DE2205533A1

DE2205533A1 - Dichtung mit Lastausgleichsring

Info

Publication number: DE2205533A1
Application number: DE19722205533
Authority: DE
Inventors: Harold Lawrence Dunlap 111 Reinsma (V St A )
Original assignee: Caterpillar Tractor Co
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 1971-02-17
Filing date: 1972-02-05
Publication date: 1972-09-21
Also published as: BR7200875D0; BE778231A; DE2205533C2; GB1349606A; IT948592B; FR2125872A5; CA987365A; JPS542455B1; JPS5416062A; JPS5643187B2

Description

Caterpillar Tractor Go«

111», Peoria, USA

Dichtung mit Lastausgleichsring

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dichtung für eine Gelenkverbindung, insbesondere für eine Verbindung in einem Spurkettengelenk, das Schwingungsbewe^ungen unter Temperaturbedingungon ausgesetzt ist, die unter anderem auch sehr niedrige l'emperaturen umfassen.

In der US-Po 3.390„922 ist eine Dichtung für einen Bolzen in einer Spurkette beschrieben«. Die Figur 4 dieser Patentschrift zeigt einen allgemein halbmondförmigen Mcntungsring und einen O-fö'rmigen Lastring in einer Kombination, die wich ala wirksam herausgestellt hat, solange die ^eaamte Axialbewegung von Buchse und Dichtung

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auf einen Kleinstwert beschränkt wird» In der Ausfunrungsform nach Jj¹Ig₀ 4 der US-PU 3°390o922 ist der allgemein halbmondförmige Dichtungsring als Belleville-Ring verformt, um die gewünschte Flächenbelastung herzustellen· Der O-Ring dient hauptsächlich als elastischer Mllkörper für den Raum außerhalb der Dichtung, um zu verhindern, daß dieser Bereich mit Schmutz verstopft wird, wodurch die Dichtung unbeweglich werden könnte« Der O-Ring hat auch hilfsweise die Aufgabe einer sekundären statischen Dichtung,,

Eine Dichtung entsprechend der Fig„ 4 der US-PS 5.39O«922 ist also solange wirksam, wie die gesamte Axialbewegung von Bucnee und Dichtung sehr klein gehalten wird» Bei schwerem Einsatz neigen die Verbindungsglieder jedoch dazu, sich auf den Bolzen, auf denen sie mit Preßsitz angeordnet sind, zu lockern und sich aus der Berührung mit der inneren Drucksteuerfläche fortzubewegen. Dadurch wird der Endspielraum in dem Gelenk vergrößert und die Buchse kann sich seitlich auf dem Bolzen bewegen, wenn sie mit Schub belastet wirdo ^s ist festgestellt worden, daß bei Verstärkung dieser seitlichen Y/anderbewegung der allgemein halbmondförmige Dichtungsring nach JFige 4 der US-PS nicht in der Lage ist, schnell genug zu folgen, um die Berührung mit der Buchse aufrechtzuerhalten und damit für eine wirksame Dichtung zu sorgen.» Diese Schwierigkeit tritt verstärkt auf, wenn das Spurkettengelenk bei niedrigen Temperaturen eingesetzt wird» Der allgemein halbmondförmige Dichtungsring der bekannten /iuai'ührungs—

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form muß mit einer guten Abriebfestigkeit ausgebildet sein und kann daher nicht'die guten Ifedereigenschaften haben, die an sich unter den Bedingungen einer seitlichen Bewegung der oben beschriebenen Weise besonders bei niedrigen Temperaturen erforderlich sindo Wenn der Dichtungsring die Berührung mit der Buchse nicht aufrechterhält, tritt eine Leckstelle auf, die schließlich zu einem Ausfall der Dichtung und des Gelenks führen kann»

Die Erfindung bezweckt hauptsächlich, eine Dichtung zu schaffen, welche die hier erwähnten Schwierigkeiten bekannter Dichtungen vermeidet₀

Erfindungsgemäß wird ein Dichtungsring aus einem zähen, abriebfesten Material hergestellte Der Dichtungsring hat einen antreibenden Flansch, der in drehfester Antriebsberührung mit der öeiten- und der Endwand der Gegenbohrung steht· Der Dichtungsring hat einen Dichtungsflansch, der in Drehringberührung mit einer Endfläche eines abzudichtendBn Gliedes steht«, Der Dichtungsring, hat ferner einen dünnwandigen Abschnitt, der die flanschen verbindet und eine schmiegsame Gelenkverbindung bildete Ein Belastungsring aus elastomerem Material mit polygonaler Querschnittslorm wird in der Mngrinne des Dichtungsringes angeordnet und ist zwischen dem Antriebsflansch und dem Dichtungsflarisch axial zusammengedrückt.

