DE2745356A1

DE2745356A1 - Dichtelement

Info

Publication number: DE2745356A1
Application number: DE19772745356
Authority: DE
Inventors: Stig Persson
Original assignee: SKF Kugellagerfabriken GmbH
Current assignee: SKF GmbH
Priority date: 1976-10-18
Filing date: 1977-10-08
Publication date: 1978-04-20
Also published as: ZA775939B; GB1575733A; CH323164A; JPS5662461U; DE2745356C2; SE7611517L; FR2367962B1; NL184488B; DK146546C; ES463264A1; FR2367962A1; FR1070639A; BE525994A; CA1074826A; IT1113633B; NL184488C; DK462677A; NO773545L; JPS5723733Y2; NL7711344A

Description

SKP KUGELLAQERFABRIKEN OMBH Schweinfurt, 4.10.1977 TPA/vH/gh SW 76 025 DT

Dichtelement

Die Erfindung betrifft ein Dichtelement zum Abdichten eines Spaltes zwischen den Oberflächen zweier Maschinenelemente, bestehend aus integral geschäumten Kunststoff mit mindestens einem porösen Abschnitt und mindestens einem homogenen und harten Abschnitt.

Die PunktionstUchtigkeit des Dichtelementes der angegebenen Gattung hängt davon ab, wie weit es in der Lage ist, den Durchtritt von kleinen Fremdkörpern, zum Beispiel Staub, durch den Spalt zu verhindern, wobei eine hohe mechanische Festigkeit des Dichtelementes gefordert wird. Insbesondere in Fällen, wo es sich um zwei längs des Spaltes relativ zueinander bewegliche Maschinenelemente handelt, soll das Dichtelement gute Gleiteigenschaften mit geringer Gleitreibung besitzen. Herkömmlicherweise wird das Dichtelement aus einer Anzahl verschiedener Werkstoffe, unter Anständen mit einzelnen getrennten Abschnitten, hergestellt, damit es all diesen verschiedenen Anforderungen gewachsen ist. Die Fertigung des herkömmlichen Dichtelementes ist also teuer und seine Lagerhaltung und Montage aufwendig und schwierig.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein einteiliges Dichtelement der angegebenen Art zu schaffen, das mit wirtschaftlichen Mitteln aus einem einzigen Grundwerkstoff (Kunststoff) wirtschaftlich herstellbar ist und das bei großer mechanischer Festigkeit ein gutes Dichtvermögen mit guten Gleiteigenschaften aufweist.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der poröse Abschnitt mindestens einer der beiden Oberflächen direkt gegenüberstehend angeordnet und mit einem durch diesen hindurch strömbaren Schmiermittel gefüllt ist.

Naeh einem besonderen Merkmal der Erfindung erstreckt sich der homogene Abschnitt des Dichtelementes über mindestens einen Teil des Spaltes zwischen den Oberflächen.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung berührt der poröse Abschnitt die gegenüberstehende Oberfläche.

Nach einem zusätzlich weiteren Merkmal der Erfindung sitzt der homogene Abschnitt auf einer der beiden Oberflächen und ist auf dieser Oberfläche durch fornschlüssige Mittel gegen Verschieben festgelegt. Nach der Erfindung können diese formschliissigen Mittel durch eine Rille oder Anlageschulter in der besagten Oberfläche gebildet sein, in die bzw. gegen die der homogene Abschnitt greift.

Erfindungsgemäß 1st der homogene Abschnitt mit einer seitlichen Einbuchtung versehen. Dabei kann das Dichtelement nach der Erfindung ringförmig ausgebildet sein, so daß dieses als Wellendichtung dienen kann. In der Einbuchtung des ringförmigen Elementes kann dann naeh einem weiteren Merkmal der Erfindung ein elastischer Ring, zum Beispiel eine Ringfeder, angeordnet sein, die den betreffenden Teil des Dichtelementes gegen die gegenüberstehende Oberfläche drückt.

Pernerhin berührt nach einem Merkmal der Erfindung der homogene Abschnitt des Dichtelementes die dem porösen Abschnitt gegenüberstehende Oberfläche.

Schließlich kann nach der Erfindung der poröse Abschnitt über Bohrungen oder Schlitze im homogenen Abschnitt der betreffenden Oberfläche direkt gegenüberstehend angeordnet sein. Das erfindungsgemäße Dichtelement kann wirtschaftlich in verschiedenen geometrischen Formen und mit verschiedenen mechanischen Eigenschaften hergestellt werden, so daß dieses dem Jeweiligen Anwendungsfall leicht anpaßbar ist.

