DE202006012677U1

DE202006012677U1 - Wellendichtring

Info

Publication number: DE202006012677U1
Application number: DE200620012677
Authority: DE
Original assignee: DICHTUNGEN PREZETAK PRELON GMB; DICHTUNGEN PREZETAK-PRELON GmbH
Current assignee: PRELON GMBH, DE
Priority date: 2006-08-18
Filing date: 2006-08-18
Publication date: 2006-11-23
Anticipated expiration: 2016-08-19

Abstract

Wellendichtring zur Abdichtung einer durch eine Öffnung in der Wandung eines Maschinengehäuses od. dgl. geführten Welle, mit einem in der Öffnung anbringbaren und drehfest mit der Wandung verbindbaren Ringkörper, der in seiner zur Welle hin gerichteten Umfangsfläche eine ringförmige Ausnehmung aufweist, die wenigstens eine im Wesentlichen radial verlaufende ebene Innenflanke aufweist und in der ein drehfest mit der Welle verbindbarer ringförmiger Dichtkörper angeordnet ist, der wenigstens eine ringförmige Dichtlippe aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der radial nach außen gerichtete Bereich des Dichtkörpers (11) mit Abstand zu dem Boden (15) der Ausnehmung angeordnet ist und wenigstens eine der Innenflanken der Ausnehmung (10) eine senkrecht zur Drehachse der Welle (6) liegende Oberfläche aufweist und die Dichtlippe (14) gegenüberliegend zu der ebenen Oberfläche der Innenflanke angeordnet ist und – ausgehend von einem der ebenen Oberfläche abgewandten Bereich des ringförmigen Dichtkörpers (11) – als mit seinem freien Ende gegen die ebene Oberfläche anliegender Dichtlippenkörper von...