Der Jielastungsring paßt so in den Dichtungsring hinein, daß er den AnOriebsflansch in eine Überinaß-Pasaung mit

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den Wänden der G-egenbohrung zusammendrückt, so daß das Antriebsdrehmoment durch den Dichtungsring mehr als durch den Belastungsring übertragen wirdo Während der Dichtungsring aus einem zähen, abriebfesten Material hergestellt ist, besteht der Belastungsring aus einem elastomeren Material mit guten Federeigensohaften bei niedrigen Temperatureno Die Kombination dieser Materialien und Formen von Dichtungsring und Belastungsring ist derart, daß der Dichtungsring hauptsächlich aufgrund seiner guten Abrieb—, Torsions- und Dichtungseigenschaften ohne Rücksicht auf die Federeigenschaften und der Belastungsring hauptsächlich mit Bezug auf gute Federeigenschaften bei sich ändernden Temperaturen ohne Rücksicht auf Abrieb, Torsion oder Dichtung gewählt werden kann.

Obwohl die erfindungsgemäße Dichtung oberflächlich etwas Ähnlichkeit mit der erwähnten bekannten Dichtung zeigt, ist jedoch die eigentliche Ausfüxirungsform und Wirkungsweise grundsätzlich von der bekannten Dichtung verschieden,,

Mit der Erfindung wird eine Dichtung geschaffen, die aus einem Dichtungsring und einem lielastungsring zusammengesetzt ist, die sich beide durch ihre besondere Form und besonderes Herstellungsmaterial auszeichnen, so daß der Dichtungsring nur eine antreibende und dichtende Funktion hat, während der Belastungsring hauptsächlich eine gute Federeigenschaft, besonders bei niedrigen Temperaturen zeigte

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Die Ausbildung des Dichtungsringes mit einer polygonalen Querschnittsform mit abgeschrägten Flächen sorgt dafür, daß eine radial naoh innen gerichtete Kraft erzeugt wird, wenn der Ring axial zusammengedrückt wird, so daß einer Neigung des Diohtungsflansch.es des Dichtungsringes entgegengewirkt wird, sioh radial nach außen auszudehnen, während er aufgrund der relativen aeitliohen Bewegung innerhalb der Gelenkbestandteile zusammengedrückt wird» Aufgrund dieser Eigenschaft wird eine Diohtungsberührung auf einer im wesentlichen gleichen radialen Stelle während einer dynamischen Betätigung eines Gelenks aufrechterhalten.

Weitere Vorzüge und Merkaale der Erfindung ergeben sioh aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung, in denen Ausführungsbeispiele erläutert und dargestellt sind*

üis zeigen:

Fig. 1 einen Teil einer Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Spurkettenglied, bei welchem Teile weggebrochen sind, um Einzelheiten der erfindungsgemäßen Dichtung zu veranschaulichen,

Figo 2 eine vergrößerte Ansicht einer Dichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Querschnitt entlang der Linie III - III der Fig. 2,

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Figo 4 eine Fig» 3 ähnliche Teildarstellung, dif

veranschaulicht, wie die abgeschrägte Diohtungsflache einen Ölkeil erzeugt, um Schmiermittel dem Dichtungsband zuzuführen, und

figο 5 einen Querschnitt ähnlich Figo 3 durch eine abgewandelte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dichtung,

Eine erfindungsgemäße Dichtung kann in einer Anzahl von Verbindungen verwendet werden, zum Beispiel in einer Spurkettendichtung, in einer Hülsenverbindungs-Dichtung, in Steuergelenken, Gelenkverbindungen, Spannkreuzverbindungen usw.