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Das erfindungsgemäße Dichtelement ist in der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele, die in den Zeichnungen dargestellt sind, näher erläutert.

Es zeigen

Figur 1 einen Querschnitt durch ein in ein Gehäuse eingebautes Dichtelement als Radialdichtung für eine Welle,

Figur 2, 3» 3a und 4a einen Querschnitt durch Je ein abgeändertes Dichtelement als Radialdichtung für eine Welle,

Figur 4 einen Querschnitt durch ein in ein Gehäuse eingebautes Dichtelement als Axialdichtung für eine Welle oder Scheibe,

Figur 3* 6, 7 und 8 einen Querschnitt durch Je ein weiteres abgeändertes Dichtelement als Radialdichtung für eine Welle, und

Figur S, 10 und 11 einen Querschnitt durch Je ein Dientelement als Dichtung für einen Kolben oder eine Kolbenstange.

In Figur 1 ist mit 1 ein Gehäuse bezeichnet, durch das die umlaufende Welle 2 hindurchgeführt ist. Die Bohrung des Gehäuses 1 weist die Sitzfläche 3 für ein Lager (nicht gezeigt) auf, in dem die Welle 2 gelagert 1st. An der Durchtrittsstelle der Welle 2 aus dem Gehäuse 1 ist zwischen den betreffenden Oberflächen von Gehäuse 1 und Welle 2 ein ringförmiger Spalt vorhanden, der durch das ringförmig ausgebildete Dichtelement 4 überbrückt und abgedichtet wird.

Das Dichtelement 4 ist ausgehend von einem "integral geschäumten" Kunststoff-Rohling aus einem einzigen Grundwerkstoff gefertigt, das ist ein Rohling mit einem porösen Kern und einer harten und homogenen Oberflächenschicht mit der gewünschten Schichtetärke. Durch Trennen oder Durohschneiden eines ringförmigen Rohlings wird das Dichtelement 4 erhalten, dessen eine Außenfläche (Trennfläche) durch den porösen Abschnitt und dessen übrige

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Außenfläche (Seitenflächen und Mantelfläche) durch den harten und homogenen Abschnitt 4b gebildet sind.

Wie in Figur 1 zu sehen, erstreckt sich der harte und homogene Abschnitt 4b an den Stirnflächen radial über den gesamten Spalt zwischen Gehäuse und Welle 2 und berührt an seinem radialen inneren Ende 5 zu beiden Seiten des Dichtelementes 4 die Welle 2, während der poröse Abschnitt so angeordnet ist, daß er die Fläche 4a bildet, die der Oberfläche (; lantelflache) der Welle gegenübersteht und diese ebenfalls berührt.

Der harte und homogene Abschnitt 4b verleiht dem Dichtelement 4 eine vorteilhaft hohe Steifigkeit und Festigkeit. Insbesondere bewirkt er, daß das Dichtelement 4 mit einer ausreichend strammen Sitzpassung im Gehäuse festgesetzt werden kann.

Das Gehäuse 1 weist in seiner radial inneren Oberfläche (Bohrung) eine ringförmige Rille auf, in die ein entsprechender Ansatz 6 des Diohtelementes 4 eingreift, der das Dichtelement 4 gegen seitliches Verschieben festlegt und siehert.

Der poröse Abschnitt des Dichtelementes 4 ist mit einem durch diesen hindurch zur radial innen liegenden Außenfläche 4a dieses Abschnitte strömbaren Sehmiermittel, zum Beispiel Schmieröl, gefüllt. Beim Gleiten der Außenfläche 4a auf der Welle 2 entsteht eine relativ kleine Gleitreibung, so daß eine gute Dichtwirksamkeit des Dichtelementes 4 gegeben ist.

In Figur 2 ist ein abgeändertes einteiliges Dichtelement für eine Welle gezeigt, welches ähnlich wie das in Figur 1 dargestellte Dichtelement gebaut, Jedoch an seinen beiden Seiten mit einer Einbuchtung 7 versehen ist. Diese Einbuchtung 7 bewirkt, daß auch der relativ harte Abschnitt 4b dieses Dichtelementes nachgiebig ist, so daß das Dichtelement in radialer Richtung eine besonders gute Nachgiebigkeit besitzt.

