DE19922842A1 - Radialwellendichtring - Google Patents

Abstract

Der Radialwellendichtring hat einen Stützkörper und ein ringförmiges Dichtelement, das mit einem Befestigungsteil am Stützkörper gehalten ist. Ein Dichtteil des Dichtelementes weist eine Rückfördereinrichtung mit einer spiralförmig oder konzentrisch zwischen einer Mediums- und einer Luftseite verlaufenden Drallnut bzw. Nut auf. Zur Überprüfung einer einwandfreien Einbaulage und/oder auf Dichtheit wird Druckluft von der Mediumsseite aus in den montierten Radialwellendichtring geblasen. Bei ordnungsgemäß sitzendem und/oder dichtendem Radialwellendichtring baut sich ein Druck auf, der erfaßt werden kann. Über die Drallnut kann die Druckluft jedoch in Richtung auf die Luftseite entweichen, so daß es schwierig ist festzustellen, ob alle Motorenbauteile einwandfrei montiert sind bzw. Beschädigungen aufweisen. DOLLAR A Um das Prüfungsergebnis nicht zu verfälschen, ist der luftseitige Abschnitt der Drallnut so ausgebildet, daß der Luftdurchsatz bei einem Luftleckagetest über die Zeit kleiner ist als der Luftdurchsatz durch den mediumsseitigen Abschnitt. Dadurch kann sich bei der Prüfung der entsprechende Druck aufbauen, so daß die Prüfung zuverlässig ist. DOLLAR A Der Radialwellendichtring wird vorzugsweise in Motoren eingesetzt.

Description

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

Bei bekannten Radialwellendichtringen dieser Art besteht die Rück­ fördereinrichtung des Dichtteiles aus einer spiralförmigen Drallnut, durch die im Betrieb des Radialwellendichtringes in Richtung auf die Luftseite gelangendes Medium zur Mediumsseite zurückgefördert wird. Vor Inbetriebnahme werden die montierten Radialwellendicht­ ringe auf eine einwandfreie Einbaulage und/oder auf Dichtheit ge­ prüft. Hierbei wird Druckluft von der Ölseite aus in den montierten und auf der abzudichtenden Welle sitzenden Radialwellendichtring geblasen. Bei ordnungsgemäßem Sitz und/oder einwandfreier Dicht­ heit baut sich ein Druck auf, der mit einem Druckmeßgerät erfaßt wird. Über die Drallnut kann die Druckluft in Richtung auf die Luft­ seite des Radialwellendichtringes entweichen, so daß es schwierig ist festzustellen, ob alte Motorenbauteile einwandfrei montiert ist bzw. Beschädigungen aufweisen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Radialwellendicht­ ring dieser Art so auszubilden, daß durch die vorhandene Drallnut das Prüfungsergebnis bei der Dichtheitsprüfung nicht verfälscht wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Radialwellendichtring der gattungsbil­ denden Art erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Infolge der erfindungsgemäßen Ausbildung weist der luftseitige Nut­ abschnitt der Rückfördereinrichtung einen kleineren Luftdurchsatz als der mediumsseitige Nutabschnitt auf. Dadurch kann sich beim Luft­ leckagetest trotz der Drallnut ein entsprechender Druck bei einwand­ frei montiertem Radialwellendichtring aufbauen, so daß zuverlässig festgestellt werden kann, ob alle Motorenbauteile ordnungsgemäß eingebaut sind und/oder Fehler aufweisen. Zusätzliche funktionsbe­ einflussende Dichthilfen beim Luftleckagetest können somit entfallen, wodurch Kosten eingespart werden können.

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

Die Erfindung wird nachstehend anhand mehrerer in den Zeichnun­ gen dargestellter Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 im Axialschnitt die eine Hälfte einer ersten Ausfüh­ rungsform eines erfindungsgemäßen Radialwellen­ dichtringes,

Fig. 2 eine Ansicht eines Dichtteiles des erfindungsgemäßen Radialwellendichtringes,

Fig. 3 bis 5 in vergrößerter Darstellung unterschiedliche Ausfüh­ rungsformen von Rückfördereinrichtungen, die am Dichtteil des erfindungsgemäßen Radialwellendichtrin­ ges vorgesehen sind.

