DE202007008740U1

DE202007008740U1 - Radialwellendichtung und Radialwellendichtungssystem

Info

Publication number: DE202007008740U1
Application number: DE202007008740U
Authority: DE
Original assignee: VR Dichtungen GmbH
Current assignee: VR Dichtungen GmbH
Priority date: 2007-06-20
Filing date: 2007-06-20
Publication date: 2007-08-23
Anticipated expiration: 2017-06-21
Also published as: WO2008155375A1; US20100237568A1; BRPI0812858A2; EP2171320A1

Abstract

Radialwellendichtung zur Dichtung einer abgeschlossenen, mit einem fluiden Medium (M) gefüllten Innenkammer (K) an einer durch eine Aufnahmeöffnung (2) aus der Innenkammer (K) geführten, rotierenden Welle (W) gegenüber einer äußeren Atmosphäre (A) mit zwei Membrankörpern (3, 4), die jeweils eine Dichtmembran (5) mit einer zur Innenkammer (K) schräg gestellten Dichtlippe (6) aufweisen, wobei die beiden Dichtlippen (6) axial beabstandet von einander an der Welle (W) dichtend anlegbar sind, und mit einer Stützvorrichtung (7) zum Abstützen der an derselben anliegenden Membrankörpern (3, 4), dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Membrankörper (3, 4) über ihren gesamten Verlauf beabstandet zueinander angeordnet sind und dass die Stützvorrichtung (7) einen Stützkörper (8) aufweist, der zwischen den Membrankörpern (3, 4) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Radialwellendichtung zur Dichtung einer abgeschlossenen, mit einem fluiden Medium gefüllten Innenkammer an einer durch eine Aufnahmeöffnung aus der Innenkammer geführten, rotierenden Welle gegenüber einer äußeren Atmosphäre mit zwei Membrankörpern, die jeweils eine Dichtmembran mit einer zur Innenkammer schräg gestellten Dichtlippe aufweisen, wobei die beiden Dichtlippen axial beabstandet von einander an der Welle dichtend anlegbar sind, und mit einer Stützvorrichtung zum Abstützen der an derselben anliegenden Membrankörpern. Die Erfindung betrifft ferner ein Radialwellendichtungssystem mit der Radialwellendichtung.
Ein gattungsgemäßes Radialwellendichtung wird in der DE 20 2006 003 897.3 beschrieben, bei dem die Dichtmembrane auf der von der Innenkammer abgewandten Seite von der Stützvorrichtung gestützt werden und die Stützvorrichtung mit der Welle jeweils einen einer Dichtmembran zugeordneten Spalt ausbildet. Hier besteht die Gefahr von Rundlaufungenauigkeiten zwischen Stützteilöffnung und Welle in der Stützteilöffnung und damit von Spaltextrusionen der Dichtungsmembrane unter Druckwirkung, die die Betriebsdauer der Radialwellendichtung herabsetzen.
In der EP-A-706 001 wird eine Radialwellendichtung beschrieben, in der die Dichtmembran gegen den Druck des fluiden Mediums im Innenraum durch eine Stützvorrichtung gestützt, die eine axial festgelegte Scheibe mit einer zentralen Öffnung aufweisen kann, durch die die Welle mit einem Spaltabstand vom Rand der Öffnung hindurch tritt. Der an der Welle anliegende Rand ist als zum Innenraum hin schräg gestellte Dichtlippe ausgebildet, wodurch sich eine Dichtwirkung aufgrund eines Innenüberdruckes selbst verstärkt.
Eine weitere Radialwellendichtung dieser Art ist aus der WO-A-02/052180 bekannt. Sie umfasst einen ersten Membrankörper mit einer Dichtmembran, die mit einer schräg gegen den Innenraum gestellten Dichtlippe an der Welle anliegt.
Üblicherweise wird vor der Erstbefüllung der Innenkammer mit einem Fluid, insbesondere bei Kühlsystemen mit Kühlmitteln als Fluid, dieselbe mittels einer Saugpumpe evakuiert, um das System auf Dichtheit zu prüfen, wobei zur effizienten Dichtigkeitsprüfung ein möglichst geringer Unterdruck angestrebt wird. Hierzu werden in der DE 20 2006 003 897.3 sehr geringe erreichbare Drücke beschrieben. In der WO-A-02/052180 wird die Anwendung einer dritten Dichtmembran mit nach außen schräg gestellter Dichtlippe vorgeschlagen, die ein Einströmen von außenatmosphärischen Gasen in die Innenkammer vermindern soll. Durch die Maßnahme wird jedoch der Aufbau der Dichtung kompliziert und es kommt im Betrieb zu Energieverlusten und zusätzlicher Erwärrnung.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine einfach aufgebaute Radialwellendichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, die der Gefahr von Rundlaufungenauigkeiten und Spaltextrusionen wirksam begegnet und somit eine verbesserte Betriebsdauer aufweist und die weiter geringere Innendrücke erlaubt.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die beiden Membrankörper über ihren gesamten Verlauf beabstandet zueinander angeordnet sind und dass die Stützvorrichtung einen Stützkörper aufweist, der zwischen den Membrankörpern angeordnet ist.
