DE2453615C2 - Wellendichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Wellendichtung bestehend aus einem starren Gehäuse mit einem Verankerungsabschnitt, einem Elastomerteil mil: einem Verankerungsabschnitt, der seinerseits mit dem Verankerungsabschnitt des Gehäuses verbunden ist und einen Lippenkörper besitzt, der mit dem Verankerungsabschnitt des Elastomerteils durch einen dünnwandigen und sich vom Verankerungsabschnitt radial nach innen erstreckenden, flexiblen Abschnitt verbunden ist, welcher einen relativ kurzen kegelstumpfförmigen Mantel bildet, wobei der Lippenkörper mit einer Dichtungslippe versehen ist, die eine Kante und zwei an dieser Kante zusammentreffenden Flächen hat, von denen die eine Fläche auf der Luftseite der Wellendichtung und die andere Fläche auf der Ölseite der Wellendichtung liegt, wobei die auf der Luftseite liegende Fläche einen ringförmigen, radial nach innen ragenden Ansatz aufweist, der durch einen axialen Abstand von der

ίο Dichtungslippe getrennt ist und im nicht eingebauten Zustand einen größeren Innenradius hat als die Dichtungslippe.

Eine derartige Wellendichtung ist durch die GB-PS 543 015 bekanntgeworden. Dabei sind die am Lippenkörper befindlichen ringförmigen und mit axialen Abstand voneinander angeordneten, radial nach innen ragenden Ansätze beide als Dichtungslippen ausgebildet Diese Dichtungslippen liegen während des Betriebes der Maschine beide ständig unter dem Druck eines Schraubenfederringes an der Welle an. Dies führt zu einem Anwachsen der Reibungsverluste und damit zu einer Senkung des Maschinenwirkungsgrades.

Bei dieser bekannten Wellendichtung ist es jedoch trot?, der Anordnung zweier Dichtungslippen nicht möglich, eine ständige abdichtende Berührung der Dichtungslippen an der Welle auch dann sicherzustellen, wenn die Welle Rundlauffehler aufweist, die darauf zurückzuführen sind, daß die sich drehende Umfangsfläche der Welle exzentrisch zum Dichtungsgehäuse angeordnet oder selbst unrund ist Unter diesen Bedingungen wird nämlich die Dichtungslippe, die den Bewegungen der Umfangsfläche der Welle folgt, dort, wo der größte Rundlauffehler vorhanden ist, gezwungen, die Berührung dadurch aufrechtzuerhalten, daß sie den Lippenkörper etwas nach außen schwenkt Diese Bewegung kann ein so großes Ausmaß erreichen, daß es der Lippe nicht mehr möglich ist, eine Abdichtung zu bewirken, und solche Fälle werden in der Praxis häufig beobachtet.

Die Erfindung, wie sie in Anspruch 1 gekennzeichnet ist, löst nun in Ausräumung der vorgenannten Nachteile die Aufgabe, eine Wellendichtung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, daß sie nicht nur in der Lage ist, kleinere Rundlauffehler der Welle aufzufangen, sondern auch geeignet ist, örtlich begrenzt jeweils den größten Rundlauffehler der Welle an jedem Punkt des Umfanges der Dichtungslippe auszugleichen.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im

wesentlichen darin zu sehen, daß immer, d. h. bei jedem Rundlauffehler, über den ganzen Umfang der Welle eine überschüssige Maßüberschneidung vorhanden ist und die Berührung zwischen der Dichtungslippe und der Welle niemals aufgehoben wird. Läuft nun die Welle genau rund, kommt der am Lippenkörper befindliche, nach innen ragende Ansatz normalerweise niemals zur Anlage an der Welle. Ist jedoch ein erheblicher Rundlauffehler vorhanden, wobei die Dichtungslippe gezwungen ist, der exzentrischen Bewegung der Welle zu folgen, ermöglicht der flexible Abschnitt entsprechende Bewegungen der Dichtungslippe. Dabei übt der ringförmige Ansatz eine stabilisierende Wirkung aus, wenn er sich der Welle nähert oder sogar zur Anlage an der Welle gebracht wird. Kommt der ringförmige Ansatz tatsächlich in Berührung mit der Welle, kann die Dichtungslippe immer noch ihre Abdichtungsaufgabe erfüllen, denn durch diese Berührung wird bei einem Rundlauffehler eine weitere Schädigung der Wellendichtung dadurch verhindert, daß die gesamte durch die

umlaufende Welle bewirkte radiale Verlagerung durch den flexiblen Abschnitt ausgeglichen und die Dichtungslippe in ihre Stellung zur Welle durch den ringförmigen Ansatz stabilisiert wird.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Stirnansicht einer Ausführungsform einer Wellendichtung,

