DE2255518A1 - Wellendichtung - Google Patents

Description

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Mein Zeichen: P 1530

Anmelder: George Angus & Company Limited Angus House,
152-158 Westgate Road Newcastle upon Tyne 1 England

We 1lend!cntung

Die Erfindung betrifft Wellendichtungen, die auch als öldicntungen zum Abdichten gegen das Lecken eines Strömungsmittels entlang von Wellen bestimmt sind und im wesentlichen aus geformten Gummiringen bestehen. Der Ausdruck "Gummi" schließt Elastomere wie Gummi und insbesondere ölbeständige synthetische Gummimäterialien ein.

Die Erfindung betrifft Lippenwellendichtungen der Art, die als formschlüssig wirkende Dichtungen bekannt sind und die jeweils an der Luftseite, die von dem abgedichteten Strömungsmittel abgewandt ist, Rippen bzw. Wellen mit Leitflächen aufweisen,ι die auf der Dichtung«kante konvergieren und die infolge der relativen Wellendrehung, wenn die Dichtung in Betrieb ist, das Strömungsmittel, das vorbei an dem Dichtungsband austritt, zu dem Dichtungsband zurückschiebt. .

Beispiele formschlüssig wirkender Lippenwellendichtungen

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sind In den DT-OS 16 25 905.5, 16 25 906.6 und 16 25 907.7 beschrieben.

Bei dem am meisten angewandten Herstellungsverfahren werden Lippenwellendichtungen nach der Formung jeweils durch einen Schneidvorgang getrimmt, um eine kegelstumpfförmige Stirnfläche zu bilden, die als Trimmfläche bezeichnet wird, die auf eine kegelstumpfförmige angeformte Fläche an der Luftseite des Dichtungskopfes trifft und durch ihre Verbindung mit der angeformten Fläche die Dichtungskante bestimmt.

Im Falle von formschlüssig wirkenden Dichtungen mit Trimmflächen sind die Rippen bzw. Wellen an der Luftseite so ausgebildet, daß sie sich über die Stelle der eventuellen Dichtungskante erstrecken und mit dieser bei dem Schneidvorgang geschnitten werden.

Der übliche Formvorgang für Trimmflächendichtungen besteht darin, die Forme bzw. Formwerkzeuge aus Teilen herzustellen, die aneinander stoßen und dadurch die Extrusion von Gummi als "Grat" an der Verbindung der Stirn- und Luftseitenflächen des Dichtungskopfes ermöglichen. Der Grat wird abgeschnitten, wenn die Trimmfläche und die Dichtungskante beschnitten werden.

Bestimmte Anwendungsfälle, insbesondere der Automobilihdustrie, erfordern Lippendichtungen, die mit einer angeformten Dichtungskante im Gegensatz zu einer geschnittenen Dichtungskante, gebildet durch eine Trimmfläche, hergestellt werden, und hierfür muß bei der Konstruktion der Formwerkzeuge eine besondere Vorkehrung getroffen werden.

Für eine geformte Dichtungskante müssen die Formwerkzeuge bzw. Formteile an einer Stelle abgewandt von der Dichtungskante aufeinander stoßen, so daß der sich ergebende Grat ohne Beeinträchtigung der Dichtungskante

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entfernt werden kann. Z.B. kann an der Vorderseite des Dichtungskopfes eine ringförmige Schulter angeformt sein, an der der Gra gebildet wird und die nur durch eine Gradentfernung getrimmt werden kann.

Die vorliegende Erfindung beruht darauf, daß bei der Forderung, formschlüssig wirkende Wellendichtungen mit angeformten Dichtungskanten herzustellen, die Enden der formschlüssig wirkenden Rippen, die an der Luftseite angeformt sind, so ausgebildet und genau geformt werden können, daß sie eine verbesserte Anordnung ihrer Verbindungen mit der Dichtungskante bilden. Diese Anordnung ist der kritische Faktor bei der Wirksamkeit einer formschlüssig wirkenden Dichtung.

