DE2064542A1 - Dichtring - Google Patents

Description

OR.-INQ. DIPL.-INQ. M. SC. DIPL.-PHV₀. DR. OIPU.-PHV3.

HÖGER - STELLRECHT-GRiESSBACH - HAECKER

PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

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14. Dez. 1970

Firma

Lechler Elring

Dichtungswerke KG.

Dettingen/Enz

Dichtring

Die Erfindung betrifft einen Dichtring für Achsen, Wellen und oszillierende stangen, mit einem ringförmigen Träger, der insbesondere ein Gehäuse bildet, und einer zwei Räume unterschiedlichen Drucks voneinander trennenden elastischen Manschette, die längs einer umlaufenden Dichtkante an der Achse od.dgl. anliegt und eine die Dichtkante tragende Partie aufweist, die parallel oder schräg zur Längsachse der Welle od.dgl. verläuft.

Bei bekannten derartigen Dichtringen führt eine Erhöhung des Drucks im abzudichtenden Raum zu einer Erhöhung der Pressung an der Dichtkante. Diese Erhöhung der Anpreßkraft ist in der Regel mindestens z.T. unerwünscht, da sie zu einer nachteiligen Erwärmung und zu relativ raschem Verschleiß der Dichtkante führt.

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Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, bei Diehtringen der eingangs erwähnten Art diese nachteiligen Erscheinungen zu beseitigen, die beispielsweise schon dann auftreten können, wenn sich der Betriebsdruck eines Schmiermittels im abzudichtenden Raum einstellt. Gemäß der Erfindung sollen nun Dichtringe der vorstehend erwähnten Art so ausgebildet werden, daß in der Nähe der Dichtkante für die diese tragende Manschettenpartie eine Abstützung vorgesehen ist, die derart angeordnet und ausgebildet ist, daß diejenigen Teile dieser Manschettenpartie, die auf der von der Dichtkante abgekehrten Seite der Abstützung liegen, bei Druckerhöhung -im Raum höheren Drucks eine die Dichtkante entlastende Ausweichbewegung durchführen können. Es ist also nicht Aufgabe der erfindungsgemäß vorzusehenden Abstützung, die zu einer erhöhten Pressung an der Dichtkante führenden Kräfte aufzufangen, was bei elastisch verformbaren Manschetten praktisch nicht möglich ist, wenn sich die Dichtkante nachgiebig um die abzudichtende Welle legen soll, sondern die Abstützung soll mindestens eine von zwei Arten von Ausweichbewegungen ermöglichen: Entweder werden infolge der Druckerhöhung diejenigen Teile der Manschettenpartie, die auf der von der Dichtkante abgekehrten Seite der Abstützung liegen, in Richtung auf die Welle gedrückt, so daß die auf der anderen Seite der Abstützung liegende Dichtkante sozusagen angehoben, d.h. in der Praxis entlastet wird, oder bewegt sich die Dichtkante infolge des Herabdrückens der jenseits der Abstützung liegenden Teile der Manschettenpartie über die Abstützung hinweg schräg nach oben, was sich ebenfalls im Sinne einer Verminderung der Pressung an der Dichtkante auswirkt. Beide Effekte können sich natürlich bei entsprechender Ausbildung der Abstützung und der Manschette auch überlagern.

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Die Abstützung könnte die Form eines separaten Teils haben, beispielsweise die Form eines vom Gehäuse getrennten

. aus ,Metall ,oder, anderen Werkstoffen. Ring ,/der an der Manschette anvulkanisiert, angeklebt oder in anderer geeigneter Weise befestigt ist. Fertigungstechnisch einfacher ist es jedoch, wenn die Abstützung Teil des Gehäuses ist, das im Querschnitt ein ungefähr U-förmiges Profil aufweist, auf dessen einem Schenkel sich die die Dichtkante tragende Manschettenpartie abstützt, und daß dieser Schenkel eine die Ausweichbewegung ermöglichende Mulde aufweist. Bei einer derartigen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Dichtrings, bei der das Gehäuse im Querschnitt die Form eines liegenden U aufweist, wird die Manschette nicht an dem die wellenseitige Manschettenpartie abstützenden Schenkel, sondern nur an den anderen Gehäuseteilen befestigt, während sie auf dem zuerst erwähnten Schenkel nur aufliegt, so daß die Vorderkante dieses Schenkels die Abstützung für diie^ichtkante tragende Manschettenpartie bildet, die um diese Auflage kippen und/oder über diese Auflage hinweg unter der Wirkung einer Druckerhöhung im abzudichtenden Raum so gleiten kann, daß die Dichtkante etwas von der Welle weggezogen und somit entlastet wird. Gerade für den zuletzt erwähnten Effekt ist es vorteilhaft, wenn der die Manschette abstützende Schenkel und damit die die Dichtkante tragende Manschettenpartie schräg zur Längsachse der Welle od. dgl. verläuft.