Vorzugsweise wird eine erfindungsgemäße Dichtung in Spurkettengelenken verwendet und wird deshalb mit Bezug auf einen solchen Anwendungszwaäc in den Fig. 1-4 erläuterte

In Fig. 1 ist ein Teil einer endlosen Spurkette 11 ohne die dazugehörigen Spurkettensohuhe für eine Ketteneinrichtung einer mit Spurketten ausgerüsteten Zugmaschine dargestellt. Die Spurkette 11 weist äußere Glieder 13 und innere Glieder 14 auf_e Die nicht dargestellten Spurkettenschuhe sind mit den Gliedern 13 und 15 durch Bolzen verbunden, die sioh durch Bolzenbohrungen 17 und 19 hindurcherstrecken»

Die überlappenden Enden der Glieder 13 und 15 sind in einem Zapfengelenk verbunden und sind gegenüber dem Ge-

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lenkzapfen 21 drehbare Eine Buchse 25 ist mit den inneren Gliedern 15 gewöhnlich durch eine Preßsitzverbindung zwischen der Buchse und einer Bohrung 27 in jedem Ende eines inneren Gliedes 15 verbunden«,

Während der relativen Drehung der Glieder 15» die auftritt, wenn die Spurkette über das Kettenrad läuft, dreht sich der Zapfen 21 innerhalb der inneren Bohrung 29 der Buchse 25ο Fahrend einer solchen Relativdrehung der Glieder 13 und 15 dreht sich die Endfläche 31 der Buchse mit Bezug auf eine Endwand 33 einer Gegenbohrung 35» die in dem Glied 13 vorgesehennisto

Eine erfindungsgemäße Dichtung 41 ist in der Gegenbohrung 35 angeordnet, um das Auslecken von Schmiermittel aus der inneren Bohrung 29 der Buchse und das Eintreten von Fremdstoffen in die innere Bohrung 29 der Buchse zu vermeiden₀

Wie Figo 1 zeigt, kann ein Druckring 37 verwendet werden, um für den Abstand zwischen den sich überlappenden Enden .der Glieder 13 und 15 zu sorgen_o Stattdessen kann die Buchse auch spanabhebend so bearbeitet werden, daß sie einteilig mit dem Druckring ausgebildet isto

Die in U¹Xg₀ 1 gezeigte Spurketteneinrichtung hat verhältnismäßig wenig seitliche Verschiebung der Glieder 13 und 15 gegeneinander nach dem ursprünglichen Zusammenbaue Die Umstände, unter denen die Spurketteneinrichtung benutzt wird, können jedoch setir i3chnell dazu führen, daß

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in der Ketteneinrichtung eine erhebliche seitliche Verschiebung auftreten kann₀ Es ist durchaus damit zu rechnen, daß eine Lücke von etwa 1/16" (etwa 1,6 mm) sich entwickelt, hauptsächlich wegen des Schlupfes in der Preßsitzverbindung bei 23 und 27 ο Die Lücke kann sich von einer Seite der Spurkette auf die andere sehr schnell, innerhalb eines kleinen Bruchteiles einer Sekunde, verschiebeno

Die Dichtung 41 muß, um wirksam zu sein, solche schnellen seitlichen Verschiebungen, vielfach bei sehr geringen Temperaturen, aufnehmen können_o

.Erfindungsgemäß enthält die Dichtung 41 einen !Dichtungsring 43 und einen Belastungsring 45ο

Der Dichtungsring 43, siehe insbesondere Figo 3, hat im Querschnitt eine Halbmondform₀ Der Dichtungsring 43 weist einen Antriebsflansch 47 und einen Dichtungsflansch aufο Die beiden Flanschen sind durch einen dünnwandigen Abschnitt 51 verbunden, der zwischen diesen Flanschen einen schmiegsamen G-elenkabschnitt, bildete

Die Form des Dichtungsringes 43 und des Belastungsringes 45 im freien Zustand, das heißt vor dem Zusammenbau in der Gelenkeinrichtung, ist durch punktierte Linien in Figo 3 angedeutete

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Der dünnwandige Abschnitt 51 hat eine möglichst geringe Stärke» um für ein Höchstmaß an Schmiegsamlceit zu sorgen«

«Vegen dieser Schmiegsamkeit muß nahezu die gesamte Dichtungsflächenbelastung vom Belastungsring 45 abgeleitet werden.»

