DE2007141A1

DE2007141A1 - Spalt oder Labyrinth Dichtung

Info

Publication number: DE2007141A1
Application number: DE19702007141
Authority: DE
Inventors: Günther Dipl Ing 8501 Leerstetten Mayer Ernst Dr Ing 8522 Herzogenaurach M Schumann
Original assignee: Industriewerk Schaeffler OHG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1970-02-17
Filing date: 1970-02-17
Publication date: 1971-09-09
Also published as: FR2078595A5

Description

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INDUSTRIEWERK SCHAEFFLER OHG
HERZOGENAURACH bei NÜRNBERG

Pt-La/Bl

PG 1375

Spalt- oder Labyrinth-Dichtung

Die Erfindung betrifft eine Spalt- oder Labyrinth-Dichtung, bestehend aus zwei konzentrisch ineinander angeordneten Ringen, die zwischen sich einen Dichtspalt bilden.

Dichtungen dieser Art sind in den verschiedensten Ausführungen bekannt geworden. Der Vorteil dieser Dichtungen ist darin zu sehen, daß bei der berUhrungslosen Abdichtung kein Verschleiß zu erwarten ist, wie dies bei gleitenden Dichtungen der Fall ist.

Eine bekannte Spalt- oder Labyrinth-Dichtung besteht beispielsweise aus einem Innenring und einem Außenring aus metallischem Werkstoff, wobei auf einen fertig bearbeiteten Ring in geeigneter Weise der zweite Ring, z.B. durch Umgießen, Umspritzen oder dergl. aufgebracht wird, so daß in Verbindung mit einer nachträglichen Bearbeitung zwischen beiden Ringen ein Dichtspalt erzeugt wird. Eine solche Ausbildung bietet die Möglichkeit, einen Dichtspalt mit großer Genauigkeit herzustellen, wodurch zweifellos eine gute Abdichtung erzielt wird. Nachteilig an dieser Ausführung sind einerseits die relativ hohen Gestehungskosten und andererseits besteht die Gefahr, daß beim axialen Wandern eines Ringes zwischen dem Innen- und Außenring ein Metallabrieb entstehen kann»

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Bei einer anderen bekannten Dichtung dieser Art ist vorgesehen, daß ein profilierter Kunststoffring in axialer Richtung in den Laufring eines Kugellagers eingesetzt wird, der mit einem U-förmig ausgebildeten Netallring zusammenwirkt, der axial gerichtete Schenkel aufweist und am anderen Laufring befestigt ist.

Diese Ausführung hat einerseits den Nachteil, daß sich bereits bei der Montage schwerwiegende Mängel ergeben können, da die beiden Ringe im uneingebauten Zustand keine Dichtungseinheit bilden, sondern nach einander in axialer Richtung zusammengesteckt werden, so daß die Dichtspaltbreite nicht mit Sicherheit auf das gewünschte Maß einstellbar ist. Andererseits bewirkt ein axialer Versatz eines Laufringes eine Veränderung der Dichtspaltbreite, was entweder einen Anlauf der Ringe an einander und damit Verschleiß, oder aber eine Vergrößerung des Dichtspaltes nach sich zieht, wodurch eine Abdichtung nicht mehr gewährleistet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu vermeiden und mit einfachen Mitteln ein Dichtungselement zu schaffen, bei dem die Dichtspaltbreite mit Sicherheit festlegbar ist und das außerdem ohne Schwierigkeiten montiert werden kann.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß mindestens ein Ring aus einem elastischen Werkstoff, beispielsweise aus Kunststoff besteht und die Ringe radial gerichtete Schenkel aufweisen, die zur Bildung des Dichtspaltes verzahnt in einander greifen.

Durch die vorgeschlagene Ausbildungsform wird in fortschrittlicher und kostensparender Weise eine einbaufertige Dichtungseinheit geschaffen, die auch unter ungünstigen

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Bedingungen eine einwandfreie Abdichtung gewährleistet, ohne daß schädliche Nebenwirkungen auftreten können.

Mit besonderem Vorteil wird nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, daß beide Ringe aus einem elastischen Werkstoff, beispielsweise aus Kunststoff bestehen.

Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung wird dadurch erreicht, daß der aus einem elastischen Werkstoff, beispielsweise aus Kunststoff bestehende Ring eine Metallarmierung aufweist. Durch diese Maßnahme wird eine unerwünschte Verformung des Ringes vermieden und insbesondere bei dem auf der Welle montierten Ring ein absolut fester Sitz gewährleistet.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Außenring an einer Stelle seines Umfanges geteilt ist. Dieses Merkmal bietet einerseits die Möglichkeit, den beispielsweise durch Spritzen hergestellten Außenring aus Kunststoff in besonders einfacher Weise aus der Form zu entnehmen und andererseits den Vorteil der leichten Montierbarkeit beim Zusammenbau von Innenring und Außenring.