Die Erfindung bezieht sich somit auf eine" Wellendichtung aus einem elastomeren Ring mit einer Umfangsdichtungslippe, die eine Dichtungskante und eine kegelstumpfförmige Fläche mit wenigstens einer formschlüssig wirkenden Rippe an der Luftseite angeformt ist,- die sich um einen Teil der angeformten Fläche erstreckt, so daß wenigstens ein Ende der Rippe auf der Dichtungskante konvergiert, die sich dadurch auszeichnet, daß die Spitze eines jeden Rippenendes, die auf der Dichtungskante konvergiert, in die angeformte Fläche übergeht und nur eine Flanke des Rippenendes im wesentlichen auf die Dichtungskante trifft. .

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß wenigstens ein Rippenende an der Dichtungskante in jeder Umfangsrichtung konvergiert. Dadurch ist eine genau definierte Konvergenz bzw. ein auslaufender Teil zwischen jedem Rippenende und der_ angeformten Dichtungskante bestimmt. Jeder solche auslaufende Teil schafft bei einer geeigneten relativen Wellendrehung die Möglichkeit einer formschlüssigen Wirkung beim Zurückschieben des Strömungsmittels.

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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren 1 bis 7 erläutert, wobei in den Figuren 1 bis 4 eine formschlüssig wirkende Wellendichtung entsprechend der DT-OS 16 25 907.7 dargestellt ist. Es zeigt:

Figur 1 eine Draufsicht der Stirnseite der Dichtung,

Figur 2 und 3 Schnitte längs der Linien II-II und III-III in Fig. 1,

Figur 4 in vergrößertem Maßstab und zur Darstellung von Einzelheiten übertrieben einen teilweisen Radialschnitt,

Figur 5 einen teilweisen Radialschnitt entsprechend Fig. 4, aus dem der auslaufende Teil eines Rippenendes an der angeformten Dichtungskante eine Dichtung gemäß der Erfindung hervorgeht,

Figur 5A bis 5D Radialschnitte längs der Linien A bis D in Fig. 5, gesehen in Richtung des Pfeils Y in Fig. 5,

Figur 6 schematisch einen Radialquerschnitt, durch eine Form für eine Dichtung gemäß der Erfindung,

Figur 7 eine Seitenansicht eines Formstifts der Form der Fig. 6, und

Figur 7A bis 7D vergrößerte teilweise Radialschnitte des Formstifts längs der Linien A bis D der Fig. 7, gesehen in Richtung des Pfeils Z in Fig. 7.

Die in den Fig. 1 bis 4 gezeigte Dichtung ist derjenigen ähnlich, die in der DT-OS P 16 25 907.7 vollständig

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beschrieben, und braucht daher im einzelnen nicht näher erläutert zu werden.

Die gezeigte Dichtung ist eine Metalleinsetzdichtung, die grundsätzlich aus einem geformten Gummiring mit einer äußeren zylindrischen Wand 1 besteht, die durch einen Gummiüberzug gebildet wird, der über ein Metalleinsetzteil 2 geformt ist, um als Halteteil zur Befestigung , eines Wellengehäuses zu dienen.

Ein flexibler Flansch 3 des Gummirings bildet den Dichtungskopf, der eine Ringbandfeder 4 aufnimmt und eine Dichtungskante 5, eine geformte Fläche 6, die eine kegelstumpf förmige Fläche ist, die an der äußeren bzw. · Luftseite der Dichtung ausgebildet ist, die im Betrieb von dem abgedichteten Strömungsmittel weg nach außen gekehrt ist, und eine Trimmfläche 7 aufweist, die eine kegelstumpfförmige Oberfläche an der Innenseite bzw. der Strömungsmittelseite der Dichtung hat.

Die formschlüssig wirkenden Merkmale der Dichtung sind leicht schräg verlaufende kreisförmige Rippen, die an der Fläche 6 ausgebildet sind und von denen zwei bei dem gezeigten Beispiel die Dichtungskante 5 so schneiden, daß die Enden 9a und 10a bzw, 9b und 10b zweier solcher Kanten Leitflächen bilden, die unter einem kleinen Winkel, der in Fig. 4 mit einem Grad angegeben ist, auf die Dichtungskante 5 treffen. Die Rippen 8 haben Flanken 11, die im wesentlichen zylindrisch um die X-X-Achse der Dichtung verlaufen.

