DE2554137A1 - Wellendichtung, und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

Wellendichtung, und verfahren zu ihrer herstellung

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DE2554137A1
DE2554137A1 DE19752554137 DE2554137A DE2554137A1 DE 2554137 A1 DE2554137 A1 DE 2554137A1 DE 19752554137 DE19752554137 DE 19752554137 DE 2554137 A DE2554137 A DE 2554137A DE 2554137 A1 DE2554137 A1 DE 2554137A1
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DE
Germany
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sealing element
metal housing
radial
annular
filler ring
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DE19752554137
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English (en)
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Darrell D Pendleton
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Garlock Inc
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Garlock Inc
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Publication date
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • F16J15/3248—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings provided with casings or supports
    • F16J15/3252—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings provided with casings or supports with rigid casings or supports
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • B29D99/0053—Producing sealings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2021/00—Use of unspecified rubbers as moulding material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/26—Sealing devices, e.g. packaging for pistons or pipe joints

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sealing With Elastic Sealing Lips (AREA)

Description

DIPL-ING. HORSV RÜ3E Dl FL.-I NG. PETER KOS E L
3353 BadGandersheim, -j. Dezember 1975
Postfach 129 Hohenhöfen 5 Telefon: (05382) 2842
Telegramm-Adresse: Siedpatent Badgandersheim
Unsere Akten-Nr. 2620/11
Garlock Inc.
Patentgesuch vom 1. Dezember 1975
Garlock Ine»
Division Street Palmyra, New York V. St. A.
Wellendichtung, und Verfahren zu ihrer Herstellung
Die Erfindung betrifft eine Wellendichtung, sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
Wellendichtungen, die oft auch als Öldichtungen bezeichnet werden, dienen dazu, das Austreten von Öl oder sonstigen Flüssigkeiten längs einer Welle zu verhindern. Die vorliegende Erfindung betrifft die Dichtungsbauart mit einem Metallgehäuse und einem Dichtelement aus Polytetrafluoräthylen (im folgenden abgeküzrt als PTFE).
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird darin gesehen, eine solche Dichtung, sowie ein preisgünstiges Verfahren zu ihrer Herstellung, zu schaffen, bei der eine zusätzliche Dichtlippe vorgesehen ist, um Schmutz, Staub und Verunreinigungen abzuhalten.
Nach der Erfindung wird dies erreicht durch die im Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen. Man erhält so in sehr einfacher und preiswerter Weise eine Wellendichtung mit sehr guten Eigenschaften. Dabei geht man in bevorzugter Weise so vor, daß man in einem radialen Flansch des Metallgehäuses der Dichtung mehrere Durchlässe vorsieht, das Dichtelement
Bankkonto: Norddeutsche Landesbank, Filiale Bad Gandersheim, Kto.-Nr.22.118.970 ■ Postscheckkonto: Hannover 66715
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neben diesem Flansch, aber radial gesehen innerhalb der Durchlässe anordnet, und daß man den Füllring aus synthetischem Kautschuk so zwischen Dichtelement und einen zylindrischen Abschnitt des Metallgehäuses einformt, daß er eine chemische Verbindung mit dem Metallgehäuse sowie eine mechanische Verbindung mit dem Dichtelement bildet und durch die Öffnungen auf die andere Seite des radialen Flansches fließt, um eine Hilfe- Dichtlippe zu bilden, die eine chemische Haftverbindung mit dem radialen Flansch bildet. Man erhält dann diese zusätzliche Dichtlippe bei dem ohnehin erforderlichen Vulkanisiervorgang, d.h. praktisch ohne Mehrkosten.
Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus dem im folgenden beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten, in keiner Weise als Einschränkung der Erfindung zu verstehenden Ausführungsbeispiel, sowie aus den übrigen, in der Beschreibungseinleitung nicht wiederholten Ansprüchen.
Die einzige Figur zeigt einen Querschnitt durch eine Hälfte einer Wellendichtung 10 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Diese Dichtung 10 hat ein ringförmiges Metallgehäuse 12, ein PTFE-Dichtelement 14, einen eingeformten Füllring 16 aus synthetischem Kautschuk und eine Hilfslippe 18, die ebenfalls aus dem synthetischen Kautschuk geformt ist, also einstückig mit dem Ring 16 ausgebildet ist, wie das auch die Zeichnung klar zeigt.