In besonders fortschrittlicher Weise ist die Ausbildung so getroffen, daß der Außenring an mehreren, insbesondere zwei gegenüberliegenden Stellen seines Umfanges geteilt ist und die Teilungsflächen radial gerichtete Vorspränge bzw. Ausnehmungen aufweisen. Durch diese Maßnahme wird insbesondere dann, wenn der Außenring aus zwei Halbschalen gebildet ist, die Herstellung einer solchen Dichtung wesentlich vereinfacht und trotzdem mit einfachen Mitteln dafür gesorgt, daß ein Versatz der Halbschalen in axialer Richtung vermieden und eine einwandfreie Dichtwirkung erreicht wird.

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Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird dabei vorgeschlagen, daß jedes durch die Teilung entstandene Segment an einer Teilungsfläche Vorsprünge, an der anderen Teilungsfläche entsprechende Ausnehmungen aufweist.

Um eine sichere Abdichtung an den Teilungsflächen zu gewährleisten, ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung möglich, daß zur Bildung der Vorsprünge bzw. Ausnehmungen die Teilungsflächen pfeilförmig ausgebildet sind.

Wenn eine Verklammerung der einzelnen Segmente wünschenswert erscheint, wird vorgeschlagen, daß die VorSprünge bzw. Ausnehmungen so ausgebildet sind, daß an den Teilungsflächen eine formschlüssige Verbindung, .z.B. eine Schwalbenschwanzverbindung erzielbar ist. Um eine einbaufertige Dichtungseinheit zu erhalten, besteht außerdem die Möglichkeit, die Außenringsegmente an den Teilungsflächen durch Kleben, Schweißen oder dergl. zu verbinden.

Eine andere zweckmäßige Ausgestaltung sieht vor, daß das zwischen die Schenkel des Innenringes eingreifende Teil des Außenringes an seiner inneren Mantelfläche eine umlaufende Ausnehmung aufweist. Dadurch werden in diesem Bereich druckentlastete Partien geschaffen und außerdem die Kanten dieses Teiles elastisch und dadurch nachgiebiger ausgebildet.

Wenn nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung an mindestens einer Seite der Dichtung der axial außenliegende Schenkel aus einem elastischen Werkstoff, beispielsweise aus Kunststoff besteht, ist dieser Schenkel im Bereich seines freien Endes axial nach außen um das Maß des Dichtspaltes verbreitert. Dadurch wird erreicht, daß

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sich die Dichtspaltbreite bei der Montage mit Sicherheit von selbst einstellt, da sich beim Einpressen der Dichtung mit einem planen Stempel der mit dem Vorsprung versehene Schenkel innen federnd an den benachbarten Schenkel des anderen Ringes anlegt. Nach dem Entfernen des Einpreßstempels kehrt der mit dem Vorsprung versehene Schenkel in seine ursprüngliche Lage zurück, wodurch sich zwischen den beiden benachbarten Schenkeln ein Dichtspalt einstellt, dessen Breite der Breite des Vorsprunges an dem einen Schenkel entspricht.

In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Dichtung im Teilschnitt, Fig. 2 einen zur Montage auf dem Innenring aufgeweiteten Außenring,

Fig. 3 eine andere Ausbildungsform im Teilschnitt, Fig. 4 ein Segment mit radial gerichteten VorSprüngen bzw. Ausnehmungen an der Teilungsfläche in schaubildlicher Darstellung und

Fig. 5 in schaubildlicher Darstellung verschiedene Ausbildungsformen der Teilungsflächen.

Die in Figur 1 beispielsweise dargestellte Labyrinth-Dichtung besteht aus dem U-förmigen Innenring 1 aus Metall, der radial nach außen gerichtete Schenkel 2 aufweist und auf die Welle 3 aufgepreßt ist.

Der aus elastischem Werkstoff, beispielsweise aus Kunststoff bestehende Außenring 4, der an einer oder mehreren Stellen seines (Anfanges geteilt sein kann, umfaßt den Innenring 1 derart, daß zwischen beiden Ringen ein Spalt 5 verbleibt.

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Der Außenring 4, der mit seinem äußeren Umfang 6 an der Gehäusebohrung 7 anliegt, besitzt außerhalb der radial nach außen gerichteten Schenkel 2 des Innenringes 1 Schenkel 8, die an ihrem inneren Umfang 9 mit der Welle 3 einen Dichtspalt 1o bilden.

