DE2306775A1

DE2306775A1 - Lippendichtung

Info

Publication number: DE2306775A1
Application number: DE2306775A
Authority: DE
Inventors: Charles William Potter
Original assignee: Weston & Co Ltd Charles
Current assignee: Weston & Co Ltd Charles
Priority date: 1972-02-10
Filing date: 1973-02-12
Publication date: 1973-08-23
Also published as: CA967997A; NL7301948A; ZA73967B; DE2306775B2; IE39027B1; ES411514A1; IE39027L; GB1382281A; FR2171830A5; IT979019B

Description

patentanwatt

DIpl.-lng. Walter Jecklecn

Zituttgart-N, Menzelstraßa 40 2306775

Charles Weston & Company liimiüea A 33 ^76 - gs

Douglas Green ^

Pendleton, SaIford, Lane. k6 ^^wrp ^{uen lci}.<i.i-j(^

lippendichtung

Die Erfindung betrifft eine Dichtung für die Anordnung zwischen zwei relativ zueinander drehenden Oberflächen und zur Verhinderung einer Flüssigkeitslecirage zwischen diesen.

Die Erfindung betrifft insbesondere, jedoch nic:.t ausschließlich, Wellendichtungen von der Art, die eine kreisförmige, in Oberflacxienkontakt mit einer drehenden Welle gedrückte Lippe aus Gummi od. ähnlichem nachgiebigem Werkstoff aufweisen, so dai3 eine Scixanke gegen den Durchfluß von Jl oder einer anderen Flüssigkeit in Achsrichtung der Welle und entlang deren Oberfläche geschaffen ist.

Es sin. Lippendici.tungen bekannt , welche eine von dem einem der beiden gegeneinander drehbaren Teile getragene und an der Oberfläche des anderen Teiles anliegende Lippe aufweisen, wobei der Dichtring aus elastischem Werkstoff besteht und zur Bildung der Abdichtung gegen die Oberfläche, mit welcher sie zusammenwirkt, mit einer Banddichtung belastet ist. Es wurde in den letzten Jahren bereits versucht, bei hohen Wellendrehzahlen eine geeignete Abdichtung sicherzustellen und et wurde in weitem Sinne vorgeschlagen, ein zweites Dichtglied an einer zur Lippe auf der Niederdruckseite unmittelbar benachbarten kegelstumpfförmigen Fläche vorzusehen, wobei dieses zweite Dichtglied zur Strömungsrückführung dient, so daß jedes Fluidurn, einschließlich Luft, welches an der Lippe vorbeileckt, zur Lippe zurückgeführt wird, um zwischen dieser und der Wellenoberfläche durchzugelangen.

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Verschiedene unterschiedliche Formen von zweiten Dichtgliedern wurden vorgeschlagen, wobei jede ihre besondere Wirkungsweise bezüglich der Wirksamkeit der Abdichtung hat.

In der Praxis hat sich herausgestellt, daß, obwohl einige der vorgeschlagenen Lippendichtungen bezüglich der Begrenzung der Leckage von Flüssigkeit an der Dichtung wirksam sind, derartige Dichtungen nicht in der Lage/ den Durchgang von Schad- bzw. Verseuchungsstoffen durch die Dichtung in der entgegengesetzten Richtung und in das abgedichtete Fluidum zu verhindern.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe liegt vor allem darin, einen Lippendichtung zu rchaffen, der eine geeignete bzw. ausreichende Abdichtung bei nohen Wellendrehzahlen gewährleistet und trotzdem die Bewegung von Schadstoffen durch die Dichtung und in das abgedichtete Fluidum verringert.

Gemäß der Erfindung ist eine Lippendichtung zur Abtrennung von Hoch- und Niederdruckzonen gekennzeichnet durch ein auf der Niederdruckseite zur Lippe benachbartes zweites Dichtglied, das zur Begrenzung der Strömung des Fluidums zur Lippe ausgebildet ist und dadurch den Durchgang von Schad- bzw. Verseuchungsstoffen durch die Dichtung und in die Hochdruckzone beeinflußt.

Nach einem bevorzugten Merkmale der Erfindung ist das zweite Dichtglied ferner für die Rückführung von LeckfluUum, das an der Lippe vorbei und in die Niederdruckzone gelangt, zur Hochdruckzone ausgebildet,

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben, wobei dargestellt ist, in

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Fig. 1 ein Axialschnitt durch einen Lippendichtung

gemäß der Erfindung,
Fig. 2 ein Schnitt nach der Linie II-II in Fig. χ in

vergrößerter Darstellung,
Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel in einem Teilschnitt nach der Linie III-III in Fig. 1, in einem anderen Maßstab.