Der Radialwellendichtring gem. Fig. 1 hat einen im Querschnitt L- oder flanschförmigen Stützkörper 1, der aus Metall, Kunststoff oder einem anderen harten Werkstoff bestehen kann. Sein zylindrischer Mantel 2 geht in einen senkrecht zur Achse 3 des Radialwellendich­ tringes verlaufenden Boden 4 über. Die Stirnseite 5 und die Außen­ seite 6 des Stützkörpermantels 2 sind mit einer aus elastischem Ma­ terial bestehenden Ummantelung 7 versehen, die auf ihrer Außen­ seite mit einer wellenförmigen Profilierung 8 versehen ist. Die Um­ mantelung 7 gewährleistet in der Einbaulage des Radialwellendich­ tringes einen festen Sitz in einem den Radialwellendichtring aufneh­ menden (nicht dargestellten) Gehäuse. Die Ummantelung 7 weist auch im Bereich der Stirnseite 5 eine weitere, in Richtung der Achse 3 offene Profilierung 9 auf. Die Ummantelung 7 erstreckt sich über die Außen- und Innenseite 10 und 11 sowie die Stirnseite 12 des Bo­ dens 4, so daß dieser vollständig von der vorzugsweise aus gum­ mielastischem Material bestehenden Ummantelung 7 umgeben ist.

An der Ummantelung 7 ist innerhalb des Radialwellendichtringes ein Befestigungsteil 13 eines Dichtteiles 14 aus thermoplastischem Po­ lymer befestigt, wie Polytetrafluorethylen. Im Ausführungsbeispiel erstreckt sich der Befestigungsteil 13 bis zur Innenwandung 15 des zylindrischen Mantels 2 des Stützkörpers 1. Dadurch ist der Befesti­ gungsteil 13 großflächig mit der Ummantelung 7 verbunden. Im Aus­ führungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist der Dichtteil 14 im Bereich seiner Verbindung mit der Ummantelung 7 vorzugsweise plasmabehandelt und mit dieser durch Anvulkanisieren verbunden. Er kann aber auch mit der Ummantelung verklebt oder auf jede andere Weise mit ihr verbunden sein. Der Befestigungsteil 13 verläuft parallel zum Boden 4 und damit senkrecht zur Achse 3. Der Befestigungsteil 13 geht teil­ kreisförmig gekrümmt in einen Dichtabschnitt 16 über, der im Ein­ bauzustand der Dichtung in die in Fig. 1 dargestellte Lage elastisch verformt wird. In dieser Lage liegt er unter elastischer Vorspannung auf der abzudichtenden Welle 17 auf.

Der Dichtabschnitt 16 hat auf seiner radial inneren Seite 18 eine Rückfördereinrichtung 19 für Leckagemedium, die als Rückförderge­ winde ausgebildet ist.

Der Radialwelldichtring weist ferner eine Schutzlippe 20 auf, die ent­ gegengesetzt zum Dichtabschnitt 16 geneigt ist. Sie ist im Ausfüh­ rungsbeispiel einstückig mit der Ummantelung 7 ausgebildet. Die Schutzlippe 20 liegt innerhalb des Radialwellendichtringes und dient als Staublippe.

Die Rückfördereinrichtung 19 besteht aus einer spiralig längs des Dichtabschnittes 16 bzw. seiner Teile 21, 22 verlaufenden Nut 24, 24'. Sie erstreckt sich vorteilhaft über die ganze radiale Breite des Dichtabschnittes 16 und hat zwei Abschnitte unterschiedlicher Stei­ gung oder Abstände. Der Nutabschnitt 24' im Teil 22 des Dichtab­ schnittes 16 hat größere Steigung als der Nutabschnitt 24 im luftsei­ tigen Teil 21 (Fig. 1 und 2). Die beiden Nutabschnitte 24, 24' sind Teil einer einzigen spiralförmigen Drallnut. Wie Fig. 2 zeigt, hat der Teil 22 des Dichtabschnittes 16 kleinere radiale Breite (Traganteil) als der Teil 21, in dem der Nutabschnitt 24 mit der kleineren Steigung oder den kleineren Abständen vorgesehen ist.