In Figur J ist ein weiteres abgeändertes Dichtelement für eine Welle dargestellt, welches ebenfalls als Radialdichtung wirkt. Es kann aus dem in Figur 2 gezeigten Dichtelement als Rohling hergestellt werden, indem dieses

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einfach in seiner mittleren Radialebene durchgeschnitten und somit in zwei einzelne Hälften geteilt wird. Das so erhaltene, ringförmige Dichtelement weist auf seiner einen Seite eine vom porösen Abschnitt gebildete und auf seiner gegenüberliegenden Seite eine vom harten und homogenen Abschnitt gebildete Außenfläche auf. Die Außenfläche des harten Abschnitts besitzt die seitliche Einbuohtung 8, welche dem Dichtelement eine günstige radiale Nachgiebigkeit verleiht. Beim Einbau des in Figur 3 gezeigten Diehtelementes in ein Lagergehäuse - siehe Figur 1 - ist die relativ harte, gegenüber Stöße unempfindliche, mit der Einbuchtung 8 versehene Außenfläche so einzusetzen, daß diese, dem Lagerraum abgewandt, nach außen zeigt.

In Figur 3a ist ein weiteres, abgeändertes Dichtelement als Radialdichtung für eine Welle veranschaulicht, welches ringförmig ausgebildet ist und in seiner, der Oberfläche (Mantelfläche) der Welle zugekehrten Fläche eine Ringnut z>Ischen dem harten und homogenen Abschnitt auf Jeder Seite und dem mittleren porösen Abschnitt aufweist. Das auf der Welle (nicht gezeigt) gleitende Dichtelement der Figur Ja erhält dadurch verbesserte Diohtungseigenschaften.

In Figur 4 ist der Querschnitt eines in ein Gehäuse eingebautes Dichtfclementes als Axialdichtung für eine Welle oder Scheibe zu sehen. Das Diehtelement gleitet auf der umlaufenden, radialen Ebene 9. Dabei steht der poröse Abschnitt des Dichtelementes mit seiner Stirnfläche 10 der radialen Ebene 9 direkt gegenüber und wirkt abdichtend. Uta gute elastische Eigenschaften in axialer Richtung zu erhalten, können die harten und homogenen axial verlaufenden Abschnitte 11 und 12 mit Einbuchtungen versehen sein.

Figur 4a zeigt wiederum ein abgeändertes ringförmiges Diehtelement als Radialdichtung für eine Welle, das zwischen Welle und Gehäuse eingebaut sein kann. Der poröse Abschnitt des Dichtelementes ist hler fast vollständig von festen und homogenen Oberflächen-Abschnitten umgeben· Lediglich über Schlitae jjl, die in den harten und homogenen Oberflächen-Abschnitten eingearbeitet sind, steht der poröse Abschnitt der Welle (nicht gezeigt) direkt gegenüber. Auf beiden Seiten des Dichtelementes

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bildet der harte und homogene Abschnitt eine Dichtlippe JO, die auf der Welle (nicht gezeigt) gleitet. Der poröse Abschnitt der Dichtung ist mit einem Schalerstoff, zum Beispiel Schmieröl, gefüllt, das duroh diesen hindurohströmen und über die Schlitze Jl in den Raum zwischen den Dichtlippen JO eintreten kann.

In Figur 5 ist ein weiteres abgeändertes ringförmiges Dichtelement als Radialdichtung für eine Welle dargestellt, das mit seinem harten und homogenen Abschnitt in der Bohrung des Gehäuses 14 sitzt und an der Anlageschulter 1} des Gehäuses 14 anliegt. Das Dichtelement ist durch die Anlagesohulter 12 gegenüber axiale Verschiebung in einer Richtung im Gehäuse 14 festgelegt. Eine schraubenförmig gewundene Ringfeder 15 1st in einer seitliehen Einbuchtung auf seiner Seite des Dientelementes festgesetzt, die eine radiale Federkraft auf das Diehtelement in Richtung der Oberfläche (Mantelfläche) der umlaufenden Welle (nicht gezeigt) ausübt. Dadurch 1st dauernd eine ordentliche GleitberUhrung des mit Schmieröl gefüllten porösen Abschnitts des Dichtelementes auf der Welle (nicht gezeigt) gewährleistet.