Description

Die Erfindung betrifft einen Wellendichtring zur Abdichtung einer durch eine Öffnung in der Wandung eines Maschinengehäuses od. dgl. geführten Welle, mit einem in der Öffnung anbringbaren und drehfest mit der Wandung verbindbaren Ringkörper, der in seiner zur Welle hin gerichteten Innenumfangsfläche eine ringförmige Ausnehmung aufweist, die wenigstens eine im Wesentlichen radial verlaufende ebene Innenflanke aufweist und in der ein drehfest mit der Welle verbindbarer ringförmiger Dichtkörper angeordnet ist, der eine ringförmige Dichtlippe aufweist. Ein solcher Wellendichtring ist aus der DE 93 12 500 U bekannt.
Bei einem derartigen Wellendichtring findet keine Relativbewegung zwischen der Wellenoberfläche und irgendwelchen Dichtungsflächen statt. Daher gibt es keine Reibung und keinen Verschleiß auf der Welle, und Wellenschläge und Mittigkeitsabweichungen innerhalb gewisser Grenzen führen nicht zu einem Verlust der Dichtwirkung.
Das bei dem bekannten Wellendichtring zulässige Radialspiel ist allerdings recht klein. Die Gegenlauffläche der Dichtlippe wird durch den Boden der Ausnehmung gebildet, welcher eine zylindrische Innenumfangsfläche ist. In diese Gegenlauffläche kann sich die Dichtlippe mit der Zeit eingraben, und wenn es ein Radialspiel gibt, verschleißt die Gegenlauffläche noch schneller, was zu Undichtigkeiten führen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wellendichtring der eingangs beschriebenen Art bereitzustellen, der ein verhältnismäßig großes Radialspiel erlaubt und der auf relativ einfache Weise verschleißfest gemacht werden kann.
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Wellendichtring dadurch gelöst, dass der radial nach außen gerichtete Bereich des Dichtkörpers mit Abstand zu dem Boden Ausnehmung angeordnet ist und wenigstens eine der Innenflanken der Ausnehmung eine senkrecht zur Drehachse der Welle liegende ebene Oberfläche aufweist, und die Dichtlippe gegenüberliegend zu der ebenen Oberfläche der Innenflanke angeordnet ist und – ausgehend von einem der ebenen Oberfläche abgewandten Bereich des ringförmigen Dichtkörpers – als mit seinem freien Ende gegen die ebene Oberfläche anliegender Dichtlippenkörper von größerer Länge als Breite ausgebildet ist und sich der Dichtlippenkörper in seiner Längserstreckung im Wesentlichen in axialer Richtung der Welle erstreckt, und der Kontaktbereich des freien Endes des Dichtlippenkörpers mit der ebenen Oberfläche – bezogen auf die Drehachse der Welle – einen kleineren Radius als der Radius des Ausgangsbereiches des Dichtlippenkörpers von dem Dichtkörper aufweist.
Hierbei ist vorteilhaft, dass sich der Dichtkörper in der Ausnehmung radial bewegen kann, ohne sich die Vorspannung der Dichtlippe und damit deren Dichtwirkung ändert, wenn sich die Welle radial bewegt. Mit dem erfindungsgemäßen Wellendichtring können auch Wellen ohne glatte Oberfläche, wie z. B. unbearbeitete Stahlwellen oder gespritzte Kunststoffwellen, abgedichtet werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das freie Ende des Dichtlippenkörpers eine scharfe Kante aufweist und der Dichtlippenkörper so vorgeformt ist, dass die Kante in zusammengebautem Zustand des Wellendichtrings unter federnder Vorspannung gegen die senkrecht zur Drehachse der Welle liegende ebene Oberfläche der Innenflanke der Ausnehmung anliegt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Ausnehmung zwei im Wesentlichen radial verlaufende ebene Innenflanken aufweist, und dass an dem Dichtkörper axial gegenüberliegend unter federnder Vorspannung gegen die jeweilige ebene Innenflanke anliegende ringförmige Dichtlippen vorgesehen sind.
In weiterer Ausbildung der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass koaxial mehrere ringförmige Dichtlippen mit unterschiedlichen Durchmessern an wenigstens einem Seitenbereich des Dichtkörpers angeordnet sind und unter federnder Vorspannung gegen die zugeordnete ebene Innenflanke der Ausnehmung anliegen. Auf diese Weise kann gegenüber einer der Innenflanken der Ausnehmung oder auch gegenüber beiden Innenflanken der Ausnehmung eine "kaskadenförmige" Dichtwirkung des Dichtkörpers erreicht werden.
Die Dichtwirkung kann in weiterer Ausbildung der Erfindung auch dadurch unterstützt werden, dass der Dichtkörper zusätzlich zu der Dichtlippe oder den Dichtlippen wenigstens eine unter Dichtwirkung gegen die zugeordnete Innenflanke der Ausnehmung anliegende ebene Seitenfläche aufweist.
In einer besonders Platz sparenden Ausführungsform weist der Dichtkörper eine oder mehrere umlaufend ausgebildete und jeweils zu einer der Innenflanken der Ausnehmung hin offene Höhlung oder Höhlungen auf, die radial nach außen durch die Dichtlippe bzw. die Dichtlippen begrenzt ist bzw. begrenzt sind, deren jeweils freies Ende gegen die Innenflanke der Ausnehmung anliegt. In der Höhlung kann auch eine Ringfeder zur Montage des Dichtkörpers auf der Welle untergebracht werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Figur zeigt einen Längsschnitt durch eine Hälfte einer Lageröffnung, einer Welle und eines Wellendichtrings.