Indem die Membrankörper beabstandet zueinander angeordnet sind und somit wird eine direkte mechanische Kopplung vermieden, sondern einzeln vom Stützkörper abgestützt werden, wird ein festerer Sitz der Membrankörper in der Radialwellendichtung gewährleistet. Bei einem Aneinanderliegen der Membrankörper tritt auf Grund ihrer notwendig leichten plastischen Verformbarkeit leicht ein Schwimmen oder eine verminderte Lagefixierung der Membrankörper auf. Dies hat zur Folge, dass der mit den Membrankörpern mechanisch gekoppelte Stützkörper in Einbaulage in einem entsprechend großen Abstand zur Welle gehalten sein muss, damit er nicht in Berührung mit derselben kommen kann. Dadurch wird wiederum das Dichtungsvermögen der Radialwellendichtung entsprechend begrenzt, d.h. es ist zum Beispiel wegen dieser „Leckage" nur ein bestimmter Unterdruck gegenüber der Außenatmosphäre erreichbar. Ferner kann die Gefahr von Rundlaufungenauigkeiten der Welle zum Stützkörper und damit von Spaltextrusionen der Membrankörper vergrößert werden. Mit dem festeren Sitz der Membrankörper wird es möglich, den Stützkörper in Einbaulage näher zur Welle zu beabstanden, wodurch den oben geschilderten Nachteilen, wie Rundlaufungenauigkeiten der Welle zum Stützkörper und Spaltextrusionen der Membrankörper, wirksam begegnet werden kann. Somit können wesentlich niedriger Unterdrücke in der Innenkammer vor dem Befüllungsvorgang mit dem fluiden Medium und eine höhere Lebensdauer der Radialwellendichtung im Betrieb erzielt werden.
Die Radialwellendichtung ist gemäß dem Stand der Technik rotationssymmetrisch mit einer Rotationssymmetrieachse ausgebildet, die in Dichtungslage idealerweise mit der Mittellängesachse der Welle zusammenfallen soll. Der Stützkörper besteht bevorzugt aus unelastischem Kunststoff, vorzugsweise aus einem thermoplastischen, unelastischen Kunststoff. Hierbei wird ein Kunststoff aus Polyphenylensulfid (PPS) bevorzugt. Vorzugsweise ist der Stützkörper spritzgegossen. Die Dichtmembrane können aus einem elastomeren Material bestehen, das vorzugsweise Partikel eines schmierenden Feststoffs enthält. Die Partikel können aus Graphit oder aus Polytetrafluorethylen (PTFE) bestehen. Der Raum zwischen den Dichtmembranen kann mit einem Schmiermittel gefüllt sein.
Der Stützkörper kann einen Innenraum aufweisen, in dem der eine, als innerer Membrankörper ausgebildete Membrankörper angeordnet ist. Ferner kann der andere Membrankörper außerhalb des Innenraumes angeordnet ist und somit als äußerer Membrankörper ausgebildet sein. Somit kann auf einfache Weise konstruktiv die Trennung der beiden Membrankörper voneinander verwirklicht werden. Hierbei können die Dichtmembrane der Membrankörper jeweils mit einer von der Innenkammer abgewandten Seitenfläche an einer zu der Innenkammer zugewandten Seitenfläche des Stützkörpers anliegen.
Der Stützkörper weist in einer bevorzugten Weiterbildung der Radialwellendichtung eine den Innenraum bildende, dosenartige, kreiszylindrische Grundform auf, die Zylindermantelwand und Zylinderstirnwänden umfasst. Hierbei können die Zylinderstirnwände jeweils eine mittige kreisrunde Öffnung für den Durchgang der Welle aufweisen. Hierzu kann, in Einbaulage der Radialwellendichtung, eine Zylinderstirnwand als innere Zylinderstirnwand zur Innenkammer hin und eine Zylinderstirnwand als äußere Zylinderstirnwand von der Innenkammer abgewandt angeordnet sein. Der äußere Membrankörper kann mit seiner Dichtmembran an einer zur Innenkammer gewandten Außenseite der innere Zylinderstirnwand anliegen, während der innere Membrankörper mit seiner Dichtmembran vorzugsweise an einer zur Innenkammer hin gewandten Außenseite der innere Zylinderstirnwand anliegt.
Unter anderem wegen einer stabileren, da Lage fixierteren Anordnung der Membrankörper kann vorgesehen sein, dass die Öffnungen so dimensioniert sind, dass in Dichtungslage der Radialwellendichtung zwischen Welle und Innenseitenfläche der jeweiligen Öffnung ein Ringspalt von kleiner oder gleich 0,05 mm, vorzugsweise kleiner oder gleich 0,02 mm ausgebildet ist. Hierbei kann beim Abpumpen der Luft aus dem Innenraum gegen die durch die Ringspalte nachströmende Luft ein Innenunterdruck von bis zu 20mbar bis 30mbar im Innenraum erreicht werden.