In Figur 6 ist in weiterer Abänderung ein Dichtelement gezeigt, welches wie das in Figur 5 angegebene Dichtelement in einem Gehäuse festgesetzt. Jedoch beidseitig mit einem homogenen und relativ harten Abschnitt versehen 1st und somit eine gute Dichtwirkung gegenüber den Räumen auf beiden Seiten des Dichtelementes aufweist und gleichzeitig eine besonders hohe mechanische Festigkeit besitzt.

Figur 7 veranschaulicht ein abgeändertes ringförmiges Dichtelement als Radialdichtung, das mit seinem harten und homogenen Abschnitt auf der Oberfläche (Mantelfläche) der Welle 16 sitzt und an der Anlageschulter 20 der Welle 16 anliegt, so daß dieses auf der Welle 16 gegenüber axiale Verschiebung in einer axialen Richtung festgelegt ist. Das Dichtelement läuft also mit der Welle 16 um. Dabei steht der mit Schmieröl gefüllte, poröse Abschnitt des Diohtelementes der radial inneren Oberfläche (Bohrung) 18 eines Gehäuses direkt gegenüber und berührt diese, indem es auf dieser gleitet und den Spalt zwischen der Oberfläche der

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Welle 16 und der Oberfläche 18 des Gehäuses abdientet.

In Figur 8 ist ein Dichtelement im Querschnitt dargestellt, welches ähnlich wie das in Figur 7 gezeigte Diohteleeent gebaut ist. Mit seinem porösen Abschnitt, der mit Sohmieröl gefüllt ist, gleitet dieser ebenfalls auf der radial inneren Oberfläche (Bohrung) 19 eines Gehäuses. Der harte und homogene Abschnitt des Dichtelementes umgibt teilweise den porösen Abschnitt und bildet mit seiner Außenfläche der Welle 17 gegenüber eine feste steife Sitzfläche. Im übrigen liegt das Diohtelement mit seinem harten und homogenen Abschnitt an der Anlageschulter 21 der Welle 17 an, so dad dieses auf der Welle 17 gegen axiale Verschiebung in einer Richtung festgelegt ist.

Figur 9 zeigt ein anderes ringförmiges Dichtelement, das als Dichtung für einen Kolben oder eine Kolbenstange 2J> dient· Dieses Diohtelement dichtet den ringförmigen Spalt, der zwischen dem Gehäuse 22 und der durch das Diehtelement hindurchgeführten Kolbenstange 23 gebildet wird. Die Kolbenstange 2jJ kann ohne weiteres durch das Dientelernent hindurchgesteckt werden, so daß ein leichter Ein- und Ausbau dieser Kolbenstange 22 gegeben ist. Das in Figur 9 dargestellte Dichtelement ist so gebaut, daß es besonders wirkungsvoll den auf seiner einen Seite befindlichen Raum 24, der mit einem unter Druok stehenden Strömungsmittel gefüllt sein kann, abdichtet.

In Figur 10 ist ein weiteres ringförmiges Dichtelement als Dichtung für einen Kolben 25, der in einem Zylinder 26 hin- und herbeweglich angeordnet ist, veranschaulicht. Das Diohtelement liegt auf seiner einen Seite mit seinem harten und homogenen Abschnitt an einer Anlageschulter des Kolbens 25 an und dichtet auf seiner gegenüberliegenden Seite gegen einen Druok im Zylinderraum 27, der durch die Hin- und Herbewegung des Kolbens 25 im Zylinderraum 27 erzeugt wird.

Schließlich ist in Figur 11 ein ringförmiges Diohtelement für eine durch dieses hindurchgesteckte Kolbenstange 29 dargestellt, welches in einer Ringnut des Gehäuses 28 sitzt und eine Wiseherlippe aufweist. Der mit Schmieröl gefüllte, poröse Abschnitt ist radial außen und seitlich vom nicht-porösen, harten Abschnitt umgeben. Die radial innere Außenfläche

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des Dichtelementes, welche der sich hin- und herbewegenden Oberfläche (Mantelfläche) der Kolbenstange 29 direkt gegenübersteht, ist zum größten Teil durch den porösen Abschnitt des Diohtelementes gebildet.

