DE2047631B2 - Wellenlippendichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine WeUenlippendichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Lichtung ist in der FR-PS 986485 beschrieben. Sie läßt sich in einer zweiteiligen Form herstellen, die so geteilt ist, daß die Formtrennfläche nicht durch die Dichtkante hindurclveht Damit wird erreicht, daß im Bereich der Dichtkante keine Grate auftreten. Die bekannte Dichtung wird in der Form schon so hergestellt, daß die beiden die Dichtkaiite begrenzenden Flächen des rechteckigen Dichtungswulstes schon schräg geneigt zur Symmetrieachse der Dichtung verlaufen. Hierzu hat die Form einen in radialer Richtung zurückspringenden Abschnitt, und über diesen hinweg muß der Dichtungswulst unter radialer Aufweitung hinweggezogen werden, wenn die Dichtung der Form nach dem Pressen entnommen wird Das Herausnehmen der fertigen Dichtung aus der Form muß also mit besonderer Sorgfalt erfolgen, trotzdem sind Verletzungen der Dichtkante nicht mit Sicherheit auszuschließen.

Durch die vorliegende Erfindung soll eine WeUenlippendichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs I so weitergebildet werden, daß keine Hinterschneidungen in der Herstellungsform vorhanden sind, die da» Ausformen behindern oder zu Verletzungen dar Dichtkante führen können.

Ausgehend von dem im Oberbegriff des Anspruchs Il berücksichtigten Stand der Technik ist diese Aufgabt: erfindungsgemäß gelöst mit den im Kennzeichen des Patentanspruchs angegebenen Merkmalen.

Eine zur WeUenlippendichtung nach der FR-PiS 9 86485 ähnliche WeUenlippendichtung ist auch im »Journal of Lubrication«, April 1968, Seite 4411 beschrieben. Auch bei ihr verlaufen die Dichtkantc begrenzende Flächen schon von Hause aus schräg; geneigt zur Achse der Dichtung, so daß zur Herstellung eine hinterschnittene Form verwendet werden muß. Gleiches gilt für Wellenlippendichtungen, wie sie in der FR-PS 13 70 794 und in der Zeitschrift »Machine

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Design«, Oktober 1957, Seite 76 beschrieben sind.

In der FR-PS 14 29 475 ist eine WeUenlippendichtung aus Polytetrafluorethylen beschrieben, bei welcher ein scheibenförmiger Rohling zwischen einem Stempel und einer Matrize mit umlaufenden Rippen versehen wird, welche später Dichtkanten bilden. Die Form hat keine Hinterschneidungen, und das nach dem Pressen immer noch im wesentlichen in einer senkrecht auf der Dichtungsachse liegende scheibenförmige Halbfertigfabrikat muß dann in einem gesonderten Arbeitsgang noch so umgebogen werden, daß der die Dichtkanten tragende Bereich dann parallel zur Achse der Dichtung verläuft Die Herstellung dieser Dichtung erfordert also eine Mehrzahl von getrennten Bearbeitungsgängen, außerdem kann man aus einem elastischen Material auf diese Weise keine WeUenlippendichtung herstellen.

Eine weitere Wellenlippendichtung, bei welcher der die Dichtkante tragende Dichtungsabschnitt ebenfalls aus Polytetrafluorethylen gefertigt ist, ist in der US-PS 34 43 845 beschrieben. Dort hat aber der die Dichtkante tragende Dichtungsabschnitt nur kleine Wandstärke, und zum Andrücken der Dichtkante an die Weile muß zusätzlich eine Feder verwendet werden. Außerdem kann diese bekannte Wellenlippendichtung nur begrenzt bei Wellenschlag in radialer Richtung nachgeben, da der aus Polytetrafluoräthylen bestehende Dichtungsabschnitt sonst an der Einspannstelle zu stark auf Knickung beansprucht wird. Außerdem wird bei dieser Wellenlippendichtung der Dichtkantenbereich beim Einsetzen der Welle erheblich radial aufgeweitet, was bei Verwendung eines Dichtungswulstes zu sehr großen Ringspannungen führen würde.