Es wird weiterhin als Vorteil angesehen, dass ein Abfasen des den Ringspalt begrenzenden und der Welle gegenüberliegende Öffnungsrand der jeweiligen Zylinderstirnwand in Richtung zu der Innenkammer hin vorgenommen ist. Dadurch kann die Zylinderstirnwand mechanischer stabiler gegenüber einem ein Innenüberdruck der Innenkammer ausgelegt sein.
Zu seiner leichteren Zugänglichkeit kann der Innenraum eine Öffnungsmöglichkeit aufweisen, die vorzugsweise außerhalb der Dichtungslage gegeben ist. Diese kann dadurch gegeben sein, dass der Stützkörper in einer Teilungsebene teilbar ist, wobei die Teilungsebene durch den Innenraum verläuft. Hierzu kann der Stützkörper eine Teilung in zwei Stützelemente aufweisen, die in Dichtungslage form- und/oder kraftschlüssig in einer Teilungsfläche aneinander anliegen. Vorzugsweise werden die Stützelemente in der Teilungsebene lose bleibend, vorzugsweise nur durch Gegeneinanderpressen zusammen gehalten.
Im Falle einer oben beschriebenen zylindrischen Ausbildung des Stützkörpers kann die Teilungsfläche in einem Bereich angeordnet sein, in dem Zylindermantelwand und innere Zylinderstirnwand aneinander angrenzen. Damit ist dem einen Stützelement die innere Zylinderstirnwand zugeordnet. Das andere Stützelement weist mit der äußeren Zylinderstirnwand und der Zylindermantelwand eine kappenartige Form auf. Somit sind beide Stützelemente einfach herstellbar.
Um ein Abgleiten der Stützelemente unter Anpressung in der Teilungsfläche zu vermeiden, weist die Teilungsfläche vorzugsweise einen stufigen Verlauf auf. Dieser kann insbesondere bei der zylindrischen Form des Stützkörpers eine wechselnde Folge von ringförmig angeordneten umfänglichen Teilflächen zur Aufnahme von radialen Kräften und mit ringförmig angeordneten radialen Teilflächen zur Aufnahme von axialen Kräften aufweisen. Zum besseren Zusammenhalt der Stützelemente können die Zylindermantelwand und/oder die innere Zylinderstirnwand in dem Bereich der Teilungsfläche eine verstärkte Wandung aufweisen.
In dem Innenraum kann eine innere Aufnahme mit einem Aufnahmeraum für einen Halteabschnitt des inneren Membrankörpers vorgesehen sein. Die innere Aufnahme kann einen sich innenseitig axial von der inneren Zylinderstirnwand und beabstandet zur Zylindermantelwand erstreckenden Hohlzylinder aufweisen. Der Aufnahmeraum kann somit von dem Hohlzylinder und der Zylindermantelwand in radialer Richtung und in axialer Richtung durch die innere Zylinderstirnwand begrenzt werden, während er zur äußeren Zylinderstirnwand geöffnet ist. Somit kann der Halteabschnitt mechanisch stabil flächig in der inneren Aufnahme anliegen. Der Hohlzylinder kann zum erleichterten Einschieben des Halteabschnittes des inneren Membrankörpers so konisch ausgebildet sein, dass sich der Aufnahmeraum zur hinteren Zylinderstirnwand leicht und zwar vorzugsweise um wenige Winkelgrade öffnet. Vorzugsweise erstreckt sich der Hohlzylinder bis an oder bis nahe an die Dichtmembran heran, die, wie bereits beschrieben, vorzugsweise an der Innenseite der äußeren Zylinderstirnwand anliegt, wodurch ein fester Sitz des inneren Membrankörpers verstärkt werden kann. Dieser kann auch verstärkt werden, indem der Halteabschnitt des inneren Membrankörpers unter Flächenpressung in der inneren Aufnahme angeordnet ist. Die beschriebene, im Schnitt etwa rechtwinklige oder rechtwinklige Anordnung von Halteabschnitt und Dichtmembran impliziert eine leicht herstellbare, kappenartige Ausbildung des inneren Membrankörpers.