Die Rippenenden 9 und 10 werden gebildet, wenn die Trimmfläche 7 geschnitten wird, um die DiGhtungskante 5 zu bilden, und die Konvergenz bzw. der auslaufende Teil einer jeden geschnittenen Rippe an der Dichtungskante 5 bildet einen sehr geringen Vorsprung 12, der vergrößert in Fig. 4 gezeigt ist. Der vorsprung ist

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als eine sehr geringe Verlängerung der Trimmfläche 7 über die tatsächliche Kreislinie der Dichtungskante 5 bestimmt, die die jeweilige Rippenflanke 11 und die Spitze 13 verbindet.

Das Vorhandensein solcher Vorsprünge 12 an der Trimmflächendichtung beeinträchtigt die Wirksamkeit der Dichtung nicht. Ihre Abmessungen sind so gering, daß sie innerhalb der elastischen Anpassung des Gummis und der Federbelastung liegen und während des Einpreßvorgangs der Dichtung am Anfang während des ersten Laufs einer Welle schnell abgenutzt werden.

Mit der Forderung nach formschlüssig wirkenden Dichtungen, die mit geformten Dichtungskanten hergestellt werden, tritt jedoch auch das Problem der Erzeugung wirk<samer Verbindungen zwischen der Dichtungskante und den formschlüssig wirkenden Rippen auf.

Durch die vorliegende Erfindung wird dieses Problem durch eine neue Ausbildung an der Verbindung eines jeden Rippenendes mit der Dichtungskante gelöst, wie durch die Fig. 5 und 5A bis 5 D dargestellt ist, die Einzelheiten der Dichtung ähnlich der der Fig. 1 bis 4 zeigen, mit der Ausnahme, daß die Dichtungskante 15 ebenso wie eine innere kegelstumpfförmige Fläche 17, die der Trimmfläche 7 entspricht, ausgebildet sind. Entsprechende Teile, die ungeändert sind, haben die gleichen Bezugsziffern, wie in den Fig. 1 bis 4.

Fig. 5 zeigt an einem Ende 19a einer formschlüssig wirkenden Rippe 18 die Spitze 23 der Rippe, die in die kegelstumpfförmige Oberfläche der angeformten Fläche 6 und die Flansche 21 der Rippe, die auf die Dichtungskante 15 an nur einer Stelle 24 der Spitze des Winkels zwischen den beiden Linien 25 und 26 und der angeformten Fläche 6 trifft. Dieser auslaufende Teil des Rippen-

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endes ,19a ist in aufeinanderfolgenden Abschnitten in den Fig. 5A bis 5D gezeigt.

Die Bildung des auslaufenden Teils eines jeden Endes dieser Rippen, die auf die Dichtungskante treffen, ist die gleiche mit der Ausnahme, daß die gegenüberliegenden Enden entgegengesetzte Umfangsrichtungen haben, z.B. die Enden entsprechend 9b und 10b in Fig. 3.

Eine Dichtung, wie sie gezeigt ist, kann in einer Form geformt werden, wie sie Fig. 6 zeigt, die aus einem unteren Hohlraumformteil bzw. Werkzeug 27 und einem oberen Werkzeug 28 und einem zentralen Formstift 29 besteht, der gesondert in Aufsieht gezeigt ist.

Fig. 6 zeigt, daß die Dichtungskante 15 durch eine Vertiefung 30 in dem Formstift 29 gebildet wird, und daß das obere Werkzeug 28 auf den Formstift an einen zylindrischen Vorsprung 31 trifft, der die Schulter 32 an der Dichtung (Fig. 5) formt, an dessen Rand 33 ein Grat vorstehen kann. Der Grat wird nach Entfernung des Formlinge aus der Form durch einen Schnitt längs der gestrichelten Linie 35 (Fig. 5) abgeschnitten.