Bei der erfindungsgemäßen Wellenlippendichtung wird durch die zylindrische Begrenzungsfläche der Dichtkante das Ausformen der Dichtung aus der geteilten Form ohne Gefahr einer Verletzung der Dichtkante erreicht Dabei stellt sich aber das Problem, bei nicht zu großer Aufweitung des Dichtkantenbereiches eine ausreichende Verdrehung des rechteckigen Dichtungswulstes zu erreicher.. Dies wäre zwar durch die Wahl eines kurzen Biegeabschnittes möglich, wodurch jedoch die bei Wellenschlag nötige radiale Nachgiebigkeit der Dichtung leidet Zur Behebung dieses Mangels ist der Biegeabschnitt erfindungsgemäß unterteilt und in der Übergangsstelle zwischen den Teilen verstärkt Der zunächst radial verlaufende, relativ kurze Teil des Biegeabschnittes läßt die Verdrehung des rechteckigen Dichtungwulstes bei geringer Aufweitung zu, und der axiale Teil des Biegeabschnittes ermöglicht eine ausreichende radiale Beweglichkeit des Dichtkantenbereiches bei Wellenschlag.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausffihrungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert In dieser zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Wellenlippendichtung;

Fig.2 einen axialen Schnitt durch die obere Hälfte der Wellenlippendichtung nach Fig. 1; und

F i g. 3 einen axialen Schnitt durch die Wellenlippen· dichtung nach F i g. 1 bei eingesetzter Welle,

Die in der Zeichnung dargestellte Wellenlippendichtung hat ein ringförmiges äußeres Gehäuse 10 aus Stahl. Ein Ende 11 des Gehäuses 10 ist radial nach innen gebördelt, so daß ein kleiner radial nach innen verlaufender Flansch 13 erhalten wird. Am gegenüberliegenden Ende ist das Gehäuse 10 mit einem größeren, ebenfalls radial nach innen verlaufenden Flansch 12

versehen.

Ein zwischen diesen Flanschen verlaufender axialer Abschnitt des Gehäuses 10 ist in der Zeichnung mit 15 bezeichnet

Die Wellenlippendichtung weist ferner eine eigentli- -~, ehe Dichtung 20 auf, die aus einem der üblicherweise für öldichtungen verwendeten Materialien gespritzt ist Dies sind insbesondere die Nitrilgummis, die Butadiene und die Acrylnitrile. Die Dichtung 20 wird beim Spritzen mit dem Gehäuse 10 verbunden oder mit letzterem ι ο verklebt

Die Dichtung 20 hat einen manschettenförmigen axialen Biegeabschnitt 22, dessen Achse im unbelasteten Zustand mit der Achse der Dichtung 20 zusammenfällt Dieser axiale Biegeabschnitt 22 dient dazu, Exzentrizitä- ι ~. ten der Welle, auf weiche die Dichtung 20 aufgesetzt ist auszugleichen. An den axialen Biegeabschnitt 22 ist ein radialer Flansch 24 angeformt, welcher ebenso wie ein außen liegender Endabschnitt 26 des Biegeabschnittes 22 mit dem Gehäuse 10 verklebt ist, so daß Dichtung 20 >o und Gehäuse 10 als eine Einheit handhabbar sind.

Am innen Hegenden Ende des axialen Biegeabschniüs 22 ist ein radial nach innen verlaufender, scheiLenförmiger Biegeabschnitt 28 angeformt welcher sich in unbelastetem Zustand der Dichtung 20 unter rechtem Winkel zu dem axialen Biegeabschnitt 22 erstreckt, also parallel zu dem radialen Flansch 24 verläuft. Der radiale Biegeabschnitt 28 hat an seinem radial innen liegenden Ende einen Dichtungswulst 30 mit im wesentlichen quadratischem Querschnitt, welcher dicker ist als der so radiale Biegeabschnitt 28. Der Dichtungswulst 30 verstärkt die Säulenwirkung des radialen Biegeabschnittes 28 und sorgt damit dafür, daß bei einem Springen oder Schlagen der Welle auftretende Flatterbewegungen nicht auf die Dichtung 20 übertragen werden. An den Dichtungswulst 30 ist eine Dichtlippe 32 angeformt weiche ebenfalls quadratischen Querschnitt hat und in axialer Richtung über den Dichtungswulst 30 übersteht, wenn die Dichtung 20 unbelastet ist

Da bei dieser Ausbildung von Dichtungswulst 30 und w Dichtlippe 32- keine Hinterschneidungen vorliegen, braucht die Trennlinie der zum Spritzen der Dichtung verwendeten Form nicht bei der Dichtlippe 32 zu liegen. Sie liegt vielmehr bei einer gegenüberliegenden Ecke 34 des Dichtungswulstes 30. Auf diese Weise erhält man an i^r> der Dichtlippe 32 eine messerscharfe Dichtkante 33.