Der äußere Membrankörper weist ebenfalls eine kappenartige Form auf. Seine Dichtmembran liegt bei der zylindrischen Ausbildung des Stützkörpers vorzugsweise außenseitig an der inneren Zylinderstirnwand an, während er mit seinem Halteabschnitt den Stützkörper soweit umgreift, dass der Halteabschnitt außenseitig an der Zylindermantelwand und zumindest in einem radial äußeren Ringbereich an der äußeren Zylinderstirnwand anliegt. Damit kann der äußere Membrankörper über den Stützkörper gestülpt werden, wodurch der äußere Membrankörper formstabil auf dem Stützkörper lagefixiert werden kann. Ferner kann der äußere Membrankörper die beiden Stützelemente klammerartig zusammenhalten. Zur Verstärkung der Fixierung und des Zusammenhaltens kann vorgesehen sein, dass der äußere Membrankörper unter elastischer Vorspannung an dem Stützkörper anliegt. Dies kann dadurch erzielt werden, dass der äußere Membrankörper vor dem Überstülpen ein leichtes Untermaß gegenüber dem Stützkörper aufweist.
Zur stärkeren Fixierung oder Verankerung der Membrankörper an dem Stützkörper kann derselbe an Bereichen, in denen die Membrankörper an dem Stützkörper anliegen, Rippen aufweisen, die in vorgesehene und den Rippen angepasste Nuten im Membrankörper eingreifen. So kann zum Beispiel die innere Zylinderstirnwand, eine oder mehrere umfängliche Rippen aufweisend, radial über die Zylindermantelwand vorstehen und in eine umfängliche zugewandte, im Profil der oder den Rippen angepasste Nut des äußeren Membrankörpers eingreifen.
Der Zusammenbau der Radialwellendichtung kann in folgenden Schritten erfolgen: Zuerst wird der innere Membrankörper mit seinem Halteabschnitt axial über den Hohlzylinder des einen Stützelement gezogen, vorzugsweise bis der Halteabschnitt endstirnseitig an der Innenseite der vorderen Zylinderstirnwand anliegt. In einem nächsten Montageschritt wird der zylindrische Stützkörper dadurch zusammengefügt, indem das andere Stützelement mit seiner Zylindermantelwand axial über den Halteabschnitt des inneren Membrankörpers geschoben wird, wobei der Halteabschnitt des inneren Membrankörpers vorzugsweise radial gepresst wird. Schließlich wird der äußere Membrankörper über den zusammengefügten Stützkörper übergestülpt, wodurch dieser vorzugsweise axial und radial zusammengepresst wird. Da die Radialwellendichtung durch den äußeren Membrankörper elastisch und damit die einzelnen Teile der Radialwellendichtung lagerichtig zusammengehalten werden können, kann die derart vormontierte Radialwellendichtung, problemlos gelagert und transportiert werden. Da die einzelnen Teile lose bleibend zu der Radialwellendichtung zusammengefügt werden, kann dieselbe problemlos wieder auseinandergenommen werden, um beispielsweise den inneren Membrankörper auszutauschen.
Der Halteabschnitt des äußeren Membrankörpers kann außenseitig in dem Bereich, in dem dieser an der Zylindermantelwand anliegt, umfänglich und beabstandet zueinander angeordnete Rippen aufweisen. Diese können sich radial nach außen erstrecken. Vorzugsweise erstrecken sich die Rippen in Einbaulage in einem spitzen Winkel zur Längsachse der Welle zu der Innenkammer hin. Durch ein Zusammendrücken der Rippen beim weiter unten beschriebenen Einsetzen der Radialwellendichtung in die Innenkammer kann ein Presssitz der Radialwellendichtung erzielt werden.
Der Halteabschnitt des äußeren Membrankörpers in einem Anlagebereich, der sich von Zylindermantelwand und zur äußeren Zylinderstirnwand hin erstreckt, abgefast sein, wodurch das Einsetzen der Radialwellendichtung in die Innenkammer erleichtert wird.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Radialwellendichtung kann die Dichtmembran des äußeren Membrankörpers einen radial überstehenden Bund mit einer in Dichtungslage von der Innenkammer abgewandten Fläche zur flächigen Anlage an der Innenseite der Wandung der Innenkammer an der Aufnahmeöffnung aufweisen.
Es wird ferner ein Radialwellendichtungssystem mit einer Radialwellendichtung gemäß einer zuvor beschriebenen Ausführungs formen und mit einer die Aufnahmeöffnung aufweisenden Dichtungsaufnahme für die Radialwellendichtung in der Innenkammer vorgeschlagen. Die Radialwellendichtung ist vorzugsweise in einem Presssitz in der Dichtungsaufnahme anordenbar, wobei der Presssitz, wie bereits beschrieben, vorzugsweise auch über die Rippen erzeugt wird.
Vorzugsweise ist die Radialwellendichtung in einer Aufnahmerichtung in Richtung des Druckgefälles bei Normalbetrieb in die Aufnahmeöffnung einsetzbar. Dies heißt bei einer Verwendung der Innendruckkammer zur Lagerung eines fluiden Mediums, kann die Aufnahmerichtung von der Innenkammer nach außen weisen.
Vorzugsweise wird die Radialwellendichtung soweit in Aufnahmerichtung in die Aufnahmeöffnung eingeschoben, bis der vorgesehene radial überstehenden Bund mit seiner in Dichtungslage von der Innenkammer abgewandten Fläche an der Innenseite der Wandung der Innenkammer an der Aufnahmeöffnung anschlägt.
