DE2743501A1

DE2743501A1 - Dichtring

Info

Publication number: DE2743501A1
Application number: DE19772743501
Authority: DE
Inventors: Bernd Dipl Ing Dr Becker; Hans Dipl Ing Forch; Adam Ing Grad Helfrich; Gottfried Jung
Original assignee: Carl Freudenberg KG
Current assignee: Carl Freudenberg KG
Priority date: 1977-09-28
Filing date: 1977-09-28
Publication date: 1979-03-29
Also published as: US4240643A; GB2016613A; IT1109418B; JPS5450751A; JPS6123425B2; DE2743501C3; FR2404782B1; IT7850570A0; FR2404782A1; DE2743501B2; GB2016613B

Description

Anmelderin: Firma Carl Freudenberg, Weinheim

Dichtring

Die Erfindung betrifft einen Dichtring, bestehend aus einem Versteifungsteil und einem daran befestigten, ringförmig ausgebildeten Lippenteil aus einem elastomeren Werkstoff.

Gattungsgemäße Dichtelemente finden beispielsweise Verwendung bei der Abdichtung von Wellendurchführungen durch Gehäuseseitenwände. Sie bestehen üblicherweise aus einem Versteifungsteil aus Metall, das ein winkelförmig ausgebildetes Profil aufweist, wobei an dem nach innen weisenden Steg ein Lippenteil aus einem elastomeren Werkstoff anvulkanisiert ist. Die Fertigung solcher Dichtelemente setzt infolgedessen umfangreiche, spezielle Fertigungseinrichtungen voraus, und sie ist daher mit hohen Fixkosten belastet.

Die Ausführung des Versteifungsteils aus Metall ist dabei nicht zufällig, sondern sie ergibt sich u.a. aus der fertigungstechnischen Notwendigkeit, einen Werkstoff zu verwenden, dessen Oberfläche während der Vulkanisation des Lippenteiles eine feste Bindung mit

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diesem eingeht. Unter Verwendung thermoplastischer Kunststoffe für die Ausbildung des Versteifungsteiles konnten bei der Ausführung ohne Haftmittel bisher keine befriedigenden Ergebnisse erzielt werden.

Aus DT-AS 2 312 548 ist ein Radialwellendichtring bekannt, bei dem das aus einem elastomeren Werkstoff bestehende Lippenteil zwischen den beiden einander axial zugeordneten Hälften des Versteifungsringes eingeklemmt wird. Zur Erzielung eines flüssigkeitsdichten Abschlusses zwischen den verschiedenen Teilen muß dabei allerdings die Einbauposition so gewählt werden, daß laufend eine axiale Verpressung stattfindet. Ein anderer Nachteil dieses Radialwellendichtringes besteht daneben insofern, als er aus drei unabhängig voneinander zu fertigenden Einzelteilen besteht. Aus dieser Notwendigkeit resultieren zwangsläufig relativ hohe Herstellkosten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen zweiteiligen Dichtring zu entwickeln, der auf eine besonders wirtschaftliche Weise herstellbar ist und der bei freier Wählbarkeit des Werkstoffes für den Versteifungsring eine ausgezeichnete Betriebssicherheit aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst bei einem Dichtring der eingangs genannten Art, der dadurch gekennzeichnet ist, daß der Lippenteil wenigstens einen in axialer Richtung vorspringenden, ringförmigen Wulst aufweist, mit dem er in einer stirnseitig angeordneten Nut des Stützringes gehalten wird, wobei zumindest der außerhalb der Nut liegende Teil des Versteifungsteiles flexibel ausgebildet ist und im Bereich der Nut auf einen Durchmesser erweitert ist, der größer ist als der Einbaudurchmesser.

Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist es vorgesehen, daß der Lippenteil durch zwei oder

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mehrere, zangenartig einander zugewandte Wülste mit dem Versteifungsteil verbunden ist. Bei einer entsprechenden Ausführung ist es vorteilhaft, wenn der Lippenteil durch zwei oder mehrere radial übereinander angeordnete Wülste mit dem Versteifungsteil verbunden ist.

Hinsichtlich der speziellen Ausbildung des Profiles bei der Ausbildung der Wülste hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn deren vorspringender Teil birnenähnlich verbreitert ist.

