DE2351006A1

DE2351006A1 - Dichtung, bestehend aus einer beruehrungsfreien spalt- oder labyrinthdichtung und einer vor- oder nachgeschalteten beruehrungsdichtung

Info

Publication number: DE2351006A1
Application number: DE19732351006
Authority: DE
Inventors: Reinhold Leidenfrost
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-10-11
Filing date: 1973-10-11
Publication date: 1975-04-17
Also published as: JPS5065750A

Description

Relahold Leidenfrost_f 8431 HeBg₁, Haas=RItter»Straße 15

Dichtung, bestehend aus einer berührung®freies Spalt- ©der Labyrinthdichtung und einer vor=· oder naehgesehalteten Beriihrungs&iehtung

Die Erfindung betrifft eine Dichtung ₉ die aus'einer berüJirungsfreien Spalt- oder Labyrinthdichtung mnd einer vor» oder nachgesehalteten Berührungsdichtung besteht.

Es ist durchaus bekannt„ einer berührungsfreien Spalt- oder Labyrinthdichtung, die nicht in d©r Lage ist, gegen statischen Gas= oder Flüssigkeitsdruck Tollständig hermetisch abzudichten, sine zusätzliche Berührungsdichtung guauordnen. Wenn man z.B. in einer Gehäuse bohrung eine Labyrinthdichtung unterbringt und dieser eine Berührungsdichtung, s.B_e in Form einer Lippenoder Manschettendichtung vor- oder nachschaltet, so ergibt sich daraus ein grundsätzliches und weithin bekanntes Problem. Wenn s.B. beim Einbau dieser Dichtungen die Bertihrungs dichtung eine leisht zur V/ellenachse geneigte Lage einnimmt _s was durchaus im Bereich der Einbautoleransen liegen kann, so verändert sich über den gesamten Umfang der Dichtung gesehen der Abstand zwischen der Berührungsdiehtung einerseits und der Labyrinthdichtung andrerseits geringfügig., Wenn nun die Welle rotiert, so ©rgibt sich aus diesen axialen Abstandsänderungen eine Pumpwirkung, die häufig gerade der Wirkung der Dichtung entgegenwirkt und diese damit wenigstens teilweise unwirksam

Hoch unterstützt kaan diese unangenehme Erscheinung dadurch i-j<s^aen₉ daß die bekannten Labysdnthdichtungsn häufig aus Yielaahl τοη Einzelteilen^ meistens Ringen mit unterschiedlichen Durchmessern aufgebaut sind_s Wenn diese Ringe wiederum inner-

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halb der Herstellungstoleranzen liegende Abweichungen sei es ihrer Planparallelität oder ihrer Zentrizität aufweisen, so kann dadurch diese Pumpwirkung verstärkt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine derartige kombinierte Dichtung als eine einzige Baueinheit zu schaffen, bei der mit einer geringstmöglichen Zahl an Bauteilen höchster Präzision, kleinstmöglichen Bauraumes und geringstem Herstellungsaufwandes die beschriebenen Nachteile vermieden werden.

Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß zwei konzentrisch mit Spiel zueinander angeordnete Ringe, die in sich geschlossen und einstückig ausgebildet sind, zur Bildung eines zickzackförmigen Dichtspaltes so ineinandergreifend profiliert sind, daß sie eine untrennbare Einheit bilden und daß am einen stirnseitigen Ende des einen Ringes eine gleitende Dichtung angeordnet ist, die mit einer Dichtlippe oder Dichtfläche gegen den anderen Ring oder ein mit diesem susammenwirkendes Bauteil (Welle, Gehäuse) gleitend anliegt.

Durch diese Ausbildung wird das der Erfindung zu Grunde liegende Problem von zwei Richtungen her angepackt. Einerseits ist nämlich die Anzahl der für die kombinierte Dichtung benötigten Bauteile auf ein Minimum reduziert. Es ist begannt, daß die Präzision eines Maschinenelementes mit zunehmender Anzahl von verwendeten Einzelteilen abnimmt, weil sich die Toleranzen, der einzelnen Teile addieren. Folgerichtig muß auch die Präzision bei der erfindungsgemäßen Dichtung schon dadurch sehr hoch sein, weil die Anzahl der verwendeten Teile bx3 aufs äußerste reduziert wurde. Die Dichtung besteht lediglich aus den beiden Ringen, die zwischen sich den Dichtspalt der berührungsfreien Dichtung bilden und die in sich geschlossen und einstückig ausgebildet sind. Bei der Bildung des zickzackförmigen Dichtspaltes greifen sie weiterhin so ineinander, daß sie eine untrennbare Einheit bilden» Dadurch ist sichergestellt, daß zwei aueinandergehörige Ringe niemals auseinandergenommen werden können, wodurch Verwechslungen entstehen

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könnten und beim Sinbau einer solchen Dichtung Ringe miteinander montiert werden könnten, die toleranzmäßig äußerst ungünstig zueinander liegen.