Um die formschlüssig wirkenden Kanten zu bilden, sind an dem Formstift in einer kegelstumpfförmigen Fläche 35, die die Dichtungsfläche 6 formt, eine Reihe von schrägen, kreisförmigen Rillen 36 ausgebildet, von denen einige von dem eingezogenen Mittelstück der Vertiefung 30 geschnitten werden, so daß sie jeweils zwei auf dem eingezogenen Mittelstück der Vertiefung 30 in entgegengesetzten Ümfangsrichtungen sich zuspitzende Enden haben.

Die Form eines jeden Rillenendes ist die Matrize für die Form des entsprechenden Rippenendes, das hiervon geformt wird und dies ist in den Figuren 7A bis 7D

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gezeigt, in denen zur Übereinstimmung mit den Fig. 5A bis 5D die Bezugszeichen M21 und M23 bis M26 verwendet wurden, um die Teile der Formrille anzugeben, die die entsprechend bezeichneten Teile der Rippe bilden.

Die Rippe 36 kann durch Drehen des Formstifts 29 auf einer Drehbank unter Verwendung eines Formwerkzeugs mit einem Spitzenprofil der Querschnittsform der Rille ausgebildet werden, so daß die Rippe der Spitze des Werkzeugs, die die Rillenrippen M25 und M26 schneidet, auf das eingezogene Mittelstück der Vertiefung 30 trifft, es jedoch nicht kreuzt.

Die Form der gezeigten Rillen 36 und damit die Form der formschlüssig wirkenden Rippen ist im Querschnitt ein rechtwinkliges Dreieck, wobei die Seite M21 parallel zu der Dichtungsachse X-X in Fig. 2 verläuft, so daß die Flanke 21 der Rippe zylindrisch um die Achse der Dichtung verläuft. Dies ist jedoch nur eine bevorzugte Form und Rippen anderer Querschnittsform, z.B. eines gleichschenkligen Dreiecks, können durch gedrehte Rillen unter Verwendung eines geeigneten Werkzeugspitzenprofils gebildet werden. '

Die Erfindung wurde in Anwendung auf eine formschlüssig wirkende Dichtung mit Rippen beschrieben, die auf die Dichtungskante in zwei Umfangsrichtungen treffen, um in beiden relativen Drehrichtungen der Welle wirksam zu sein, jedoch ist die gleiche Form eines Rippenendes, das mit einer Dichtungskante zusammenläuft, auf in einer Richtung wirkende formschlüssige Dichtungen anwendbar, die z.B. eine angeformte Fläche mit einem mehrere Anfänge aufweisenden Schraubengewinde., haben, das an der Dichtungskante endet. Die Erfindung ist auch auf äußere Dichtungen anwendbar, um gegen umgebende Wellengehäuse abzudichten, ebenso wie auf innere Dichtungen, wie dargestellt ist. ,

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Claims (3)

1. Patentansprüche

   Wellendichtung aus einem elastomereri Ring mit einer Umf angsdlchtungslippe, an die eine Dichtungskante und eine kegelstumpfförmige Fläche mit wenigstens einer formschlüssig wirkenden Rippe an der Luftseite angeformt ist/ die sich um einen Teil der angeformten Fläche erstreckt, so daß wenigstens ein Ende der Rippe auf der Dichtungskante konvergiert, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze (23) eines jeden Rippenendes (19a), die auf der Dichtungskante (15) konvergiert-, in die angeformte Fläche (6) übergeht und nur eine Flanke (21) des Rippenendes im wesentlichen auf die Dichtungskante trifft.
2. 2. Wellendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Rippenende (19a) an der Dichtungskante (15) in jeder Umfangsrichtung konvergiert.
3. 3. Wellendichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß. die Flanke (21) einer jeden Rippe im wesentlichen zylindrisch um die Achse (X-X) der Dichtung verläuft, und daß das Rippenende (19a) im wesentlichen auf die Dichtungskante (15) an einer Stelle (24) trifft, die von der Spitze des Winkels zwischen den Linien (25, 26) der Verbindung der Flanke (21) mit der angeformten Fläche {6J gebildet wird.

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