Das Metallgehäuse 12 hat einen zylindrischen Abschnitt 20, einen radialen Flansch 22, sowie mehrere umfangsmäßig im Abstand voneinander angeordnet Durchlässe 24 im radialen Flansch 22. Der Außenumfang 26 des Dichtelements 14 liegt wie dargestellt radial innerhalb der DuEchlässe 24 und hat einen radialen Abschnitt 28 sowie einen kegelstumpfförmigen Abschnitt 30 mit einer
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Γ"
Dichtlippe 32 und - auf der im Betrieb gegen die Welle anliegenden Seite 36 des Abschnitts 30 - mehrere hydrodynamische Pumpelemente 34, deren Aufbau an sich bekannt ist, z.B. Spiralnuten, die zusammen mit der rotierenden Welle das austretende Druckmittel zurückpumpen. Die Pumpelemente 34 sind nicht absolut erforderlich und können in vielen Fällen weggelassen werden. Sie können aber, falls sie gewünscht werden, erfindungsgemäß in das Dichtelement 14 zur gleichen Zeit eingeformt werden, zu der der Füllring 16 eingeformt wird. - Wie dargestellt, sind die Abschnitte 28 und 30 des Dichtelements 14 in bevorzugter Weise etwa gleich lang und schließen in bevorzugter Weise im entspannten Zustand einen Winkel von 100....140°, vorzugsweise etwa 120°, ein. Die Einspannung endet wie dargestellt etwas vor der Übergangsstelle zwischen den Abschnitten 28 und 30, um eine gute Beweglichkeit des Abschnitts 30 zu sichern.
Bei der Herstellung der Dichtung 10 wird das Metallgehäuse 12 in eine Form gelegt, wobei das Dichtelement gegen den radialen Flansch 22 anliegt und dabei wie dargestellt die Durchlässe 24 nicht oder jedenfalls nicht völlig verdeckt. Dann wird ein Formrohling aus synthetischem Kautschuk zwischen das Dichtelement 14 und den zylindrischen Abschnitt 20 des Metallgehäuses 12 eingebracht. Wenn die Form geschlossen ist, wird der Füllring 16 in der dargestellten bevorzugten Weise geformt, und dabei fließt ein Teil des synthetischen Kautschuks durch die Öffnungen 24 zu derjenigen Seite des radialen Flansches 22, die dem Dichtelement 14 gegenüberliegt, und bildet dort die angeformte Hilfslippe 18. Der synthetische Kautschuk geht eine chemische Haftverbindung ein mit dem Metall des Gehäuses 12, und er geht eine mechanische Verbindung ein mit dem PTFE-Dichtelement 14. Den Fachleuten dieses Gebiets"
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ist bekannt, wie eine mechanische Verbindung zwischen einem Kautschukteil, z.B. dem Füllring 16, und einem PTFE-Element, z.B. dem Teil I4f hergestellt wird, und es ist ihnen ebenfalls bekannt, wie eine chemische Haftverbindung zwischen einem Kautschukteil und einem Metallteil hergestellt wird; diese Verfahren brauchen deshalb hier nicht in allen Einzelheiten angegeben zu werden. Es genügt die Angabe, daß das Dichtelement 14 z.B. mit Säure gebeizt wird, damit sich eine große Zahl von Poren oder Grübchen bildet, in.die der Kautschuk des Füllrings 16 fließen kann, um die mechanische Verbindung zu bilden. Das Metallgehäuse wird phosphatiert und mit Klebstoff bestrichen, wobei z.B* ein Klebstoff auf Methyl-Äthyl-Keton-Basis verwendet wird; dieser Verfahrensschritt wird vor dem Einlegen in die Form vorgenommen, um die chemische Haftverbindung zu erhalten. Die Form wird normalerweise etwa 3 bis 4 Minuten geschlossen, und es wird eine Temperatur von etwa 180 bis 210 C bei einem Druck von etwa 1100 ... 1400 kp/cm verwendet.
Man erhält also ohne besonderen Aufwand, das heißt praktisch ohne Mehrkosten, die Hilfs-Dichtlippe 18, die mit dem radialen Flansch 22 typisch einen Winkel von 130 bis 14O° einschließt und die wie dargestellt praktisch auf der gesamten Außenseite des radialen Flanschs 22 durch chemische Haftverbindung sicher verankert ist. Gleichzeitig wird das Dichtelement 14 durch den Füllring 16 unverrückbar und flüssigkeitsdicht im Gehäuse 12 fixiert. Mit einem Minimum von Aufwand erhält man also eine Wellendichtung mit ausgezeichneten Eigenschaften, wobei naturgemäß im Rahmen des allgemeinen Erfindungsgedankens der vorliegenden Erfindung zahlreiche Abwandlungen und Modifikationen möglich sind. Zum Beispiel kann sich der Außenumfang 26 des Dichtelements 14 bis zum zylindrischen Abschnitt 20 des Metallgehäuses 12 erstrecken, jedoch müssen dann im radialen Abschnitt
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des Dichtelements 14 entsprechende Durchlässe vorgesehen werden, die mit den Öffnungen 24 wenigstens ungefähr fluchten, so daß der synthetische Kautschuk durch den radialen Flansch 22 hindurch auf dessen Außenseite strömen kann. Wegen des geringeren Strömungswiderstands wird jedoch die dargestellte Lösung bevorzugt.
Patentanwälte
Dipl.-hin· Horst Röse Dipl.-Ing. Peter Kosel
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Claims (14)