Aus dem deutschen Patent 1 219 745 ist es bekannt, eine derfertige Spalt- oder Labyrinthdichtung in einfachster und höchst präziser Weise dadurch zu bilden, daß man von einem in seinem Längsschnitt-Profil fertig bearbeiteten Ring ausgeht, anschließend durch Aufbringen von Werkstoff auf dessen zur Bildung des Dichtspaltes profilierte. Mantelfläche den zweiten Ring bildet und schließlich durch nachträgliches Aufweiten des äußeren Ringes und/oder Schrumpfen des inneren Ringes den Dichtspalt erzeugt. Es ist einleuchtend, daß durch dieses Herstellungsverfahren sichergestellt ist, daß die beiden, die berührungsfreie Dichtung bildenden Ringe die geringstmöglichen überhaupt denkbaren Toleranzen gegenseitig aufweisen. Jede, auch die geringste Maßabweichung des einen Ringes wird bei diesem Verfahren ja vollkommen auf den anderen Ring übertragen, so daß Abweichungen des einen Ringes zum anderen völlig undenkbar sind.

Gemäß der Erfindung wird nun weiterhin an dem einen stirnseitigen Ende des einen dieser Ringe eine gleitende Dichtung angeordnet, die mit einer Dichtlippe oder Dichtfläche entweder gegen den anderen Ring oder gegen ein mit diesem zusammenwirkendes Bauteil, wie z.B. die Welle oder das Gehäuse gleitend anliegt. Zu den zwei bisher besprochenen Bauteilen, nämlich den beiden Ringen, kommt also nun im einfachsten Falle noch ein einziges weiteres Bauteil, nämlich eine elastische Dichtlippe hinzu. Es Ist einleuchtend, daß es mit relativ einfachen Fertigungsaufwand möglich ist, diese Dichtlippe bei ihrer Befestigung an dem einen der beiden Ringe so einwandfrei auszurichten, daß sie üfesr ihren ganzen Umfang einen völlig gleichmäßigen Abstand zu dem anderen Ring der berührungsfreien Dichtung hat. Beim späteren Einbau einer solchen kombinierten Dichtung - und sei es auch durch ungelernte Arbeitskräfte - kann die Dichtwirkung einer solchen Baueinheit nicht mehr beeinträchtigt werden, weil die

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gegenseitige Zuordnung der Dichtungsbauteile nicht mehr in schädlicher Weise verändert v/erden kann.

Bei der erfindungsgemäßen Dichtung kann es zweckmäßig sein, den einen Ring mit einem sich axial erstreckenden Ansatz zu versehen, an dein die gleitende Dichtung befestigt ist. Ebenso kann es zweckmäßig sein, den zweiten Ring auch mit einem sich axial erstreckenden Ansatz zu versehen, gegen den dann die gleitende Dichtung mit einer Dichtlippe oder Dichtfläche anliegt.

Da es mitunter zweckmäßig sein kann, für den einen der beiden die berührungsfreie Dichtung bildenden Ringe einen weniger verschleißfesten Werkstoff, wie z.B. Aluminium zu verwenden, kann es schließlich von Vorteil sein, den Ring, gegen den die gleitende Dichtung mit einer Dichtlippe oder Dichtfläche anliegt, in diesem Bereich mit einer Armierung aus einem Werkstoff zu versehen, der weniger verschleißanfällig ist, als der Werkstoff des Ringes selbst.

Die Berührungsdichtung ihrerseits kann praktisch jede konstruktive Gestaltung aufweisen, die für derartige Dichtungen bekannt ist und sich als zweckmäßig erwiesen hat.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der beschriebenen Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Iängsschnitt durch eine erfindungsgemäße kombinierte Dichtung und die

Pig« 2 bia 6 weitere Varianten derartiger Dichtungen jeweils in Halb- Längsschnitten.

Fig. 1 zeigt eine Welle 1, die konzentrisch in einer Bohrung 2 eines Gehäuses 3 angeordnet ist und relativ zu diesem rotieren kann. Die Abdichtung des Ringspaltes zwischen Welle 1 und Bohrung 2 erfolg durch eine Dichtung, die aus dem Außenring 4, dem Innenring 5 und dem elastischen Dichtring 6 besteht. An ihren einander zugekehrten Hantelflächen greifen der Außenring 4 und

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der Innenring 5 mittels einer ziekzacHförmigen Profilierung ineinander, wobei sie den Dichtspalt 7 begrenzen. An der einen Seite weist der Außenring 4 einen axialen Ansatz 8 und der Innenring 5 einen axialen Ansatz 9 auf_s Der elastische Dichtring'6 ist an dem Ansät ζ 8 in geeigneter V/eise, g.B. durch Kleben befestigt und liegt mit seiner Dichtlippe 10 gleitend gegen den axialen Ansatz 9 dee Innenriiiges 5 an«

Die Ausbildung nach Fig_o 2 unterscheidet sich von der nach Figo 1 lediglich darin,, daß ein elstischer Dichtring 11 τοη unterschiedlicher Querschnittsform ¥erwendet ist_e der in diesem Falle auf dem axialen Ansats 9 des Innenringes 5 befestigt ist. An dem gegenüberliggenden Ansats 8 des Außenringes 4 ist ein Ring 12 angebracht, der günstigere Verschleißeigenschaften als der Außenring 4 selbst aufweist. Gegen diesen Ring 12 liegt die Dichtkante des elastischen Ringes 11 gleitend an«,