Da der Belastungsring 45 gegenüber dem Schmiermittel in der Bohrung 29 der Buchse geschützt ist, kann er aus einem elastomeren Material hergestellt werden, das ausgezeichnete Federeigenschaften selbst bei niedrigen Temperaturen hat. Der Belastungsring 45 hält damit den Dichtungsring in inniger Berührung, wie noch weiter unten erläutert wird, mit der Endfläche 31 der Buchse innerhalb eines weiten Temperatur- und Bewegungsbereiches, bezogen auf seitliche Bewegunge Der Belastungsring gleicht auch selbsttätig die Abnutzung aus, die an der Dichtungsflache des Dichtungsringes oder der Dichtungsfläche des Buchsenendes aufgetreten sein kann·

Ein geeignetes Material für den Belastungsring 45 ist ein Naturgummi β Ein Gemisch aus 50% Naturgummi und 50°/o PoIy-Dutadien-trummi hat sich ebenfalls als geeignetes Material fUr den Belastungsring 45 erwiesene

Pur den Dichtungsring ist als geeignetes Material ein Polyurethan-Elastomer festgestellt worden, das die folgende Zusammensetzung aufweist: Ein Reaktionsprodukt eines Polyäther-ölykols, wie etwa Poly- (l_o4-0xybutylen-)~(rlykol

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mit einem Überschuß eines Diisooyanat, wie etwa 2»4- oder 2 „6—Toluol-Diisocyanat zur Bildung eines Prepolymeren mit einem Molekulargewicht von 1500 - 300O₀ Dieses Prepolymere wird mit einem reaktiven Diamin, wie Methylen- bis Orthoohloranilin gehärtet»

Der Flansoh 49 des Dichtungsringes hat eine Dichtungs— fläche 61«, Diese Dichtungsfläche 61 wird am Dichtungsring in dessen freiem Zustand angeschnitten» Wenn die Dichtung zusammengebaut ist, wird ein kleiner ringförmiger Teil der Dichtungsfläche 61 in Berührung mit der Fläche 31 der Buchse zur Bildung eines Dichtungsbandes 63 gedrückt»'

Der Dichtungsflächenwinkel A, der Winkel zwischen der Fläche 61 und der Senkrechten in Figo 3» wird sorgfältig gewählt, so daß unter der maximalen Zusammendrückung ein positiver Winkel für einen Zwischenraum-ülkeil zwischen der Fläche 61 und der Fläche 31 der Buchse besteht»

Dieser Ölkeil ist in Fig. 4 dargestellte Der ölkeil ist wichtig, um dem Dichtungsband 63 ein Schmiermittel zuzuführen»

Die Kombination des Winkels A und der Flächenbelastung, die durch den Belastungsring 45 ausgeübt wird, sucht auch die Breite des Dichtungsbandes 63 zu steuern» Ein Dichtungsband, das zu schmal ist, würde bei geringen Exzentrizitäten der Dichtung oder der Buchse lecken» tiin zu breites

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Dichtungsband würde den äußeren Durchmesserteil der Dichtungsfläche zu gering machen und eine zu schnelle Abnutzung der Dichtung verursachen«. Eine Dichtungsbandbreite zwischen 0,01 und 0,08" (0,25 - 2,0 mm) ist für eine Spurkettendichtung brauchbare Eine Dichtungsbandbreite von etwa 0,035" (0,89 mm) wird als besonders günstig angesehen» Eine Dichtungsflächenbelastung zwischen etwa 40 und 1000 Pfund (etwa 18,14 bis etwa 453,6 kg) erscheint zulässig, wobei 300 Pfund (etwa 136,1 kg) als gänstig erscheint ο