Ist das Gehäuse als durchgehend geschlossener Ring ausgebildet, so sollten in der Mulde öffnungen vorgesehen sein, damit ein zwischen Manschette und die Mulde bildendem Schenkel ein-geschlossenes Medium beim Ausweichen der erwähnten Manschettenpartie ebenfalls entweichen kann.

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In manchen Fällen kann es notwendig sein, eine Verschiebung der Dichtkante in Wellenlängsrichtung zu verhindern. Dann wird vorgeschlagen, die Manschette der Dichtkante benachbart mit einem sich seitlich gegen die Abstützung anlegenden Stoß zu versehen, so daß dieser Stoß im Zusammenwirken mit der Abstützung eine axiale Verschiebung der die Dichtkante tragenden Manschettenpartie verhindert.

Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, die der Erläuterung zweier bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung dient; es zeigen:

Fig, 1 einen erfindungsgemäßen Wellendichtung, teilweise im Schnitt, und

Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung eines abgewandelten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Dichtrings.

Die Fig. 1 zeigt eine Bohrung 10 in einem Maschinengehäuse 12, und parallel zu dieser Bohrung verläuft eine Welle lH. Diese wird umgeben von einem als Ganzes mit l6 bezeichneten Wellendiehtring, der ein metallisches Gehäuse 18 und eine elastische Manschette 20 aufweist.

Als Manschettenmaterial kommen nicht nur die üblichen Elastomere infrage, sondern als besonders zweckmäßig hat sich auch Polytetrafluorethylen erwiesen.

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links der Manschette 20 soll der abzudichtende Raum 22 liegen, der beispielsweise mit öl gefüllt ist. Das Gehäuse 18 ist einstückig und umfaßt einen Außenring 18a, einen demgegenüber um 90 Grad abgewinkelten Halteflansch l8b und einen schräg in Richtung auf die Welle 14 verlaufenden Stützflansch l8c. Die Manschette 20 hat grob ungefähr L-förmige Gestalt, einen Befestigungsflansch 20a und einen Dichtflansch 20b, welcher eine auf der Welle 14 aufliegende Dichtkante 20c trägt, die unter der Wirkung einer Ringfeder 2*1 und einer elastischen Vorspannung abdichtend gegen die Wellenoberfläche gepreßt wird. Die Manschette 20 ist lediglich zwischen den Punkten 26 längs des Befestigungsflansches 20a mit dem Gehäuse 18 verbunden, beispielsweise durch Vulkanisieren, Kleben oder Klemmen. Hingegen kann sich der Dichtflansch 20b frei bewegen, soweit dies die elastische Vorspannung und die Ringfeder 24 sowie der Stützflansch 18c des Gehäuses 18 zulassen.

Der letztere ist mit einer Mulde 28 versehen, in deren Bereich Druckausgleichsöffnungen 30 gebildet wurden, und am vorderen Ende des Stützflansches ist eine Auflage 32 für die Manschette geschaffen worden.

Erhöht sich nun der Druck im abzudichtenden Raum 22, beispielsweise infolge einer Temperaturerhöhung, einer Drehzahlerhöhung oder ähnlicher Ursachen, so würde der Dichtflansch 20b der Manschette 20 bei Fehlen des Stützflansches 18c unter der Wirkung des sich erhöhenden Druckes fester gegen die Welle lH gepreßt, d.h. die Pressung an der Dichtkante 20c würde erhöht, was zu einer unerwünschten Erwärmung an der Dichtkante und einem erhöhten Verschleiß führen würde. Dies wäre auch dann

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noch der Fall, wenn der Stützflansch l8c vorhanden, jedoch ohne die Mulde 28 ausgebildet wäre, weil dann die Druckerhöhung zu einem festeren Anpressen derjenigen Teile der Manschette führen würde, die gemäß Pig. 1 links der Manschettenauflage liegen.