F i g. 2 einen vergrößerten Schnitt längs der Linie 2-2 in F i g. 1, in dem die Dichtungslippe vor dem Einführen einer Welle ihre normale entspannte Lage einnimmt,

Fig.3 einen Fig.2 ähnelnden Teilschnitt, der auch einen Teil der zugehörigen Welle erkennen läßt, und in dem ein mittlerer Rundlauffehler dargestellt ist, bei dem die Kante der Dichtungslippe etwas um einen flexiblen Abschnitt geschwenkt ist, wobei ein ringförmiger Ansatz an der Welle anliegt, um die Wellendichtung zu stabilisieren,

F i g. 4 eine verkleinerte Stirnansicht einer Welle mit einem Rundlauffehler, und

F i g. 5 eine F i g. 3 ähnelnde Darstellung, aus der die Grenzbedingungen bei einem maximalen Rundlauffehler der Welle ersichtlich sind.

Die in F i g. 1 bis 3 dargestellte Wellendichtung 10 weist ein starres Gehäuse 11 und ein damit verbundenes Elastomerteil 12 auf. Das Gehäuse 11 und das Elastomerteil 12 können auf verschiedene Weise ausgebildet sein. Das dargestellte Gehäuse 11 hat einen zylindrischen Abschnitt 13 zum Einbauen in eine Bohrung und einen radial nach innen ragenden Flansch 14, der an seinem inneren Rand mit einem sich axial nach innen erstreckenden Verankerungsabschnitt 15 versehen ist, mit dem das Elastomerteil 12 während seiner Herstellung durch einen zugehörigen Verankerungsabschnitt 16 verbunden wird.

Das Elastomerteil 12 besitzt einen Lippenkörper 20, der mit dem Verankerungsabschnitt 16 durch einen kegektumpfförmigen flexiblen Abschnitt 21 verbunden ist. Der Lippenkörper 20 weist eine Dichtungslippe 22 auf, die so geformt ist, daß eine scharf ausgeprägte Dichtungskante vorhanden ist, die durch die Schnittlinie zweier kegelstumpfförmiger Flächen 23 und 24 gebildet ist. Die Fläche 23 liegt auf der ölseite und die Fläche 24 auf der Luftseite der Dichtung. Die Fläche 24 erstreckt sich zu dem flexiblen Abschnitt 21 und ist gemäß der Erfindung durch einen ringförmigen Ansatz 25 gekennzeichnet, der von der Fläche 24 aus radial nach innen ragt und dazu dient, eine Stabilisierungswirkung hervorzurufen. Ferner weist der Lippenkörper 20 eine ringförmige Aussparung zum Aufnehmen einer Schlauchfeder 27 auf.

Während des normalen Betriebs liegt die Dichtungslippe 22 gemäß F i g. 3 an einer Welle 30 an, um eine Abdichtung zu bewirken, wobei eine geringe Maßüberschneidung zwischen der Dichtungslippe und der Welle vorhanden ist, die jedoch erheblich größer ist als bei den bis jetzt bekannten Wellendichtungen.

Für die Wellendichtung nach der Erfindung muß es daher der Dichtungslippe im Bereich des kleinsten Rupdlauffehlers, d.h. dort, wo ein Spalt entstehen könnte, wenn nicht anfänglich eine große Maßüberschneidung vorhanden wäre, möglich sein, sich um etwa 1,27 bis 2£4 mm nach innen auszudehnen, um den

ίο Rundlauffehler wirkungslos zu machen. Zwar kann sich die Dichtungslippe 22 unter dem geringen Druck der Schraubenfeder 27 und infolge der Maßüberschneidung verbreitern, und die Abflachung kann sich infolge der Abnutzung noch etwas vergrößern, doch wird die Dichtungswirkung grundsätzlich durch die Dichtungslippe 22 hervorgerufen.