Der Anschrägungswinkel der Dichtungsfläche 61 mit dem das Schmiermittel zuführenden Ölkeil sorgt nicht nur für eine lange Lebensdauer der Dichtung, sondern auch dafür, daß, wenn die Dichtungsfläche sich abnutzt und das Dichtungsband sich nach innen zu bewegen sucht, ständig eine neue Diohtungsflache gebildet wirde Dies tritt sowohl an der Dichtungsfläche des Dichtungsringes als auch an der Buchse auf und trägt dazu bei, daß die Dichtung, besonders bei Auftreten von schleifenden Materialien, länger brauchbar bleibte

Diese Eigenschaften, die für eine längere Lebensdauer der Dichtung sorgen, sind wesentlich, aber auch schwierig zu erreicheno Ein Spurkettengelenk läuft möglicherweise eingetaucht in ochlamm oder einer schleifende Materialien enthaltenden Aufschlämmung während des größten Teiles ihrer gesamten I&ensdauer von etwa 1000 - 5000 Betriebs« stunden_e Dies kann sich über sechs Monate bis fünf Jahre

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erstrecken«. Während dieser Zeit muß das Gelenk mit allein dem ursprünglichen Schmiermittelvorrat überleben, der etwa von einer mit Öl angefeuchteten Verbindung bis zu einem Volumen von etwa 2^nJ (32,8 cnr ) reichen kann»

Die Erhaltung der kritischen Ölzuführung ist sehr wichtige Wegen der kleinen Gesamtmenge des Ölvorrates kann ein Auslecken des Öles, selbst wenn es nur über eine kurze Zeit eintritt, eine Verbindung vollständig trockenlegen und einen Ausfall verursachen«

Die Fläche 31 der Buchse ist ebenfalls wichtig« Es ist festgestellt worden, daß, falls eine Dichtungsfläche sich daran abnutzt, die Fläche dazu neigt, an der Buchse poliert zu werden, obwohl sehr rauhe Flächen die Dichtungsab— nutzung erhöhen,, Im neuen Zustand jedoch hat die Eigenschaft der Buchsenfläche einen großen Einfluß auf das Ausmaß des Ausleckenso Allgemein bilden Schleifmarken oder Kratzer, die in- Umfangsrichtung laufen, keine Sohwierigkeiteno Sohleifmarken, die in einer Spirale oder in radialer Richtung liegen, können jedoch ein Auslecken des Schmiermittels und ein Eintreten von Schmutz begünstigen» Aus diesen Gründen sind Flächen am günstigsten, die kreisförmig geschliffen oder mittelmäßig beliebig geläppt sind,, Eine Fläche mit i^uerschleifmarken oder radialen Schleif— riefen muß eine ü'ertigbearbeitung aufweisen,, die eine bessere Glättung als 32·10~⁶" tiMo (= 0,813·1(Γ⁵ m Wurzel des quadratischen Mittels), um allgemein annehmbar zu sein.

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Der Außendurchmesser des .Flansches 49 ist kleiner als der Außendurehmesser der Buchse 25 bemessene Es ist wichtig, für ausreichende Größen dieser Abmessungen zu sorgen, so daß in der eingebauten Lage der Außendurchmesser der Dichtungslippe niemals über die Kante der Buchsenfläche 31 hinweggleitet ο Die Wirkungen der Exzentrizität von Dichtung und Gegenbohrung sowie die Toleranzen der Buchsen gegenüber aem Endzwischenraum und die innere Abnutzung müssen berücksichtigt werden,, Palis das Dichtungsband 63 über den Außendurchmesser der Fläche 31 der Buchse hin— weggleiten sollte, könnte das zum Lecken und zum Ausfall der Verbindung führen»

Der Plansch 49 hat eine Innenfläche 65 ο Der Winkel, den diese Innenfläche 65 mit der Senkrechten bildet, einer Ebene,, die parallel zur Buchsenendfläche 31 ist, ist im freien Zustand der beitenneigungswinkel und wird mit B in Figo 3 bezeichnet» Der Seitenneigungswinkel ist so gebildet, daß im Einbauzustand mit der Buchsenfläche 31 ein eingeschlossener Winkel zwischen 45 und 120° gebildet wird β