Das Versteifungsteil besteht vorteilhaft aus einem thermoplastischen, duroplastischen oder elastomeren Werkstoff. Je nach verwendetem Werkstoff kann es dabei im einzelnen zweckmäßig sein, daß der außerhalb der Nut liegende Teil des Versteifungsteiles durch Einschnitte in mehrere gleichmäßig auf dem Umfang verteilte Segmente unterteilt ist.

Hinsichtlich der Profilgestaltung des Versteifungsteiles hat es sich daneben als zweckmäßig erwiesen, wenn der erweiterte Teil des Außendurchmessers in axialer Richtung beiderseits als in einem flachen Winkel abfallend ausgebildet ist.

Die beigefügte Zeichnung nimmt Bezug auf einige beispiel hafte Ausführungen des erfindungsgemäßen Dichtringes:

Figur 1 zeigt einen Wellendichtung, bei dem der Lippenteil durch nur einen, in axialer Richtung vorspringenden, ringförmigen Wulst mit dem Versteifungsteil verbunden ist.

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Figur 2 zeigt eine Stangenabdichtung, bei der der Lippenteil durch zwei zangenartig einander zugewandte Wülste mit dem Versteifungsteil verbunden ist.

Figur 3 zeigt einen Wellendichtung, bei dem der Lippenteil mit zwei radial übereinander angeordneten Wülsten in dem Versteifungsteil verankert ist.

Der erfindungsgemäße Dichtring besteht aus zwei unabhängig voneinander gefertigten Einzelteilen, nämlich dem Versteifungsteil 1, und dem Lippenteil 2. Beide Teile sind durch einfaches Ineinanderfügen untereinander verbunden, wobei es im Sinne der vorliegenden Erfindung von besonderer Bedeutung ist, daß das Versteifungsteil im Bereich der Nut auf einen Durchmesser erweitert ist, der größer ist als der Einbaudurchmesser. Das Versteifungsteil ist in diesem Bereich flexibel ausgebildet, und es vermag sich infolgedessen während des Einbauvorganges dem Nenndurchmesser der aufnehmenden Bohrung anzupassen. Durch diesen VerformungsVorgang kommt es zur Ausübung erheblicher radialer Kräfte auf den in der stirnseitigen Nut eingespannten Wulst des Lippenteiles, und es ergibt sich eine absolut zuverlässige, flüssigkeitsdichte Verankerung der beiden Teile untereinander.

Für die Ausbildung beider Teile können je nach spezifischem Anwendungsfall die am besten geeigneten Werkstoffe ausgewählt werden. So ist es im allgemeinen zweckmäßig, den Lippenteil 2 aus den an sich bekannten elastomeren Werkstoffen herzustellen. Hinsichtlich der Ausbildung des Versteifungsteiles steht eine breiter gefächerte Werkstoff-Palette zur Verfügung. Das Versteifungsteil kann aus Metall bestehen. Insbesondere bei einer komplizierteren Querschnittgestaltung hat es sich hingegen als zweckmäßiger erwiesen, es aus einem thermoplastischen, einem duroplastischen oder einem elastomeren Werkstoff herzustellen. Dabei

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ist es hinsichtlich der Profilgestaltung wesentlich, daß der radial innen von der Nut liegende Teil des Versteifungsteiles ein möglichst steifes Verhalten aufweist, während der außerhalb der Nut liegende Teil möglichst elastisch nachgiebig ausgebildet ist. Je nach verwendetem Werkstoff kann es daher zweckmäßig sein, diesen letztgenannten Bereich durch Einschnitte 1.3 in gleichmäßig auf dem Umfang verteilte Segmente zu unterteilen.

Zur besseren Abstützung der Dichtlippe 2.3 kann es zweckmäßig sein, an dem Versteifungsteil einen radial nach innen weisenden Vorsprung 1.2 anzuordnen.