Weist die Welle 30 einen extremen Rundlauffehler auf, wie es in Fig.3 und 4 gezeigt ist, muß die Lippenkante 22 der Bewegung der Welle folgen, und daher muß sich das Elastomerteil 12 verformen, wenn sich die Welle dreht. Der Rundlauffehler der Welle kann auf eine Exzentrizität zurückzuführen sein, wie es in Fig.4 gezeigt ist, wo G die Achse der Bohrung bezeichnet, in der sich die Welle 30 dreht, während Q die Mittellinie der Welle bezeichnet. Die eine Seite R] der Welle ist der Achse Q stets näher benachbart als die andere Seite R2 der Welle, und wenn die Welle umläuft, muß die ortsfeste Wellendichtung 10 den Rundlauffehler durch eine entsprechende Verformung ausgleichen. Bei den bis jetzt bekannten Wellendichtungen kann dies zu erheblichen Störungen führen, denn wenn das Dichtungselement 12 zu stark verformt wird, kommt die Lippe 22 nicht mehr als Dichtungslippe zur Wirkung, und bei den bekannten Wellendichtungen besteht die Gefahr, daß die Fläche 24 zur Anlage an der Welle kommt, was zur Folge hat, daß die Dichtung gemäß F i g. 4 bei W₂ undicht wird. Ferner besteht die Gefahr, daß die Dichtungslippe 22 bei R\ von der Welle abgehoben wird, so daß an dieser Stelle ein Spalt entsteht.

Bei der erfindungsgemäßen Wellendichtung kann dagegen die Fläche 24 nicht zur Anlage an der Welle 30 kommen, da der Ansatz 23 vorhanden ist, der mit dem flexiblen Abschnitt 21 zusammenarbeitet, um zu bewirken, daß sich das Dichtungselement 12 im Bereich des flexiblen Abschnitts durchbiegt, um hierdurch den Ansatz 25 der Welle 30 zu nähern, wenn eine Verformung stattfindet Somit kann der Ansatz 25 mit der Welle 30 bei R2 zusammenarbeiten und die Dichtungslippe 22 stabilisieren, um ein unerwünschtes Vordrücken der Dichtungslippe und damit das Entstehen einer Undichtigkeit bei R2 zu verhindern. Da bei der Wellendichtung gemäß der Erfindung die beschriebene große Maßüberschneidung vorhanden ist, kann auch bei /?| kein Spalt entstehen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

24 51615 Patentansprüche:

1. Wellendichtung, bestehend aus einem starren Gehäuse mit einem Verankerungsabschnitt (15), einem Elastomerteil (12) mit einem Verankerungsabschnitt (16), der seinerseits mit dem Verankerungsabschnitt (15) des Gehäuses (11) verbunden ist und einen Lippenkörper (20) besitzt, der mit eiern Verankerungsabschnitt (16) des Elastomerteils (12) durch einen dünnwandigen und sich vom Verankerungsabschnitt (16) radial nach innen erstreckenden flexiblen Abschnitt (21) verbunden ist, welcher einen relativ kurzen kegelstumpfförmigen Mantel bildet, wobei der Lippenkörper (20) mit einem Paar von konvergierenden Flächen (23, 24) versehen ist, die sich an einer Kante treffen, um eine ringförmige Dichtungslippe (22) zu bilden, die in ständiger Dichiverbindung mit der Welle (30) steht, wobei die eine Fläche (24) auf der Luftseite der Wellendichtung und die andere Fläche (23) auf der ölseite der Wellendichtung liegt und die auf der Luftseite der Wellendichtung liegende Fläche einen ringförmigen, radial nach innen ragenden Ansatz (25) aufweist, der (25) durch einen axialen Abstand von der Dichtungslippe (22) getrennt ist, insbesondere wobei der kegelstumpfförmige flexible Abschnitt (21) des Elastomerteils (12) in der Nähe des Gehäuseverankerungsabschnittes (15) erheblich dünner als der Lippenkörper (20) ist, so daß jede Verformung des Elastomerteils (12) nicht im Lippenkörper (20), sondern im flexiblen Abschnitt (21) stattfindet, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige, radial nach innen ragende Ansatz (25) auch im eingebauten Zustand einen größeren Innendurchmesser als die Dichtungslippe (22) aufweist und so während des normalen Betriebes, bei dem die Welle (30) konzentrisch zu der Dichtungslippe (22) umläuft, nicht in Berührung mit der Welle (30) kommt, und daß jedoch für den Fall, daß die Welle (30) exzentrisch zur Dichtungslippe (22) umläuft, der Ansatz (25) zur Stabilisierung der Lage der Dichtungslippe (22) auf der Welle (30) derart bemessen ist, daß er in Berührung mit der Welle (30) kommt und dadurch bei der Dichtungslippe (22) bei jedem Betriebszustand eine überschüssige Maßüberschneidung und abdichtende Berührung ihrer von den kegelstumpfförmigen Flächen (23, 24) gebildeten Kante über den gesamten Umfang der Welle (30) vorhanden ist.

2. Wellendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Luftseite der Wellendichtung gelegene Fläche (24) der Dichtungslippe (22) unmittelbar in den einen halbkreisrunden Querschnitt aufweisenden, radial nach innen weisenden ringförmigen Ansatz (25) übergeht.