Dieser eingeschlossene Winkel ist in Fig. 3 der Winkel Vorzugsweise soll der Winkel etwas weniger als 90° bebragen, wodurch der Wirkung von Abriebstoffen am besten Widerstand geleistet wird«, Mr diesen Winkel muß eine günstigste Lösung in der Weise angestrebt werden, daß der sich ergebende Absatzdurchmesaer im eingebauten Zustand gegenüber dem inneren Durchmesser der Gegenbohrung einen

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freien Raum einhält, der gering genug ist, um den Belastungsring 45 am Durchschlüpfen zu hindern, falls er nicht richtig eingesetzt ist. Der Zwischenraum zum inneren Durchmesser der G-egenbohrung muß aber auch groß genug ■ sein, um den Dichtungsring davor zu bewahren, daß er durch stark klebendes Material einzementiert wirdo Das heißt, daß ein gewisser Zwischenraum zwischen der Fläche 65 des Dichtungsringes und der Fläche 35 der Gegenbohrung bestehen muß, dieser Zwischenraum jedoch nicht zu groß sein darfo Der Absatzwinkel B spielt eine Holle bei der Bestimmung des Ausmaßes dieses Zwischenraumes im zusammengebauten Zustand der Dichtung_o

Der Flansch 49 weist eine Rückfläche 67 aufo Der Winkel dieser Rückfläche 67 mit der Senkrechten in FIg₀ 3 im unbelasteten Zustand des Dichtungsringes ist der Rücken— winkel D in Figo 3ο Dieser Rückenwinkel wird vorzugsweise so ausgeführt, daß im eingebauten Zustand der Rückenwinkel negativ wird, siehe Figo 3, und den Belastungsring 45 in seiner Lage zu halten sucht. Das heißt, daß die Fläche 67 im eingebauten Zustand zur anderen üeite der Vertikalen übergeht und den Belastungsring 45 zu verriegeln sucht ο Diese Merkmale verbessern die G-esamtzu— verlässigkeit der Dichtung*

Die Antriebskraft, die erforderlich ist, um für eine Drehung des Dichtungsbandes 63 gegen die Buchsenendfläche 31 zu sorgen, wird von der Gegenbohrung durch den ver-

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breiterten Schwanzabschnitt oder Flansch. 47 des Dichtungsringes 43 übertragene Die' normale Axialkraft, die durch den zusammengedrückten Belastungsring 45 durch die Rückseite des Dichtungsringes übertragen wird, drückt die Bückfläche 71 des Flansches 47 in Reibungsberührung mit der Bodenwand 33 der Gegenbohrung«, Dies wird durch zwei zusätzliche Merkmale ergänzt<> Der Schwanzabschnitt oder Flansch 47 des Dichtungsringes sitzt in der G-egenbohrung mit einer Übermaßpaßung, die durch die punktierten Linien in Figo 3 angedeutet ist₀ Da außerdem der halbmondförmige Dichtungsring seitlich zusammengedrückt ist, sucht der Flansch 47 sich radial auszudehen und tritt dadurch mit dem Außenumfang der G-egenbohrung noch strammer in Berührung und erzeugt damit zusätzliche Antriebskräfteο Diese Ausdehnung ist ähnlich derjenigen der Dichtungsfläohe,"die noch weiter unten beschrieben wirdo Eine stramme Baührung der Rückfläche 71 und der Endfläche 73 des Flansches 47 mit den entsprechenden Flächen der Gegenbohrung sorgt für eine gute statische Dichtung, die natürlich ebenfalls wichtig für eine langlebige Dichtungswirkung mit einem sehr begrenzten und nicht erneuerbaren Ölvorrat ist_o

Die Antriebskraft_; die erforderlich ist, um das Dichtungsband 63 zur Drehung gegen die Buchsenendfläche 31 zu veranlassen, wird durch den dünnwandigen Gelenkabschnitt des Dichtungsringes übertragen,, Der Belastungsring 45 wird von dieser Aufgabe entlastete Eine torsionsartige i>irvi±ndurig des Dichtungsringes 43 v/ird ausgeschaltet da-