Eine Wandung 1 eines Maschinengehäuses od. dgl. weist eine Aussparung 2 auf, in die ein Wellendichtring gemäß der Erfindung eingesetzt ist. Die Aussparung 2 ist durch einen mit 3 bezeichneten Verschlussdeckel verschlossen. Der Verschlussdeckel 3 und der insgesamt mit 4 bezeichnete Wellendichtring sind relativ zu der Aussparung 2 zwecks Verdeutlichung in geringfügigem Abstand zeichnerisch dargestellt; in Wirklichkeit grenzen diese Teile jedoch aneinander.
Durch eine mit 5 bezeichnete Lageröffnung ist eine Welle 6 geführt, die mittels des Wellendichtrings 4 abgedichtet ist. Der Wellendichtring 4 weist einen mit 7 bezeichneten Ringkörper auf. In rings um den Außenumfang des Ringkörpers 7 ausgebildeten Nuten sind Sekundärdichtungen 8 und 9 wie z.B. O-Ringe angeordnet, mittels derer der Ringkörper 7 gegenüber der Wandung 1 abgedichtet ist. Der Ringkörper 7 sitzt drehfest in der Wandung 1. Auf der zur Welle 6 hin gerichteten Innenumfangsfläche des Ringkörpers 7 ist eine ringförmige Ausnehmung 10 ausgebildet, die im Querschnitt rechteckig ist.
In der Ausnehmung 10 im Ringkörper 7 liegt ein ringförmiger Dichtkörper 11, der drehfest auf der Welle 6 angebracht ist. Im Querschnitt besteht der Dichtkörper 11 aus einer L-förmigen Basis mit Schenkeln 12 und 13 sowie einer elastischen Dichtlippe 14. Der erste Schenkel 12 erstreckt sich entlang der Welle 6 zwischen den beiden radial verlaufenden Innenflanken der Ausnehmung 10 und ist drehfest mit der Welle 6 verbunden. Der zweite Schenkel 13 erstreckt sich von der Welle 6 aus entlang einer der radial verlaufenden Innenflanken der Ausnehmung 10 bis zu einem Punkt im Abstand von einem Boden 15 der Ausnehmung 10. Vom radial äußersten Ende des zweiten Schenkels 13 des Dichtkörpers 11 aus erstreckt sich die Dichtlippe 14 in Richtung auf die andere Innenflanke der Ausnehmung 10, wobei sie sich zunehmend in Richtung auf den ersten Schenkel 12 krümmt, ohne ihn zu berühren. Die Dichtlippe 14 hat ein freies Ende mit einer scharten Kante 16 und ist so vorgeformt, dass die Kante 16 im zusammengebauten Zustand des Wellendichtrings 4 unter federnder Vorspannung an der dem Verschlussdeckel 3 näher liegenden Innenflanke der Ausnehmung 10 anliegt, wobei sich die Dichtlippe 14 an der gegenüberliegenden Innenflanke der Ausnehmung 10 abstützt.
Somit enthält der Dichtkörper 11 eine von den Schenkeln 12, 13 und der Dichtlippe 14 umgrenzte Höhlung 17, in der auch eine nicht gezeigte Ringfeder oder Wurmfeder angeordnet werden kann, welche den Schenkel 12 des Dichtkör pers 11 radial nach innen auf die Welle 6 presst, um den Dichtkörper 11 drehfest mit der Welle 6 zu verbinden.
Die strichpunktierte Linie in der Figur zeigt die Mittelachse der Aussparung 2, des Wellendichtrings 4, der Lageröffnung 5, der Welle 6, des Ringkörpers 7, der Ausnehmung 10 und des Dichtkörpers 11 mit seinen Teilen 12, 13, 14 und 17 an.
Bei Drehung der Welle 6 dreht sich der ringförmige Dichtkörper 11 mit der Welle 6 mit, und es folgt daher eine Relativbewegung zwischen den einander berührenden Teilen der Ausnehmung 10 und des Dichtkörpers 11. Zwischen dem Dichtkörper 11 des Wellendichtrings 4 und der Welle 6 gibt es keine Relativbewegung, so dass die Oberfläche der Welle 6 nicht verschleißen kann. Außerdem hat der Dichtkörper 11 ein großes Radialspiel in der Ausnehmung 10, das dem Abstand des Außenumfangs des Dichtkörpers 11 vom Boden 15 der Ausnehmung 10 entspricht. Wenn dieses Radialspiel auch der Welle 6 zur Verfügung stehen soll, kann natürlich auch der Abstand zwischen der Welle 6 und der zur Welle 6 weisenden Innenumfangsfläche des Ringkörpers 7 ungefähr so groß oder größer als der Abstand des Außenumfangs des Dichtkörpers 11 vom Boden 15 der Ausnehmung 10 gewählt werden.
Da die radial verlaufende Innenflanke der Ausnehmung 10, an der die Dichtlippe 14 mit ihrer scharten Kante 16 anliegt, eben ist, kann sie verhältnismäßig leicht verschleißfest gemacht werden, z.B. indem die Ausnehmung 10 im Bereich der Gegenlauffläche der Kante 16 mit einer harten Oberfläche oder Oberflächenschicht versehen wird.
Die die Innenflanken der Ausnehmung 10 berührenden Seitenflächen des Dichtkörpers 11, welche durch Teile der einander entgegengesetzten ebenen Seitenflächen der Schenkel 12 und 13 gebildet werden, dienen einerseits zur Abstützung und Positionierung der Dichtlippe 14, andererseits bilden sie zusätzliche Dichtflächen, welche die Dichtwirkung der Dichtlippe 14 unterstützen können.
Die Erfindung erlaubt nicht nur ein recht großes Radialspiel der Welle 6, sondern ein gewisses Radialspiel kann für eine dauerhafte Dichtwirkung sogar vorteilhaft sein. Bei radialen Wellenschlägen dreht sich die Kante 16 der federnd vorgespannten Dichtlippe 14 nämlich nicht ständig auf derselben Gegenlauffläche im Ringkörper 7, sondern die Gegenlauffläche wandert umher, so dass die Dichtlippe 14 gar keine Gelegenheit bekommt, sich in die Gegenlauffläche einzugraben.