Die Breite des Außenringes 4 ist dabei so bemessen, daß sie sich vom äußeren Umfang*6 zum inneren Umfang 9 kontinuierlich um das doppelte Maß des Spaltes 5 vergrößert. Das zwischen die Schenkel 2 des Innenringes 1 eingreifende Teil 11 des Außenringes 4 weist an seiner inneren Mantelfläche eine umlaufende Ausnehmung 12 auf.

In Figur 2 ist ein an einer Stelle seines Umfanges geteilter Außenring 4 dargestellt, der für die Montage auf dem Innenring 1 auseinandergespreizt ist.

Figur 3 zeigt eine Ausbildung, bei der sowohl der Innenring 1 als auch der Außenring 2 aus einem elastischen Werkstoff besteht. Um einen sicheren Halt des Innenringes 1 auf der Welle 3 zu gewährleisten, ist dieser in an sich bekannter Weise mit einer Armierung 13 aus einem metallischen Werkstoff versehen. Der außenliegende Schenkel 2 des Innenringes 1 weist in diesem Fall im Bereich seines freien Endes 14 einen axial nach außen gerichteten umlaufenden Vorsprung auf, der eine Dicke besitzt, die der Breite des Dichtspaltes 5 entspricht.

In den Figuren 4 und 5 sind verschiedene Ausführungen der Teilungsflächen 16 an einer schaubildlichen Darstellung von Außenring - Segmenten gezeigt. Dabei ist die Teilungsfläche 16 in Figur 4 so ausgebildet, daß an einer Seite radial gerichtete Vorsprünge 17 und an der anderen Seite entsprechende Ausnehmungen 18 vorgesehen sind. In Figur 5 ist in der linken Hälfte eine Teilungsfläche 16 mit einer Schwalbenschwanzverbindung 19 und in der rechten Hälfte eine pfeil- förmige Ausbildung 2o dargestellt.

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Die Zeichnung zeigt eindeutig, daß sich die erfindungsgemäße Labyrinth-Dichtung durch einen einfachen Aufbau auszeichnet und dabei trotzdem eine sichere Dichtung gewährleistet. Die vorgeschlagenen Ausbildungsformen bieten
außerdem die Gewähr dafür, daß die Dichtwirkung.beeinflussende Fehler bei der Montage vermieden werden.

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Claims

Patentansprüche

1.j Spalt- oder Labyrinth-Dichtung, bestehend aus zwei konzentrisch ineinander angeordneten Ringen, die zwischen sich einen Dichtepalt bilden, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Ring aus einem elastischen Werkstoff, beispielsweise aus Kunststoff besteht und die Ringe radial gerichtete Schenkel aufweisen, die zur Bildung des Dichtspaltes verzahnt ineinander greifen.

2. Spalt- oder Labyrinth-Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Ringe aus einem elastischen Werkstoff, beispielsweise aus Kunststoff bestehen.

3. Spalt- oder Labyrinth-Dichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der aus einem elastisehen Werkstoff, beispielsweise aus Kunststoff bestehende Ring eine Metallarmierung aufweist.

4. Spalt- oder Labyrinth-Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenring an einer Stelle seines Umfanges geteilt ist.

5. Spalt- oder Labyrinth-Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenring an mehreren Stellen seines Umfanges geteilt ist und die Teilungsflächen radial gerichtete VorsprUnge bzw. Ausnehmungen aufweisen.

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6. Spalt- oder Labyrinth-Dichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedes durch die Teilung entstandene Segment an einer Teilungsfläche Vorsprünge, an der anderen Teilungsfläche entsprechende Ausnehmungen aufweist.

7· Spalt- oder Labyrinth-Dichtung nach den Ansprüchen 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der Vorsprünge bzw. Ausnehmungen die Teilungsflächen pfeilförmig ausgebildet ist.

8. Spalt- oder Labyrinth-Dichtung nach den Ansprüchen 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge bzw. Ausnehmungen so ausgebildet sind, daß an den Teilungsflächen eine formschlüssige Verbindung, z.B. eine Schwalbenschwanzverbindung erzielbar ist.

9. Spalt- oder Labyrinth-Dichtung nach den Ansprüchen 4, 5, 6 oder 7» dadurch gekennzeichnet, daß der Außenring an 'der Teilungsfläche durch Kleben, Schweißen oder dergl. verbunden ist.

10. Spalt- oder Labyrinth-Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zwischen die Schenkel des Innenringes eingreifende Teil des Außenringes an seiner inneren Mantelfläche eine umlaufende Ausnehmung aufweist.

11. Spalt- oder Labyrinth-Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der an mindestens einer Seite der Dichtung der axial außenliegende Schenkel aus einem elastischen Werkstoff, beispielsweise aus Kunststoff besteht, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Schenkel im Bereich seines freien Endes axial nach außen um das Maß des Dichtspaltes verbreitert ist_f

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