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durch, daß das harte, elastomere Polyurethan-Material, aus dem der Dichtungsring 43 hergestellt ist, einen Torsionsmodul hat, der erheblich größer als der des verhältnismäßig weichen Belastungsringes 45 ist_o Jedes Material ist demnach so gewählt, daß es besonders gut die jeweils vorgesehene Funktion erfüllt»

Eine zusätzliche Verbesserung der Dichtung bildet der Belastungsring 45 selbsto Bs ist festgestellt worden, daß eine Sekundär-Brscheinung auftritt, wenn die Dichtung so ausgeführt wird, daß sie wirksam auch bei ständig sich verstärkenden Bewegungen mit der Buchse in Berührung bleibtρ Der Dichtungsring 43 wandert seitlich nach innen und außen, wodurch der Flansch 49 sich radial dehnt und zusammenziehtο Radiale Dehnung und Zusammenziehung zwingt das Dichtungsband 63 abwechselnd auf frisch geschmierten Flächen und dann auf Buchsenendflächen zu laufen, die vorher abgenutzt und schleifendem Schmutz ausgesetzt worden sind ₉ Diese radiale Pumpwirkung verursacht einen Verlust an Schmiermittel und das Einwandern von Fremdkörpern*

Der Belastungsring ist deshalb so mit einer kantigen Polygon-Form im querschnitt ausgebildet, daß er bei Zusammendrückung eine nach innen gerichtete Kraftkomponente auf den Dichtungsring ausübt, um der Ausdehnungsneigung der Dichtungslippe oder des Flansches 49 entgegenzuwirken,, Eine sorgfältige Bemessung des Belastungsringvolumens und des Abschrägungswinkels sorgt für eine Dichtungspackung, die in senkrechter Richtung eine Radial-

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bewegung von O hat, selbst bei maximaler seitlicher oder Druck-Bewegungο Sine Beschränkung der Radialbewegung hilft auch, das Dichtungsband 63 daran zu hindern, über die Buchsenkanten zu gleiten, was nach den oben gegebenen Erläuterungen zu erheblichen Schwierigkeiten führen könnte_o

Die vergrößerte halbmondförmige Dichtung nach Eg, 3 mit dem die Ausdehnung ausgleichenden Belastungsring 45 ist in der Lage, auch bei seitlichen Buchsenbewegungen, die drei bis sechsmal größer als bei der Dichtungskonstruktion nach der Uä-Pd Mr_n 3.39O₀922 sein können, wirksam zu dichten«,

niine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dichtung ist in JjIgo 5 veranschaulichte Die Dichtung 41 nach iig. 5 ist allgemein ähnlich derjenigen nach Figo mit der Ausnahme, daß die radiale Führung durch eine Fläche 81 des Druckringes 37 erreicht wird und nicht durch αen jelastungsring 45 ο

Die Passung zwischen der Fläche 81 des Druckringes und der anstoßenden Fläche 82 des Dichtungsringes 43 ist eine Überiuaß-Pa3sungo Diese Anordnung hat sich als wirksam erwiesen, um schweren Betriebsbedingungen zu genügen, in denen das Öl im Keil, siehe Fig. 4» gefror und ein Gleiten an den Flächen 71 und 73 des Flansches 47 des Dichtungsringes anstatt an dem Dichtungsband 63 verursachte₀

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Wie in der Ausführungsform nach Mg. 3 wird der Hauptteil der Flächenbelastung für das Dichtungsband 63 durch die Zusammendrückung des Belastungsringes 45 entwickelt»

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

Dichtung mit einem ersten und einem zweiten axial auseinanderliegenden Glied, die um eine gemeinsame Achse gegeneinander drehbar sind, wobei das erste Glied eine in einer Fläche ausgebildete Gegenbohrung und das zweite Glied eine der Gegenbohrung gegenüberliegende Endfläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dichtungsring (43) aus einem zähen, abriebfesten Material mit Halbmondform im Querschnitt in der Gegenbohrung (35) angeordnet ist, wobei die Ring— rinne der Halbmondform der Seitenwand der Gegenbohrung zugekehrt ist und der Dichtungsring einen Antriebsflansch (47) hat, der in nicht drehender Antriebsberührung mit der Seiten- und der Endwand der Gegenbohrung am Zusammenlaufen dieser Wände steht, und einen Dichtungsflansch (49)» der in dichtender Drehberührung mit der Endfläche (31) des zweiten Gliedes steht, wobei ein Belastungsring (45) aus einem elastomeren Material mit einem Mehreck-Querschnitt innerhalb der Ringrinne des Dichtungsringes zwischen dem Antriebsflansch und dem Dichtungsflansch axial zusammengepreßt ist.