Gemäß den Fig. 1 und 2 weist ein. Lippendichtung einen Ringraum aus elastischem Werkstoff und von im wesentlichen U-förmigem Querschnitt auf, wobei der Riij£eil 11, beispielsweise haftend, mit einem ringförmigen Metallträger 12 verbunden ist und der radial innere Schenkel 11a des Ringteiles eine Dichtlippenanordnung 13 trägt. Der innere Schenkel 11a ist mit dem Rest des Ringteiles 11 über einen Schwanenhals bzw. eine Abkröpfung 11b verbunden, durch welche die Länge der axialen, durch den inneren Schenkel gebildeten Ausladung vergrößert und dessen Anlenkstelle in eine vorteilhaftere Zone verlegt wird.

Der ringförmige Metallträger 12 kann in der in der Zeichnung dargestellten Weise, insbesondere mit flachem L-förmigem Querschnitt ausgebildet oder mit Nuten und Rippen versehen sein, um seine Festigkeit·in der in der englischen Patentschrift 1 260 125 dargelegten Weise zu verbessern.

Die Dichtlippenanordnung IjJ besteht aus einem radial nach innen gerichteten, am Ende des Schenkels 11a vorgesehenen Flansch 13a von im wesentlichen dreieckförmigem Querschnitt, wobei an der radial am weitesten qußen liegenden Fläche des Schenkels und in Übereinstimmung mit dem Scheitel des dreieckförmigen Querschnittes eine Nut Ij5b für die Aufnahme einer Band- bzw. Ringfeder 14 vorgesehen ist.

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Die beiderseits geneigten Flächen des Flansches bilden kegelstumpfförmige Oberflächen 15,16, die im wesentlichen jeweils gegen die Hochdruck- und die Niederdruckzone A, B gerichtet sind, während der Scheitel zwischen diesen Flächen die Dichtlippe 1^c bildet, welche das erste Dichtglied des Dichtringes ist und dazu dient zu verhindern, daß das in der Hochdruckzone unter Druck stehende Fluidum durch die Dichtung in die Niederdruckzone gelangt. Auf der Niederdruckseite der Dichtlippe IJc ist ein zweites Dichtglied vorgesehen, das ein schlangenlinienförmiges, an der Kegelsturapfförmigen Oberfläche 16 benachbart zur Dichtlippe Ij5c angeordnetes Muster 1^d aufweist. Wie Fig. 2 zeigt, weist der Teil des schlangenlinienförmigen Musters, der zur Dichtlippe hin liegt, eine Folge von bogenförmigen Abschnitten IjJd' auf, welche jegliches Fluidum, das zu ihnen von der Abdichtzone gelangt, zur Lippe zurückführen, so daß dieser Teil des zweiten Dichtgliedes in einer ähnlichen Weise und für einen ähnlichen Zweck wie das zweite Dichtglied früherer Lippendichtringe dient.

•Jertoch^eist das zweite Dichtglied, im Gegensatz zu früheren Lippendichtringen außerdem Teile auf, die eine Bewegung von Stoffen, seien es Flüssigkeiten oder andere Stoffe, von der Niederdruckzone B gegen die Dichtlippe 1^c verhindern, wobei diese Teile in ähnlicher Weise durch eine Folge bogenförmiger Abschnitte 1^d'' gebildet sind, die Ende an Ende angeordnet sind und von denen die einzelnen Abschnitte zur abzudichtenden Zone konvex sind.

Zur Erzielung einer wirksamen Abdichtung ist das schlangenlinienfö'rmige Muster Ij5d in Abhängigkeit vom Abstand von der Dichtlippe von sich ändernder Höhe, wobei die Oberseite des Musters in einer konischen, koaxial zur Welle angeordneten Oberfläche liegt, derart, daß sich das zweite Dichtglied . unmittelbar benachbart zur Oberfläche der Welle erstreckt.

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Bei einer speziellen Ausbildung, wie sie bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsforn; verwirklicht ist, ist der Winkel zwischen der Erzeugenden und der Achse des gedachten Konus vorzugsweise 4 Grad, wobei die Höhe der zur Dichtlippe hin liegenden Abschnitte Ij5d von Null in dem zur Lippe nächsten Bereich auf etwa 0,010 inches in dem von der Lippe entferntesten Bereich zunimmt. Die inneren und äußeren Seitenflächen IjJe, 13f jedes Abschnittes konvergieren geringfügig zu dem radial nach innen weisenden Ende 13g dieses Abschnittes, so daß sie einen Winkel von beispielsweise 2 Grad einschließen. Jeder Abschnitt überspannt bezüglich der Achse der Dichtung einen Winkel von 5 Grad.

Bei anderen Ausbildungen, beispielsweise bei der in Fig. 2 dargestellten Ausbildung, ist die Mindesthöhe der Abschnitte größer als Null.