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand zweier in einer Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
1 eine Längsschnittansicht eines Radialwellendichtungssystems mit einer ersten Ausführungsform einer Radialwellendichtung,
2 eine Ausschnittsvergrößerung II gemäß 1 und
3 eine Längsschnittansicht eines Radialwellendichtungssystems mit einer zweiten Ausführungsform der Radialwellendichtung.
In den 1 bis 3 werden zwei Ausführungsformen eines Radialwellendichtungssystems R mit einer eine Aufnahmeöffnung 2 aufweisenden Dichtungsaufnahme D und mit einer erfindungsgemäßen Radialwellendichtung 1 zur Dichtung einer abgeschlossenen, mit einem fluiden Medium M gefüllten Innenkammer K an einer durch eine Aufnahmeöffnung 2 aus der Innenkammer K geführten, rotierenden Welle W gegenüber einer äußeren Atmosphäre At gezeigt, wobei die Innenkammer K lediglich durch einen Wandabschnitt mit der Aufnahmeöffnung 2 angedeutet dargestellt ist. Die Radialwellendichtung 1 ist in einer von Innen nach Außen weisenden Aufnahmerichtung a in die Aufnahmeöffnung 2 in einen Presssitz hinein eingeschoben.
Die Radialwellendichtung 1 weist zwei Membrankörpern 3, 4 mit jeweils einer Dichtmembran 5 auf, die mit einer in Einbaulage zur Innenkammer K hin schräg gestellten Dichtlippe 6 versehen ist, die axial beabstandet von einander an der Welle W dichtend anliegen. Ferner umfasst die Radialwellendichtung 1 eine Stützvorrichtung 7 mit einem einen Innenraum K aufweisenden Stützkörper 8 auf, an dem die Dichtmembran 4 an ihrer von der Innenkammer K abgewandten Seitenfläche 9 abgestützt ist. Die Radialwellendichtung 1 mit Membrankörper 3 und Stützvorrichtung 7 ist rotationssymmetrisch mit ihrer Längsachse 1 als Rotationssymmetrieachse ausgelegt, die in in den 1 und 3 gezeigten Dichtungslage mit der Mittellängesachse der Welle W zusammenfällt. Beide Membrankörper 3,4 weisen eine kappenartige Form mit jeweils einem Halteabschnitt 10 auf, der sich radial außen in axialer Richtung von der Dichtmembran 5 erstreckt und über den die Membrankörper 3, 4 jeweils lose bleibend mit dem Stützkörper 8 verbunden sind.
Beide Membrankörper 3, 4 sind über ihren gesamten Verlauf beabstandet zueinander angeordnet. Ferner sind sie durch den Stützkörper 8 getrennt, indem dieser zwischen den Membrankörpern 3, 4 angeordnet ist. Indem vermieden wird, dass die notwendig verhältnismäßig leicht elastisch verformbaren Membrankörper 3, 4 nicht zumindest über einen bestimmten Bereich aneinander anliegen oder in Berührung kommen, sondern jeweils von dem steifen Stützkörper 8 abgestützt werden, ist ein festere Sitz der Membrankörper 3, 4 gewährleistet und werden nicht so leicht Schwingungen des einen Membrankörpers 3, 4 auf den anderen Membrankörper 4, 3 und damit auf die Welle W übertragen. Infolge dessen wird die Gefahr von Rundlaufungenauigkeiten der Welle W und von Spaltextrusionen der Membrankörper 3, 4 vermindert, welches wiederum die Betriebsdauer der Radialwellendichtung 1 erhöht.
Der Stützkörper 3, 4 weist einen Innenraum 11 auf, in dem der eine, als innerer Membrankörper 3 ausgebildete Membrankörper angeordnet ist. Der Innenraum 11 ist zur dichtenden Anlage der Dichtlippe 5 des inneren Membrankörpers 3 an der Welle W zur Welle W hin radial und umfänglich geöffnet und ist gegenüber der Außenatmosphäre A und der Innenkammer K bis auf mittige, kreisrunde Öffnung 12 zum Durchgang der Welle W bzw., bei eingeschobener Welle W, bis einen bezüglich der Innenkammer K inneren Ringspalt 13 und einen bezüglich der Innenkammer K äußeren Ringspalt 14 geschlossen. Der andere, als äußerer Membrankörper 4 ausgebildete Membrankörper ist außerhalb des Innenraumes 11 angeordnet.
Der Stützkörper 8 weist eine den Innenraum 11 bildende, dosenartige, kreiszylindrische Grundform mit Zylindermantelwand 15 und zwei Zylinderstirnwänden 16, 17, eine bezüglich der Innenkammer K innere Zylinderstirnwand 16 und eine bezüglich der Innenkammer äußere Zylinderstirnwand 17, auf, wobei die Öffnung 12 jeweils mittig der Zylinderstirnwände 16, 17 angeordnet ist.