  1. DIPL-ING. HORST ROSE Dl PL.-ING. PETER KOSEL
    3353 Bad Gandersheim, -j # Dezember 1975
    Postfach 129
    Hohenhöfen5
    Telefon: (05382) 28«
    Telegramm-Adresse: Siedpalent Badgandershoim
    Unsere Akten-Nr. 2620/11
    Garlock Inc.
    Patentgesuch vom 11. Dezember 1975
    Patentansprüche
    [1Λ Verfahren zur Herstellung einer Wellendichtung von der^-Ärt, welche ein ringförmiges Metallgehäuse und ein ringförmiges Polytetrafluoräthylen-Dichtelement mit einer Dichtlippe aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß ein ringförmiger Füllring aus synthetischem Gummi zwischen dem Dichtelement und dem Metallgehäuse eingeformt wird, daß der Füllring mit dem Metallgehäuse und dem Dicht element verbunden wird, und daß gleichzeitig mit dem Einformen des Füllrings eine Hilfslippe aus dem synthetischen Gummi geformt wird·
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Herstellung einer . Wellendichtung, deren Metallgehäuse einen zylindrischen Abschnitt und einen radialen Flansch aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß Metallgehäuse und Dichtelement in eine Form eingesetzt werden, wobei ein radialer Abschnitt des Dichtelements in eine Lage neben einer Seite des radialen Flansches gebracht wird, daß ein vorbereiteter Rohling aus synthetischem Gummi in die Form eingebracht wird, daß im radialen Flansch des Metallgehäuses und im Abstand voneinander mehrere Durchlässe vorgesehen werden, und daß die Form geschlossen wird, um den Füllring zwischen dem radialen Abschnitt des Dichtelements und dem zylindrischen Flansch des Metallgehäuses und die Hilfslippe auf der dem Dichtelement gegenüberliegenden Seite des radialen Flanschs des Metallgehäuses zu formen.
    609 831/0616
    Bankkonto: Norddeutsche Landesbank, Filiale Bad Gandersheim. Kto.-Nr. 22.118.970 · Postscheckkonto: Hannover 66715
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbereitete Rohling in einen Ringraum zwischen dem zylindrischen Abschnitt des Metallgehäuses und dem radialen Abschnitt des Dichtelements eingebracht wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Abschnitt des Dichtelements in der Form so angeordnet wird, daß er die Durchlässe nicht versperrt.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenumfang des radialen Abschnitts des Dichtelements radial innerhalb der Durchlässe angeordnet wird.
  6. 6* Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallgehäuse vor seiner Verbindung mit dem Füllring behandelt wird, um eine chemische Haftverbindung zwischen ihm und dem Füllring zu ermöglichen.
  7. 7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis dadurch gekennzeichnet, daß das Dicht element vor seiner Verbindung mit dem Füllring behandelt wird, um eine mechanische Verbindung zwischen ihm und dem Füllring zu ermöglichen.
  8. 8. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche
    1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß beim Formvorgang hydrodynamische Pumpelemente an einer im Betrieb gegen die abzudichtende Welle anliegenden Seite des Dichtelements ausgebildet werden.
  9. 9. Wellendichtung mit einem ringförmigen Metallgehäuse und einem ringförmigen, eine Dichtlippe aufweisenden Dichtelement aus Polytetrafluoräthylen, dadurch gekennzeichnet, daß ein eingeformter ringförmiger Füllring (16) aus synthetischem Gummi mit dem Metallgehäuse (12) und dem Dichtelement (14) verbunden ist, und daß eine ringförmige, aus dem synthetischen Gummi geformte Hilfslippe mit dem Metallgehäuse (12) verbunden ist.
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  10. 10. Dichtung nach Anspruch 9, bei der das Metallgehäuse einen zylindrischen Abschnitt und einen radialen Flansch aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß umfangsmäßig voneinander einen Abstand aufweisende Durchlässe (24) im radialen Flansch (22) vorgesehen sind.
  11. 11. Dichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (14) neben dem radialen Flansch (22) des Metallgehäuses (12) einen radialen Abschnitt (28) aufweist.
  12. 12. Dichtung nach den Ansprüchen 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenumfang (26) des radialen Abschnitts (28) des Dichtelements (14) radial innerhalb der Durchlässe (24) liegt.
  13. 13. Dichtung nach Anspruch. 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfslippe (18) im Bereich der dem Dichtelement (14) gegenüberliegenden Seite des radialen Flansches (22) liegt.
  14. 14. Dichtung nach mindestens einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllring (16) mechanisch mit dem Dichtelement (14) und chemisch mit dem Metallgehäuse (12) verbunden ist, und daß die Hilfslippe (18) chemisch mit dem Metallgehäuse (12) verbunden ist ·
    Patentanwälte Dipl.-Ing. Horst Rose Dipl.-!ng. Peter Kose!
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