Bei einer Verbindung des Lippenteiles mit dem Versteifungsteil auf dem druckabgewandten Seite des Dichtringes hat es sich als zweckmäßig erwiesen, das Profil der ringförmig vorspringenden Verbindungswülste 2.2 des Lippenteiles 2 so auszubilden, daß es im vorspringenden Bereich birnenartig erweitert ist. Durch eine solche Ausbildung ergibt sich neben der kraftschlüssigen Verankerung im eingebauten Zustand zusätzlich eine formschlüssige Verankerung. Sind mehrere derartige Wülste 2.2 konzentrisch übereinanderliegend angeordnet, so ergibt sich hieraus hinsichtlich der Abdichtung ein zusätzlicher Dichteffekt. Bei großen Wellendurchmessern kann daneben ein anderer Vorteil insofern genutzt werden, als es möglich ist, den Lippenteil nach eingetretenem Verschleiß ohne Austausch des Versteifungsteiles auszuwechseln. Hierzu ist es lediglich erforderlich, das Versteifungsteil so weit aus der aufnehmenden Bohrung vorzuziehen, daß sein erweiterter Teil 1.1 elastisch aufzufedern vermag. Das Versteifungsteil verbleibt dann in dieser Position, und der gegebenenfalls

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geteilte Lippenteil wird unabhängig von diesem durch einfaches Einknüpfen ersetzt. Durch anschließendes Zurückführen des Versteifungsteiles auf die ursprüngliche Position ergibt sich wiederum eine radiale Einspannung des ringförmigen Wulstes 2.1 und damit eine absolut dichte, form- und kraftschlüssige Verankerung der beiden Teile des Dichtringes untereinander.

Die Erweiterung des Außendurchmessers des Versteifungsteiles im Bereich der axial angeordneten, stirnseitigen Nut ist maßlich auf den beabsichtigten Einspannvorgang abzustimmen. Ein Übermaß über den im übrigen zylindrisch ausgebildeten Außendurchmesser des Versteifungsteiles von 0,5 bis 1 mm hat sich bei allen Maßen unter 100 mm im allgemeinen bewährt.

Insbesondere bei einer Ausführung des Versteifungsteiles aus einem Kunststoff hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn der erweiterte Teil des Außendurchmessers in axialer Richtung beiderseits als in einem flachen Winkel abfallend ausgebildet ist. Durch eine entsprechende Ausbildung wird insbesondere angestrebt, daß unter weitgehender Vermeidung plastischer Veränderungen eine rein elastische Einschnürung des Außendurchmessers auf das Nennmaß erreicht wird. Besonders geeignete Werte hinsichtlich der Ausbildung dieses Winkels liegen in der Größenordnung von 10 bis 20 .

Die durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Dichtringes erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß dieser auf eine außerordentlich wirtschaftliche Weise herstellbar ist. Daneben kann der Dichtring vielfältigen spezifischen Anforderungen angepaßt werden, und es bereitet beispielsweise keinerlei Schwierigkeiten, ihn korrosionsbeständig auszubilden.

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Claims

Patentansprüche:

/A _s
/ 1_v Dichtring, bestehend aus einem Versteifungsteil und einem daran befestigten, ringförmig ausgebildeten Lippenteil aus einem elastomeren Werkstoff, dadurch gekennzeichnet, daß der Lippenteil (2) wenigstens einen in axialer Richtung vorspringenden, ringförmigen Wulst (2.1) aufweist, mit dem er in einer stirnseitig angeordneten Nut des Versteifungsteiles (1) gehalten wird, wobei zumindest der außerhalb der Nut liegende Teil des Versteifungsteiles flexibel ausgebildet sit und im Bereich der Nut auf einen Durchmesser (1.1) erweitert ist, der größer ist als der Einbaudruchmesser.
2. Dichtring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lippenteil (2) durch zwei oder mehrere zangenartig einander zugewandte Wülste (2.1) mit dem Versteifungsteil (1) verbunden ist.
3. Dichtring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lippenteil (2) durch zwei oder menrere radial übereinander angeordnete Wülste (2.1) mit dem Versteifungsteil (1) verbunden ist.
4. Dichtring nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil des vorspringenden Teils der Wülste (2.1) birnenähnlich (2.2) verbreitert ist.
5. Dichtring nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Versteifungsteil (1) aus einem thermoplastischen, duroplastischen otter einem elastomeren Werkstoff besteht.

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6. Dichtring nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der außerhalb der Nut liegende Teil des Versteifungsteiles durch Einschnitte (1.3) in mehrere gleichmäßig auf dem Umfang verteilte Segmente unterteilt ist.
7. Dichtring nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erweiterte Teil (1.1) des Außendurchmessers des Versteifungsteiles in axialer Richtung beiderseits als in einem flachen Winkel abfallend ausgebildet ist.

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