Der Stützkörper 8 weist eine Teilung in zwei Stützelemente, ein erstes Stützelement 18 und ein zweites Stützelement 19, auf, die in Dichtungslage form- und/oder kraftschlüssig in einer Teilungsfläche 20 aneinander anliegen. Die Teilungsfläche 20 trennt die Zylindermantelwand 17 von der inneren Zylinderstirnwand 16, so dass das erste Stützelement 18 im wesentlichen die innere Zylinderstirnwand 16 umfasst, während das zweite Stützelement 19 im wesentlichen die äußere Zylinderstirnwand 17 und die Zylindermantelwand 17 und somit eine kappenartige Form aufweist.
Der äußere Membrankörper 4 umgreift den Stützkörper 8. Hierzu liegt der äußere Membrankörper 4 unter elastischer Vorspannung mit seiner Dichtmembran 5 außenseitig an der inneren Zylinderstirnwand 16 und mit seinem Halteabschnitt 10 außenseitig die Zylindermantelwand 15 und die äußere Zylinderstirnwand 17 in einem radial äußeren Bereich an. Dadurch werden die an sich lose bleibenden Stützelemente 18, 19 in der Teilungsfläche 20 gegeneinander gepresst und gehalten.
Die Teilungsfläche 20 weist einen stufigen Verlauf mit ringförmig angeordneten umfänglichen Teilflächen 21 für den Übergang von radialen Kräften und mit ringförmig angeordneten radialen Teilflächen 22 für den Übergang von axialen Kräften auf. Zur Sicherung weist die innere Zylinderstirnwand 16 im Bereich der Teilungsfläche 20 eine Verstärkung 23 ihrer Wandung auf.
Im Innenraum 11 ist eine innere Aufnahme 24 mit einem Aufnahmeraum 25 für den Halteabschnitt 10 des inneren Membrankörpers 3 vorgesehen, der ganzflächig oder im wesentlichen ganzflächig anliegend und unter Pressspannung in der inneren Aufnahme 24 in einem Presssitz angeordnet ist. Die innere Aufnahme 24 weist einen Hohlzylinder 26 auf, der sich innenseitig und axial von der inneren Zylinderstirnwand 16 sowie beabstandet zur Zylindermantelwand 15 erstreckt, so dass der Aufnahmeraum 25 von Hohlzylinder 26, Zylindermantelwand 15 und inneren Zylinderstirnwand 16 begrenzt wird und zur äußeren Zylinderstirnwand 17 offen ist. Der Aufnahmeraum 25 erstreckt sich axial bis an die Dichtmembran 5 des inneren Membrankörpers 3.
Dank der zuvor beschriebenen Verbesserung im Abstützen der Dichtungskörper 3,4 und der verminderten Gefahr von Übertragungen von Schwingungen zwischen den Dichtungskörpern 3,4 kann die Spaltbreite eines oder beider Spalte 13,14 besonders klein gehalten werden. Hierbei ist die Spaltbreite des inneren Ringspaltes 13 kleiner oder gleich 0,02 mm. Abweichend von der ersten Ausführungsform der Radialwellendichtung 1 gemäß 1, weist auch der äußere Spalt 14 in der zweiten Ausführungsform der Radialwellendichtung 1 gemäß 3 eine Spaltbreite von kleiner oder gleich 0,02 mm auf. Dank dieser geringen Spaltbreiten, mittels derer die zugehörige Dichtmembran 5 weiter zur Welle W hin abgestützt wird, wird das Dichtungsverhalten der Radialwellendichtung 1 weiter entschieden verbessert. Ferner ist der den inneren Ringspalt 13 begrenzende bzw., zusätzlich in der zweiten Ausführungsform, der den äußeren Ringspalt 14 begrenzende Rand der jeweiligen Öffnung 12 zu der Innenkammer K hin abgefast, wodurch die jeweils zugehörige Dichtlippe 6 besser abgestützt wird und somit eine Gefahr in Hinsicht auf eine Extrusion derselben in den Ringspalt 13, 14 weiter vermindert wird. Der somit erreichbare Unterdruck beim Abpumpen der Luft aus der Innenkammer K gegen die durch die Ringspalte nachströmende Luft beträgt höchstens 120 mbar.
Die Dichtmembran 5 des äußeren Membrankörpers 4 weist einen radial überstehenden Bund 27 mit einer in Dichtungslage von der Innenkammer K abgewandten Fläche 28 zur flächigen Anlage an der Innenseite der Wandung der Innenkammer K an der Aufnahmeöffnung 2 auf, der somit als Anschlag beim Einführen der Radialwellendichtung 1 in Aufnahmerichtung a in die Aufnahmeöffnung 2 dient.