Bei der Ausführung nach Fig. 3 weist nur der Außenring 4 einen axialen Ansatz 8 auf, während der Innenring 5 einen solchen Ansats nicht besitzt. In einer Ausnehmung des Ansatzes 8 ist eine Blechscheibe 13 eingesetzt und durch die Umbördelung 14 gehalten. Die Blechscheibe 13 trägt in ihrer Bohrung den elastischen Dichtring 15, der mit seiner Dichtkante 16 in gleitendem Kontakt mit der >/elle 1 steht „ Um diesen Dichtkontakt zu gewährleisten und über genügend lange Zeit aufrecht zu erhalten, ist die Dichtkante in an sich bekannter Weise durch eine liurmfeder 17 belastet.

Die Ausführung nach Fig_o 4 gleicht der nach Figo 3 sehr stark. Auch hier ist in eine Ausnehmung des axialen Ansatzes 8 eine Blechscheibe 18 eingesetzt und durch die Umbördelung 14 gehalten. Die Blechschere 18 Ihrereeits trägt den elastischen Dichtring 19₉ der in diesem Falle so ausgebildet ist_fi daß er in axialer Richtung mit einer Dichtkante 20 gegen die plane Stirnfläche des Innenringes 5 dichtend anliegt„ Der Dichtungskontakt wird dabei durch eine eingelegte Tellerfeder 21 gewähr-, leistet«

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In Pig. 5 ist ebenfalls in einer Ausnehmung des axialen Ansatzes 8 des Außenringes 4 eine Blechscheibe 22 eingesetzt, die den elastischen Dichtring 23 trägt. Dieser Dichtring 23 ist einerseits mit einer Dichtkante 24 versehen, die dichtend an der Oberfläche der Welle 1 anliegt und andrerseits mit einer Dichtkante 25, die dichtend gegen die plane Stirnfläche des Innenringes 5 zur Anlage kommt. Es handelt sich bei dieser Gleitdichtimg also um eine kombinierte Radial-Axxaldichtung.

In Fig. 6 iat schließlich eine weitere Variante dargestellt, wobei die gleitende Dichtung als sogenannte Gleitringdichtung ausgebildet ist. Außenring 4 und Innenring 5 sind dabei mit axialen Ansätzen 8 bzw. 9 versehen. Der Innenring 5 ist im Bereich des Ansatzes 9 stirnseitig mit einer Gleitscheibe 26 versehen. Gegen diese Gleitscheibe liegt der Gleitring 27 an, der sich unter iSinwirkung der Tellerfeder 28 gegen die Blechscheibe 29 atostütst, die ihrerseits an dem axialen Ansatz 8 des Außenringes 4 befestigt ist. Schließlich ist zur Abdichtung des Ringspaltes zwischen dem Gleitring 27 und dem axialen Ansatz 8 noch eine Rundschnurdichtung 30 vorgesehen, die in _ceiner umlaufenden Hut des Gleitringes 27 untergebracht ist und gleitend gegen die Bohrungsfläche des axialen Ansatzes 8 anliegt.

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Claims

Ansprüche

Μ Λ Dichtung, bestehend aus einer berührungsfreien Spalt- oder labyrinthdichtung, und einer vor- oder nachgeschalteten Berührungsdichtung, dadurch gekennzeichnet, daß zwei konzentrisch mit Spiel zueinander angeordnete Ringe (4» 5), die in sich geschlossen und einstückig ausgebildet sind, zur Bildung eines zickzackförmigen DichtSpaltes (7) so ineinandergreifend profiliert sind, daß sie eine untrennbare Einheit bilden und daß am einen stirnseitigen Ende des einen Ringes (4 bzw. 5) eine gleitende Dichtung (6, 11, 15, 19» 23, 27) angeordnet ist, die mit einer Dichtlippe (10, 16, 20, 24, 25) oder Dichtfläche (26/27) gegen den anderen Ring (4 bzw. 5) oder ein mit diesem zusammenwirkendes Bauteil (1, 3) gleitend anliegt.
2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Ring (4bzw. 5) einen sich axial erstreckenden Ansatz (8 bzw. 9) aufweist, an dem die gleitende Dichtung (6, 11, 15, 19, 23, 27) befestigt ist.
3. Dichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ring (4 bzw. 5) ebenfalls einen sich axial erstreckenden Ansatz (8 bzw. 9) aufweist, gegen den die gleitende Dichtung (6, 11, 15, 19, 23, 27) mit einer Dichtlippe (10, 16, 20, 24, 25) oder Dichtfläche (26/27) anliegt.
4. Dichtung nach Anspruch 1,2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (4), gegen den die gleitende Dichtung (11) mit einer Dichtlippe oder Dichtfläche anliegt, in diesem Bereich mit einer Armierung (Ring 12) aus einem Werkstoff versehen ist, der weniger verschleißanfällig ist, als der Werkstoff des Ringes (4) selbst.

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