Gemäß Fig. 1 haben die Nutabschnitte 24, 24' im wesentlichen V- förmigen Querschnitt mit einem abgerundeten Nutgrund 26. Die Nut­ abschnitte 24, 24' haben im wesentlichen gleiche Querschnittsaus­ bildung. Die der Luftseite zugewandten engen Querschnitte der Nut­ abschnitte 24 weisen mit ihrer kleinen Steigung oder kleinen Abstän­ den einen zu definierenden Traganteil auf der Gegenlauffläche auf. Vorzugsweise ist die Steigung des Nutabschnittes 24 nur etwa halb so groß wie die Steigung oder der Abstand des Nutabschnittes 24'.

Die Rückfördereinrichtung 19 dient zum Rücktransport von zwischen der Welle 17 und dem Dichtabschnitt 16 in Pfeilrichtung P in Fig. 1 eindringendem Medium, vorzugsweise Öl. Solche Radialwellendicht­ ringe werden vorzugsweise in Motoren eingesetzt und nach der Montage und vor der Inbetriebnahme des Motors auf ihre Dichtheit geprüft. Hierzu wird von der Ölseite des Radialwellendichtringes her Luft in den Radialwellendichtring eingebracht, um so eine Leckage der Motorbauteile, beispielsweise auch infolge eines falschen Ein­ baus, feststellen zu können. Ist der Radialwellendichtring ordnungs­ gemäß montiert, baut sich ein Druck auf, da infolge des Nutab­ schnittes 24 mit der kleinen Steigung der Luftdurchsatz über der Zeit gering ist. Dennoch ist durch die Rückfördereinrichtung 19 sicherge­ stellt, daß die erforderliche Durchströmung von Luft durch das Dicht­ system im Betrieb gegeben ist. Zusätzliche Dichthilfen beim Luft­ leckagetest können somit entfallen. Außerdem hat die beschriebene Ausbildung der Rückfördereinrichtung 19 den Vorteil, daß das Dicht­ teil 14 infolge der Nutabschnitte 24, 24' eine erhöhte Flexibilität und dadurch eine verbesserte Abdichtung der Welle 17 gewährleistet. Schließlich kann durch die verbesserte Abdichtung auch die Mikrolip­ pe 23 mit geringen Toleranzen ausgelegt sein, so daß sie im wesent­ lichen nur noch als Staubschutzlippe vorgesehen ist. Die Rückför­ dereinrichtung 19 gewährleistet eine Verbesserung der statischen Dichtheit des Radialwellendichtringes ohne Einsatz von sogenannten Stoppern.

In den Fig. 3 bis 5 sind verschiedene Rückfördereinrichtungen 19a bis 19c dargestellt, die sich lediglich durch eine andere Struktur ihrer Nutabschnitte 24a, 24a', 24b, 24b' und 24c, 24c' unterscheiden.

Der Nutabschnitt 24a' des ölseitigen Teils 22a hat geringere Tiefe und im Bereich ihrer Anlagefläche 27 an der Welle größere Weite als der Nutabschnitt 24a im luftseitigen Teil 21a (Fig. 3). Auch bei den beiden anderen Ausführungsformen gemäß den Fig. 4 und 5 haben die ölseitigen Nutabschnitte 24b' bzw. 24c' im Bereich ihrer Anlage­ seite 27b bzw. 27c an der Welle größere Weite als die luftseitigen Nutabschnitte 24b bzw. 24c. Die Nutabschnitte 24b und 24b' bzw. 24c und 24c' haben im wesentlichen gleiche Tiefe.