Um einen Presssitz der Radialwellendichtung 1 in der Aufnahmeöffnung 2 zu fördern, weist der Halteabschnitt 10 des äußeren Membrankörpers 4 außenseitig in dem Bereich, in dem dieser an der Zylindermantelwand 15 anliegt, umfänglich und beabstandet zueinander angeordnete Rippen 28 auf, die sich radial nach außen erstrecken. Die Rippen 28 weisen einen stufigen Aufbau mit einer sich zum Halteabschnitt 10 leicht konisch verjüngenden Basis 29 und einem daran mittig anschließen Fortsatz 30, wodurch sich die Rippen 28 beim Einführen der Radialwellendichtung 1 in die Aufnahmeöffnung 2 leichter umbiegen lassen und Presssitz wirkungsvoller in der Aufnahmeöffnung 2 innenwandig gegen die Aufnahmeöffnung 2 drücken.
Außenseitig der Dichtmembran 5 des äußeren Membrankörper 4 ist eine Ringnut 32 vorgesehen, die das Überstülpen des äußeren Membrankörpers 4 über den Stützkörper 8 mit dem eingeschlosse nen inneren Membrankörper 3 erleichtert.
Um ein Einschieben der Radialwellendichtung 1 in die Aufnahmeöffnung 2 zu erleichtern, ist der Halteabschnitt 10 in einem in Aufnahmerichtung a hinteren Bereich 31 abgefast.

1: Radialwellendichtung
2: Aufnahmeöffnung
3: Innerer Membrankörper
4: Äußerer Membrankörper
5: Dichtmembran
6: Dichtlippe
7: Stützvorrichtung
8: Stützkörper
9: Seitenfläche
10: Halteabschnitt
11: Innenraum
12: Öffnung
13: Innerer Ringspalt
14: Äußerer Ringspalt
15: Zylindermantelwand
16: Innere Zylinderstirnwand
17: Äußere Zylinderstirnwand
18: Stützelement
19: Stützelement
20: Teilungsfläche
21: umfängliche Teilfläche
22: radiale Teilfläche
23: Verstärkung
24: Innere Aufnahme
25: Aufnahmeraum
26: Hohlzylinder
27: Bund
28: Rippe
29: Basis
30: Fortsatz
31: Bereich
32: Ringnut
a: Aufnahmerichtung
A: Außenatmosphäre
D: Dichtungsaufnahme
K: Innenkammer
R: Radialwellendichtungssystem
W: Welle
1: Längsachse

Claims

Radialwellendichtung zur Dichtung einer abgeschlossenen, mit einem fluiden Medium (M) gefüllten Innenkammer (K) an einer durch eine Aufnahmeöffnung (2) aus der Innenkammer (K) geführten, rotierenden Welle (W) gegenüber einer äußeren Atmosphäre (A) mit zwei Membrankörpern (3, 4), die jeweils eine Dichtmembran (5) mit einer zur Innenkammer (K) schräg gestellten Dichtlippe (6) aufweisen, wobei die beiden Dichtlippen (6) axial beabstandet von einander an der Welle (W) dichtend anlegbar sind, und mit einer Stützvorrichtung (7) zum Abstützen der an derselben anliegenden Membrankörpern (3, 4), dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Membrankörper (3, 4) über ihren gesamten Verlauf beabstandet zueinander angeordnet sind und dass die Stützvorrichtung (7) einen Stützkörper (8) aufweist, der zwischen den Membrankörpern (3, 4) angeordnet ist.
Radialwellendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützkörper (8) einen Innenraum (11) aufweist, in dem der eine, als innerer Membrankörper (3) ausgebildete Membrankörper angeordnet ist und dass der andere, als äußerer Membrankörper (4) ausgebildete Membrankörper außerhalb des Innenraumes (11) angeordnet ist.
Radialwellendichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützkörper (8) eine den Innenraum (11) bildende, dosenartige, kreiszylindrische Grundform mit Zylindermantelwand (15) und Zylinderstirnwänden (16, 17) umfasst, wobei die Zylinderstirnwände (16, 17) jeweils eine mittige kreisrunde Öffnung (12) für den Durchgang der Welle (W) aufweisen und, in Einbaulage der Radialwellendichtung (1), eine Zylinderstirnwand als innere Zylinderstirnwand (16) zur Innenkammer (K) hin und eine Zylinderstirnwand als äußere Zylinderstirnwand (17) von der Innenkammer (K) abgewandt angeordnet ist.
Radialwellendichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (12) so dimensioniert sind, dass in Dichtungslage der Radialwellendichtung (1) zwischen Welle (W) und Innenseitenfläche der jeweiligen Öffnung (12) ein Ringspalt (13, 14) von kleiner oder gleich 0,05 mm, vorzugsweise kleiner oder gleich 0,02mm ausgebildet ist.
Radialwellendichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, das der den Ringspalt (13, 14) begrenzende und der Welle (W) gegenüberliegende Öffnungsrand der jeweiligen Zylinderstirnwand (16, 17) abgefast ist.
Radialwellendichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützkörper (8) eine Teilung in zwei Stützelemente (18, 19) aufweist, die in Dichtungslage form- und/oder kraftschlüssig in einer Teilungsfläche (20) aneinander anliegen.
Radialwellendichtung nach Anspruch 6, soweit bis auf Anspruch 3 rückbezogen, dadurch gekenn zeichnet, dass die Teilungsfläche (20) in einem Bereich angeordnet ist, in dem Zylindermantelwand (15) und innere Zylinderstirnwand (16) aneinander angrenzen.
Radialwellendichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilungsfläche (20) einen stufigen Verlauf mit ringförmig angeordneten umfänglichen Teilflächen (21) und mit ringförmig angeordneten radialen Teilflächen (22) aufweist.
Radialwellendichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylindermantelwand (15) und/oder die innere Zylinderstirnwand (16) in dem Bereich eine verstärkte Wandung aufweisen.
Radialwellendichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Innenraum (11) eine innere Aufnahme (24) mit einem Aufnahmeraum (25) für einen Halteabschnitt (10) des inneren Membrankörpers (3) vorgesehen ist, wobei die innere Aufnahme (11) einen sich innenseitig axial von der inneren Zylinderstirnwand (16) und beabstandet zur Zylindermantelwand (15) erstreckenden Hohlzylinder (26) aufweist und der Aufnahmeraum von Hohlzylinder (24) und Zylindermantelwand (15) begrenzt wird.
Radialwellendichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Membrankörper (3) mit seiner Dichtmembran (5) an der Innenseite der äußeren Zylinderstirnwand(16) anliegt und dass sich der Hohlzylinder (26) bis an oder bis nahe an diese Dichtmembran (5) erstreckt.
Radialwellendichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Halteabschnitt (10) des inneren Membrankörpers (3) unter Flä chenpressung in der inneren Aufnahme (24) angeordnet ist.
Radialwellendichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Membrankörper (4) mit seiner Dichtmembran (5) außenseitig an der inneren Zylinderstirnwand (16) anliegt und mit einem Halteabschnitt (10) den Stützkörper (8) soweit umgreift, dass der Halteabschnitt (10) außenseitig an der Zylindermantelwand (15) und zumindest in einem radial äußeren Ringbereich an der äußeren Zylinderstirnwand (17) anliegt.
Radialwellendichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Membrankörper (4) unter elastischer Vorspannung an dem Stützkörper (8) anliegt.
Radialwellendichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Halteabschnitt (10) des äußeren Membrankörpers (4) außenseitig in dem Bereich, in dem dieser an der Zylindermantelwand (15) anliegt, umfänglich und beabstandet zueinander angeordnete Rippen (28) aufweist. Hierbei können sich die Rippen radial nach außen erstrecken. Vorzugsweise erstrecken sie sich Einbaulage in einem spitzen Winkel zur Längsachse der Welle zu der Innenkammer hin. Dadurch kann zum Beispiel bei einem Unterdruck in der Innenkammer ein Herauslösen der Radialwellendichtung aus der Wellenöffnung der Innenkammer in die Innenkammer hinein erschwert werden
Radialwellendichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Halteabschnitt des äußeren Membrankörpers (4) in einem Anlagebereich, der sich von Zylindermantelwand (15) und zur äußeren Zylinderstirnwand (17) hin erstreckt, abgefast ist.
Radialwellendichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 16, dadurch ge kennzeichnet, dass die Dichtmembran (5) des äußeren Membrankörpers (4) einen radial überstehenden Bund (27) mit einer in Dichtungslage von der Innenkammer (K) abgewandten Fläche (F) zur flächigen Anlage an der Innenseite der Wandung der Innenkammer an der Aufnahmeöffnung (2) aufweist.
Radialwellendichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch ge kennzeichnet, dass der Stützkörper (8) aus unelastischem, vorzugsweise thermoplastischem Kunststoff besteht.
Radialwellendichtungssystem mit einer Radialwellendichtung (1) gemäß einer der Ansprüche 1 bis 18 und mit einer die Aufnahmeöffnung (2) aufweisenden Dichtungsaufnahme (D) für die Radialwellendichtung (1) in der Innenkammer (K).
Radialwellendichtungssystem nach Anspruch 19, dadurch ge kennzeichnet, dass die Radialwellendichtung (1) in einem Presssitz in der Dichtungsaufnahme (D) angeordnet ist.
Radialwellendichtungssystem nach Anspruch 19 oder 20, wobei die Radialwellensdichtung einen äußeren Membrankörper (4) mit einen radial überstehenden Bund (27) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Radialwellendichtung (1) in einer Aufnahmerichtung (a) von der Innenkammer (K) nach Außen in die Aufnahmeöffnung (2) einführbar ist, bis der Bund (27) zur Anlage an eine in Aufnahmerichtung (a) vordere Fläche der Dichtungsaufnahme (D) kommt.