sondern unmit­ telbar am Gehäuseboden 3 zu befestigen. Die Staublippe 8 kann auch einstückig mit der Dichtscheibe 11 ausgebildet sein. Ebenso ist es möglich, für die Staublippe ebenfalls eine Dichtscheibe vorzuse­ hen, die entgegengesetzt zur Dichtscheibe 11 elastisch gebogen wird.

Bei sämtlichen Ausführungsformen wird durch die Strukturierung 18 ein weiches Anfedern der Rippe 14 an der Welle 10 erreicht. Die Rip­ pe 14 bildet eine Mikroschutzlippe, die mit zunehmendem Verschleiß der Dichtlippe 12 eine zusätzliche Abdichtung gewährleistet.

Das zur Herstellung der Strukturierung 18 verwendete Werkzeug weist die entsprechende Negativform auf. Mit diesem Werkzeug wird die Dichtscheibe 11 geprägt wobei sich die Strukturierung 18 auf der Dichtscheibenseite 16 ausbildet. Vorteilhaft wird die Strukturierung 18 zusammen mit dem Rückfördergewinde 13 und der Rippe 14 ge­ prägt. Diese Prägevorgänge erfolgen vorteilhaft in der Vulkanisier­ form. Es ist aber auch möglich, die Strukturierung 18 durch Rollieren herzustellen. Dies ist allerdings nicht mehr in der Vulkanisierform möglich.

Claims (14)

1. Radialwellendichtring mit einem Gehäuse und wenigstens einer Dichtlippe, die auf ihrer einem abzudichtenden Bauteil, vorzugs­ weise einer Welle, zugewandten Seite mit einer Rückförderein­ richtung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtlippe (12) auf ihrer der Rückfördereinrichtung (13) gegenüberliegenden Seite (16) mit einer waffelförmigen Strukturierung (18) versehen ist.

2. Dichtring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die waffelförmige Strukturie­ rung (18) über den gesamten Umfang der Dichtlippe (12) er­ streckt.

3. Dichtring nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die waffelförmige Strukturie­ rung (18) wenigstens über einen Teil der radialen Breite der Dichtlippe (12) erstreckt.

4. Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die waffelförmige Strukturierung (18) einander kreuzende Rillen (19, 20) aufweist.

5. Dichtring nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen (19, 20) in Radial- und in Umfangsrichtung der Dichtlippe (12) verlaufen.

6. Dichtring nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen (19, 20) gleiche Tiefe haben.

7. Dichtring nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen (19, 20) unterschied­ liche Tiefe haben.

8. Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtlippe (12) auf ihrer der Welle (10) zugewandten Seite (15) mindestens eine Mikrodicht­ lippe (14) aufweist.

9. Dichtring nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrodichtlippe (14) als vor­ stehende Rippe ausgebildet ist.

10. Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtlippe (12) der radial inne­ re Teil einer Dichtscheibe (11) ist.

11. Dichtring nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtscheibe (11) aus für die Dichtfunktion geeigneten Werkstoffen, vorzugsweise Polyte­ trafluorethylen besteht.

12. Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die waffelförmige Strukturierung (18) durch Prägen hergestellt ist.

13. Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die waffelförmige Strukturierung (18) eckige, rautenförmige, runde oder n

oppenförmige Form hat.