Das erfindungsgemäße Dichtelement, welches oben in seinen verschiedenen AusfUhrungsbeispielen näher beschrieben 1st, hat den großen Vorteil, daß es als einteiliges Element aus einen einzigen Grundwerkstoff (Kunststoff) wirtschaftlieh gefertigt werden kann und dabei «ine große nechanlsohe Festigkeit und gute Gleiteigenechaften aufweist.

Das beschriebene Dichtelement kann Übrigens in Rahmen der Erfindung weiter abgeändert werden. Zun Beispiel kann , wie bereits erwähnt, das in Figur gezeigte Dichtelement sowohl an seinen radialen als auch an seinen axialen Außenflächen nlt ringförmigen Einbuchtungen versehen sein, damit dieses Dichtelement eine besonders gute elastische Nachgiebigkeit in radialer und axialer Richtung besitzt. Anstelle der Schlitze können andere Öffnungen, zum Beispiel Bohrungen, in harten und homogenen Abschnitt an der Stelle des Dichtelementes vorhanden sein, die der betreffenden Oberfläche - für den Fall relativ zueinander beweglicher Maschinenelemente, der relativ zum Dichtelement sich bewegenden Oberfläche - direkt gegenüberstehend angeordnet ist. Das Dichtelement braucht nicht ringförmig gestaltet zu sein, sondern kann Jede beliebige, dem Verlauf des zugehörigen Spaltes angepaßte Form annehmen. Vorteilhafterweise wird das erfindungsgemäße Dichtelement nicht nur zum Abdichten von Spalten, die durch zwei relativ zueinander bewegliche Maschinenelemente gegeben sind, angewendet, sondern auch für Spalte, die durch zwei zueinander unbewegliche Maschinenelemente gebildet werden. In diesem Fall kann der poröse Abschnitt des Dichtelementes beiden durch die zwei Maschinenelemente gegebenen Oberflächen direkt gegenüberstehend angeordnet sein.

Der poröse Abschnitt des Dichtelementes kann mit einer Schmiermittelleitung verbunden sein, die durch entsprechende Öffnungen im harten und homogenen Abschnitt hindurchgeführt ist und diesen Abschnitt mit Schmiermittel versorgt.

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If

Leerseite

Claims

Patentansprüche

ί 1. Dichtelement zum Abdichten eines Spaltes zwischen den Oberflächen zweier Maschinenelemente, bestehend aus integral geschäumten Kunststoff mit mindestens einem porösen Abschnitt und mindestens einem homogenen und harten Abschnitt, dadurch gekennzeichnet, dafl der poröse Abschnitt (4a) mindestens einer der beiden Oberflächen direkt gegenüberstehend angeordnet und mit einem duroh diesen hindurch zu dieser Oberfläche strömbaren Schmiermittel gefüllt ist.
2. Dichtelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der homogene Abschnitt (4b) des Dichtelementes (4) über mindestens einen Teil des Spaltes zwischen den Oberflächen erstreckt.
J. Dichtelement naoh Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der poröse Abschnitt die direkt gegenüberstehende Oberfläche berührt.
4. Dichtelement naoh einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der homogene Abschnitt (4b) auf einer der beiden Oberflächen sitzt und auf dieser durch formsehlUeslge Mittel (6,13,20,21,22) gegen Verschieben festgelegt 1st.
5. Dichtelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die formsehlüssigen Mittel durch eine Rille oder Anlageeohulter (13,20,21) gebildet sind, in die bzw. gegen die der homogene Abschnitt (4b) greift.

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6. Dichtelement nach Anspruoh 2, dadurch gekennzeichnet, dafl der homogene Abschnitt mit einer seitlichen Einbuchtung (7,8) versehen ist.
7· Dichtelement nach einem der vorhergehenden AnsprUohe, dadurch gekennzeichnet, daß dieses ringförmig ausgebildet ist.
8. Dichtelement nach Anspruoh 6 und 7» dadurch gekennzeichnet, daß in der Einbuchtung (7*8) ein elastischer Ring (15) angeordnet ist.
9. Dichtelement nach einem der vorhergehenden AnsprUohe, dadurch gekennzeichnet, dafl der homogene Abschnitt (4b) die dem porösem Abschnitt gegenüberstehende Oberfläche berührt.
10. Dithtelement nach einem der vorhergehenden AnsprUohe, dadurch gekennzeichnet, daß der poröse Abschnitt über Bohrungen oder Schlitze (3I) im homogenen Abschnitt der betreffenden Oberfläche direkt gegenüberstehend angeordnet ist.

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