Bei dem erfindungsgemäßen Wellendientring kann jedoch eine unerwünschte Erhöhung der Pressung an der Dichtkante 20c verhindert werden, weil der Dichtflansch 20b unter der Wirkung der Druckerhöhung im abzudichtenden Raum 22 in die Mulde 28 gedrückt wird, so daß der Dichtflansch 20b gewissermaßen um die Manschettenauflage 32 kippt, und so die Dichtkante in zweierlei Hinsicht entlastet wird: Zum einen kann der Dichtflansch 20b als doppelarmiger Hebel betrachtet werden, der bei Druckerhöhung im Uhrzeigersinn um die Manschettenauflage 32 kippt; zum andern führt die Auswölbung des Dichtflansches 20b in die Mulde 28 hinein zu einer Verschiebung der Dichtkante 20c gemäß Fig. 1 schräg nach rechts oben und damit ebenfalls zu einer Verminderung der Pressung.

Bei dem erfindungsgemäßen Wellendichtung wird also die Abdichtung gesichert, ohne daß unzulässige Verhältnisse entstehen. Durch eine entsprechende Ausbildung und Anordnung der Manschettenauflage 32, der Mulde 28 sowie durch eine entsprechende Wahl des elastischen Verhaltens des Manschettenwerkstoffs und der Manschettengestalt läßt sich die Dichtkantenpressung den gegebenen Betriebsverhältnissen anpassen und lassen sich auf diese Weise optimale Dicht- und Laufeigenschaften erreichen.

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Das in Pig. 2 gezeigte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von demjenigen gemäß Fig. 1 lediglich durch eine Schulter oder einen Stoß 40 am Dichtflansch 20b, so daß diese Ausführungsform nicht im einzelnen beschrieben werden muß und für einander entsprechende Teile in den Fig. 1 und 2 dieselben Bezugszeichen gewählt wurden. Der Stoß 40 verhindert eine axiale Verschiebung der Dichtkante 20c gemäß Fig. 2 nach rechts bei einer Erhöhung des Drucks im abzudichtenden Raum 22, so daß die/Dichtki.nte bei einer Druckerhöhung lediglich durch den Kippvorgang um die Manschettenauflage 32 bewirkt wird.

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Claims (1)

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   Patentansprüche

   Dichtring für Achsen, Wellen und oszillierende Stangen, mit einem ringförmigen Träger, der insbesondere ein Gehäuse bildet, und einer zwei Räume unterschiedlichen Drucks voneinander trennenden elastischen Manschette, die längs einer umlaufenden Dichtkante an der Achse od. dgl. anliegt und eine die Dichtkante tragende Partie aufweist, die parallel oder schräg zur Längsachse der Welle od.dgl. verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nähe der Dichtkante (20c) für die diese tragende Manschettenpartie (20b) eine Abstützung (32) vorgesehen ist, die derart angeordnet und ausgebildet ist, daß diejenigen Teile dieser Manschettenpartie, die auf der von der Dichtkante abgekehrten Seite der Abstützung liegen, bei Druckerhöhung im Raum (22) höheren Drucks eine die Dichtkante entlastende Ausweichbewegung durchführen können.

   2. Dichtring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützung (32) Teil des Gehäuses (18) ist, das im Querschnitt ein ungefähr U-förmiges Profil aufweist, auf dessen einem Schenkel (l8c) sich die die Dichtkante tragende Manschettenpartie abstützt, und daß dieser Schenkel eine die Ausweichbewegung ermöglichende Mulde (28) aufweist.

   3. Dichtring nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der die Manschette abstützende Schenkel (l8e) schräg zur Längsachse der Welle <l4) od.dgl.verläuft.

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   l\. Dichtring nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mulde öffnungen (30) vorgesehen sind.

   5. Dichtring nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Manschette der Dichtkante benach-bart einen sich seitlich gegen die Abstützung anlegenden Stoß (40) aufweist.

   6, Dichtring nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Manschette einen ungefähr L-förmigen Querschnitt aufweist und lediglich mit dem einen Schenkel (20a) des L am Gehäuse (18b) befestigt ist.

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