In genau der gleichen Weise wie dLe Oberflächen Ij3d' des zweiten Dichtgliedes Fluidum, welches aus der Hochdruckzone an der Dichtlippe IJc vorbeileckt, zurückfühien, führen auch die Oberflächen IJd' Flüssigkeiten oder andere Stoffe zurück, welche sicr. von der Niederdruckzone B in Richtung zur Dichtlippe bewegen. Somit werden Schmutz und Staub oder andere Stoffe, welche die Hochdruckzone verunreinigen würden, daran gehindert, den Bereich der Dichtlippe zu erreichen, so daß derartige Verunreinigungen nicht in die Hochdruckzone gelangen können.

Die Erfindung ist nicht auf die speziellen Merkmale des beschriebenen Ausführungsbetepieles beschränkt, da Abwandlungen denkbar sind. Beispielsweise kann sich unter bestimmten Umständen ein Vorteil daraus ergeben, daß ein zweites Dichtglied vorgesehen wird, das allein dafür bestimmt ist, gegen das Eindringen von Schadstoffen aus der Niederdruckzone abzudichten,

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obwohl das zweite Dichtglied in der Regel den beiden vereinten Zwecken dient, Fluidum, das aus der Hochdruckzone leckt, zu
dieser Zone zurückzuführen und einen Durchlaß von Schadstoffen von der Niederdruckzone zu verhindern.

Obwohl davon auszugehen ist, daß für eine befriedigende Wirkungsweise die Abschnitte, die dazu bestimmt sind, den Durchgang von Schadstoffen zur Hochdruckzone zu verhindern, Ende an Ende angeordnet sein sollen, um eine ununterbrochene Schranke für die
Schadstoffe zu schaffen, können die Abschnitte, die zur Rückführung von Leckfluidum zur Hochdruckzone dienen,, nicht ununterbrochen sein, und irgendeine von verschiedenen Ausbildungen haben, welche

für
früher/zweite Dichtglieder vorgeschlagen wurden.

Obwohl die Erfindung inbesondere in Bezug auf Wellendichtungen erläutert wurde, ist sie nicht auf-solche Dichtungen beschränkt«, da sie auch, beispielsweise, für Axialflächendichtungen angewandt werden kann.

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Claims

A 33 W - gs Den 12.2.1973

Ansprüche

Lippendichtung zur Abdichtung von Hoch- und Niederdruckzonen, gekennzeichnet durch ein auf der Niederdruckseite (B) zur Lippe (13c) benachbartes zweites Dichtglied (13d¹, 13d¹') zur Begrenzung des Flusses von Pluidum zur Lippe (13c) und zur Beeinflußung des Durchganges von Schadstoffen durch die Dichtung zur Hochdruckseite (A).
2. Lippendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Dichtglied (13d^!, 1^d'') eine durchgehende Schranke aufweist, die unmittelbar benachbart zur Lippe (13c) angeordnet ist.
3. Lippendichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß .das zweite Dichtglied eine Vielzahl gekrümmter, in Umfangsrichtung der Dichtung mit ihren Enden aneinanderschließender Abschnitte (13d'') aufweist, die zur Dichtlippe (13c) konkav sind.
4. Lippendichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß jeder gekrümmte Abschnitt (13d^TI) bezüglich der Ahse der Dichtung einen Winkel von 5 Grad überspannt.
5. Lippendichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das schlangenlinienförmige, durch die mit ihren Enden aneinander schließenden Abschnitte (13d¹') gebildete Muster in Abhängigkeit des Abstandes von der Dichtlippe (13c) von sich ändernder Höhe ist, wobei die Höhe mit zunehmendem Abstand von der Dichtlippe (13c) zunimmt.

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6. Lippendichtung nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß die Kopffläche (13g) des schlangenlinienförmigen Musters in einer konischen., zur Dichtung koaxialen Fläche liegt.
7· Lippendichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen der Erzeugenden und der Achse des gedachten Konus H- Grad beträgt.
6. Lippendichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtglied ferner ein Fluidum-Rückführglied (13d^!) zur Aufnahme von Leekfluidum vom Bereich der Lippe (13c) und zu dessen Rückführung in Richtung zur Lippe aufweist.
9. Lippendichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluidum-Rückführglied ein schlangenlinienförmiges Muster enthält, das gekrümmte, zur Dichtlippe (Ijfc) konvex liegende Abschnitte (l^tä') aufweist.
10. Lippendichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Abschnitte (IjJd') des schlangenlinienförmigen Musters bezüglich der Achse der Dichtung einen Winkel von 5 Grad überspannen.
11. Lippendichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopffläche (IJg) des schlangenlinienförmigen Musters des Fluidum-Rückführgliedes (I3d') in einer konischen, zur Dichtung koaxialen Fläche liegt.
12. Lippendichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel/zwischen der Erzeugenden und der Achse des gedachten Konus 4 Grad beträgt.

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