2ο Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (43) zwischen den Flanschen (47,49) einen dünnwandigen Verbindungsabschnitt (51) aufweist, der eine schmiegsame Gelenkverbindung zwischen den Flanschen bildet, wobei der Antriebsflansch (47) in

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eine Übermaß-Passung mit den Gegenbohrungswänden duroh den Belastungsring (45) gedruckt ist, um eine Übertragung des antreibenden Drehmomentes durch den dünnwandigen Abschnitt anstatt durch den Belastungsring zu verursachen,,

3β Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (43) aus einem Polyureitthan-Kunststoff mit einem hohen Torsionsmodul und verhältnismäßig geringen Federeigenschaften, besonders bei niedrigen Temperaturen, und der Belastungsring (45) aus einer elastomeren Verbindung ist, die gute Federeigensehaften bei niedrigen Temperaturen hat₀

Dichtung nach Anspruch 1, die dynamischen Betriebsbedingungen ausgesetzt ist, bei welchen die Endfläche des zweiten Gliedes sich axial gegenüber derjenigen der Gegenbonrung über Strecken bewegt, die ausreichend groß sind, tun eine merkliche axiale Zusammendrückung und Ausdehnung des Dichtungsringes und des Belastungs— ringes in kleinen Bruchteilen einer oekunde zu verursachen, dadurch gekennzeichnet, daß der Belastungsring (45) eine abgeschrägte Mehreckform hat, die eine radial nach innen gerichtete Kraft bei axialer Zusammendrückung entwickelt und der .Neigung des Dichtungsflansches (49) zur radialen Ausdehnung nach außen während einer solchen Zusaijimendrückung entgegenwirkt, so daß das üand (ö'i) der Diclitungsberührung zwischen dem Dichtungsring und

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dem zweiten Glied (31) auf im wesentlichen dem gleichen radialen Gebiet während solcher dynamischen Betriebszustände gehalten wirdo

5. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsflansch (49) sich ausreichend nahe zur Seitenwand der Gegenbohrung (35) erstreckt, um den Belastungsring (45) daran zu hindern, durch den Zwischenraum der äußeren radialen Kante des Dichtungsflansches und der Seitenwand der Gegenbohrung hindurchzuschlüpfen,

6β Dichtung nacn Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche (67) des Dichtungsflansches (49)ι die dem Belastungsring (45) zugekehrt ist, mit einem negativen v/inkel im eingebauten Zustand der Dichtung geneigt ist, um den Belastungsring in seiner Lage zu halten»

7. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere radiale Kante (65) des Dichtungsflansches (49) im eingebauten Zustand der Dichtung einen Winkel (G) mit der Endfläche (31) im Bereich von 45 - 120° bildet«

y. Dichtung nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (U) kleiner als 90° ist₀

9ο Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zwischen einem äußeren und einem inneren Glied deren sich überlappende iünden gegeneinander drehbar durch eine Bolzen-Gelenkverbindung verbunden sind, die einen

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durch die Enden beider Glieder hindurchführenden und mit dem äußeren Glied verbundenen Bolzen und eine auf dem Bolzen sitzende Buchse aufweist, die durch das Ende des inneren Gliedes hindurchreicht und mit diesem verbunden ist und eine äußere Endfläche hat, die einer Gegenbohrung in der Innenfläche des äußeren Gliedes zugekehrt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Belastungsring (45) den riauptteil der Flächenbelastung für das Dichtungsband (63) erzeugt und das antreibende Drehmoment durch den Dichtungsring (43) aufgrund dessen Übermaßfassung in der Gegenbohrung (35) ohne Erfordernis für eine Antriebsberünrungezwischen Belastungsring und Seitenwand der Gegenbohrung übertragbar ist_o

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