Bei allen beschriebenen Ausführungsbeispielen haben jedoch die luftseitigen Nutabschnitte 24, 24a, 24b, 24c kleinere Steigung oder kleineren Abstand als die ölseitigen Nutabschnitte 24', 24a', 24b', 24c', die dadurch zu einem reduzierten Luftdurchsatz pro Zeiteinheit beim Luftleckagetest führen. Auch bei den Ausführungsformen nach den Fig. 3 bis 5 sind somit keine zusätzlichen Dichthilfen beim Luft­ leckagetest der Dichtung erforderlich. Außerdem wird jeweils die Fle­ xibilität der Dichtlippe erhöht und die statische Dichtheit ohne Ver­ wendung von Stoppern verbessert. Schließlich kann auch bei den Ausführungsformen nach den Fig. 3 bis 5 zwischen den unterschied- lich ausgebildeten Nutabschnitten 24a, 24a'; 24b, 24b' sowie 24c, 24c' eine kleine Schutzlippe entsprechend der Schutzlippe 23 gemäß Fig. 1 vorgesehen sein. Die unterschiedliche Ausbildung der Nutab­ schnitte der Dichtteile 14a bis 14c führt bei solchen Schutzlippen da­ zu, daß diese mit einem größeren Freiheitsgrad ausgelegt werden können.

Claims (12)

1. Radialwellendichtring mit einem Stützkörper und einem vor­ zugsweise aus Polymer bestehenden ringförmigen Dichtele­ ment, das mit einem Befestigungsteil am Stützkörper gehalten ist und ein Dichtteil aufweist, das eine Rückfördereinrichtung mit einer spiralförmig oder konzentrisch zwischen einer Medi­ ums- und einer Luftseite verlaufenden Drallnut bzw. Nut auf­ weist, dadurch gekennzeichnet, daß der luftseitige Abschnitt (24, 24a bis 24c) der Drallnut so ausgebildet ist, daß der Luftdurchsatz bei einem Luftleckagetest über die Zeit kleiner ist als der Luft­ durchsatz durch den mediumsseitigen Abschnitt (24', 24a' bis 24c').

2. Radialwellendichtring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drallnuten aus mindestens zwei Nutabschnitten (24, 24'; 24a, 24a'; 24b, 24b'; 24c, 24c') unterschiedlicher Steigung oder Abständen besteht.

3. Radialwellendichtring nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung der Drallnut (24, 24'; 24a, 24a'; 24b, 24b'; 24c, 24c') von der Mediumseite zur Luftseite abnimmt.

4. Radialwellendichtring nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung oder der Abstand des luftseitigen Nutabschnittes (24, 24a, 24b, 24c) etwa halb so groß ist wie die Steigung oder der Abstand des medi­ umsseitigen Nutabschnittes (24', 24a', 24b', 24c).

5. Radialwellendichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mediumsseitigen und/oder luftseitigen Nutabschnitte (24, 24'; 24b, 24b'; 24c, 24c') gleiche Tiefe haben.

6. Radialwellendichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mediumsseitigen und/oder luftseitigen Nutabschnitte (24, 24'; 24a, 24a') unterschiedliche Tiefe haben.

7. Radialwellendichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der luftseitige Nutabschnitt (24a) größere, vorzugsweise etwa um ein Drittel bis doppelt so große Tiefe aufweist wie der mediumsseitige Nutabschnitt (24a').

8. Radialwellendichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der luftseitige Nutabschnitt (24, 24a bis 24c) kleineren maximalen Traganteil hat als der medi­ umsseitige Nutabschnitt (24', 24a' bis 24c').

9. Radialwellendichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der maximale Traganteil des luft­ seitigen Nutabschnittes (24b, 24c) mindestens etwa halb so groß ist wie die des mediumsseitigen Nutabschnittes (24b'; 24c').

10. Radialwellendichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der mediumsseitige Nutabschnitt (24', 24a' bis 24c') und/oder der luftseitige Nutabschnitt (24, 24a bis 24c) V-förmigen Querschnitt mit abgerundetem und/oder spitzwinklig verlaufendem Nutgrund (26) aufweisen.

11. Radialwellendichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß, im Querschnitt gesehen, die Seitenwände der Nutabschnitte (24, 24'; 24c, 24c') über gerade Abschnitte einer Anlagefläche (27; 27c) des Dichtteiles (14; 14c) ineinander übergehen.

12. Radialwellendichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß, im Querschnitt gesehen, die Seitenwände der Nutabschnitte (24a, 24a'; 24b, 24b') V-förmig aneinander anschließen.