Der Dichtungswulst 30 wird beim Aufsetzen der

Dichtung 20 auf die Welle in radialer Richtung aufgeweitet und sorgt so für eine Radialbelastung der Dichtlippe 32. Durch entsprechende Querschnittsbtmessung des Dichtungswulstes 30 unter Berücksichtigung der Größe und Dicke der restlichen Teile der Dichtung 20 kann jeweils eine gewünschte Radialbelastung sichergestellt werden.

Zwischen dem radialen Biegeabschnitt 28 und dem axialen Biegeabschnitt 22 ist ein Verstärkungswulst 23 vorgesehen, welcher die Säulenwirkung des radialen Biegeabschnittes 28 verkürzt und sicherstellt daß eine Biegeverformung der Dichtung 20 entweder über ihm oder unter ihm auftritt

F i g. 3 zeigt die oben beschriebene Wellenlippendichtung in eingebautem Zustand. Das Gehäuse 10 ist im Preßsitz in eine Bohrung 36 eines Wellengehäuses eingesetzt Die Dichtung 20 liegt an der Außenseite einer umlaufenden Welle 38 an.

Vergleicht man die F i g. 2 und 3, so sieht man, daß der Durchmesser der Welle 38 erheblich größer ist als der Durchmesser des Dichtungwulstes ?f im unbelasteten Zustand. Wird die Dichtung 20 au.' die Welle 38 aufgesetzt so wird der Dichtungswulst 30 somit in radialer Richtung aufgeweitet wobei zugleich der radiale Biegeabschnitt 28 kegelstumpfförmig aufgebogen wird Zugleich mit dem Aufweiten wird also der von dem radialen Biegeabschnitt 28 getragene Dichtungswulst 30 verkippt, und damit wird auch die Dichtlippe 32 so verdreht daß ihre vorher radial verlaufende Stirnfläche nunmehr schräg geneigt zur Umfangsfläche der Welle 38 verläuft Die Dichtkante 33 liegt nunmehr an der Welle 38 an, ebenso ein Teil der Fläche der Dichtlippe 32. Auch wenn sich die Dichtlippe 32 im Laufe der Zeit abnützt, ist doch weiterhin eine nur kleine Berührfläche zwischen dem Dichtwulst 30 und der Oberfläche der Welle 38 sichergestellt Auf diese Weise wird ein Wärmestau im Dichtbereich vermieden, und man erhält so eine lange Lebensdauer für die Dichtung 20.

Im Betrieb kann sich der radial innerhalb des Verstärkungswulstes 35 befindliche radiale Biegeabschn.it 28 infolge seiner nun gebogenen Gestalt ebenso wie der axiale Biegeabschnitt 22 frei in radialer Richtung bewegen, und damit wird erreicht, daß die Dichtlippe 32 bei Wellenschlag und exzentrischer Anordnung der Welle 38 nachfolgen kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   WeUenlippendichtung aus elastischem Material mit einem im Dichtkantenbereich angeordneten, Lm Querschnitt rechteckigen, die Anpressung der Dichtkante verstärkenden Dichtungswulst, der über einen Biegeabschnitt mit dem Dichtungsgehäune verbunden ist, wobei eine Kante des Dichtungswulstes die Dichtkante bildet und die Dichtkante iim spannungslosen Zustand einen kleineren Durchmesser als den Wellendurchmesser aufweist und wobei die Dichtkante in der Herstellungsform endgültig ausgeformt ist und die Formteilungsnaht in einer anderen Kante des Dichtungswulstes liegt, dadurch gekennzeichnet, daß in spannungslosem, nicht aufgeweitetem Zustand der Dichtung (2I)) die eine der die Dichtkante (33) bildenden Flächen radial und die andere zylindrisch verläuft, wobei die Formteilungsnaht am von der Dichtkante (33) abliegenden Ende der zylindrischen Fläche liegt, und daß der Biegeabschnitt (22,28) vom Dichtungswubt (30,32) zunächst radial (28) und dann axial (22) zum Dichtungsgehäuse (10) hin verläuft und im Bereich der Abwinkelung des Biegeabschnittes (22, 28) ein umlaufender Verstärkungswulst (35) angeordnet ist