Claims

Wellendichtring zur Abdichtung einer durch eine Öffnung in der Wandung eines Maschinengehäuses od. dgl. geführten Welle, mit einem in der Öffnung anbringbaren und drehfest mit der Wandung verbindbaren Ringkörper, der in seiner zur Welle hin gerichteten Umfangsfläche eine ringförmige Ausnehmung aufweist, die wenigstens eine im Wesentlichen radial verlaufende ebene Innenflanke aufweist und in der ein drehfest mit der Welle verbindbarer ringförmiger Dichtkörper angeordnet ist, der wenigstens eine ringförmige Dichtlippe aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der radial nach außen gerichtete Bereich des Dichtkörpers (11) mit Abstand zu dem Boden (15) der Ausnehmung angeordnet ist und wenigstens eine der Innenflanken der Ausnehmung (10) eine senkrecht zur Drehachse der Welle (6) liegende Oberfläche aufweist und die Dichtlippe (14) gegenüberliegend zu der ebenen Oberfläche der Innenflanke angeordnet ist und – ausgehend von einem der ebenen Oberfläche abgewandten Bereich des ringförmigen Dichtkörpers (11) – als mit seinem freien Ende gegen die ebene Oberfläche anliegender Dichtlippenkörper von größerer Länge als Breite ausgebildet ist, und sich der Dichtlippenkörper in seiner Längserstreckung im Wesentlichen in axialer Richtung der Welle (6) erstreckt und der Kontaktbereich des freien Endes des Dichtlippenkörpers mit der ebenen Oberfläche – bezogen auf die Drehachse der Welle (6) – einen kleineren Radius als der Radius des Ausgangsbereiches des Dichtlippenkörpers von dem Dichtkörper aufweist.
Wellendichtring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass das freie Ende des Dichtlippenkörpers eine scharfe Kante (16) aufweist und der Dichtlippenkörper so vorgeformt ist, dass die Kante (16) im zusammengebauten Zustand des Wellendichtrings (4) unter federnder Vorspannung gegen die senkrecht zur Drehachse der Welle (6) liegende ebene Oberfläche der Innenflanke der Ausnehmung (10) anliegt.
Wellendichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (10) zwei im Wesentlichen radial verlaufende ebene Innenflanken aufweist, und dass an dem Dichtkörper axial gegenüberliegend unter federnder Vorspannung gegen die jeweilige ebene Innenflanke anliegende ringförmige Dichtlippen vorgesehen sind.
Wellendichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass koaxial mehrere ringförmige Dichtlippen mit unterschiedlichen Durchmessern an wenigstens einem Seitenbereich des Dichtkörpers angeordnet sind und unter federnder Vorspannung gegen die den Dichtlippen zugeordnete ebene Innenflanke der Ausnehmung (10) anliegen.
Wellendichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtkörper (11) zusätzlich zu der Dichtlippe (14) oder den Dichtlippen wenigstens eine unter Dichtwirkung gegen die zugeordnete Innenflanke der Ausnehmung anliegende ebene Seitenfläche aufweist.