DE2825622C2 - Anordnung zur Abdichtung von rotierenden Wellen, insbesondere Kurbelwellen in Hubkolbenmotoren - Google Patents
Anordnung zur Abdichtung von rotierenden Wellen, insbesondere Kurbelwellen in HubkolbenmotorenInfo
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Description
55
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Abdichtung von rotierenden Wellen, insbesondere
Kurbelwellen in Hubkolbenmotoren, bestehend aus einem Radialwellendichtring aus elastischem Material
mit darin eingebettetem metallischen Gehäuseteil und einem dem Radialwellendichtring auf der Luftseite
vorgeschalteten, mit Schmiermittel versorgten Gewebepackungsring.
Bei der Abdichtung rotierender Wellen, wie z. B. Kurbelwellen in Hubkolbenmotoren, sind Radialwellendichtringe
in großem Umfang im Einsatz. Insbesondere bei erschwerten Betriebsbedingungen sind aber Grenzen
der Funktionstüchtigkeit derartiger Radialwellendichtringe erkennbar. Die Gründe hierfür sind vornehmlich
in einem unregelmäßigen Bewegungsablauf der Dichtstelle, dem Zutritt von Fremdkörpern, wie z. B.
Schmutzpartikeln, dem Zustand der Gegenlaufflächen, dar hohen Umfangsgeschwindigkeit der rotierenden
Welle, erheblicher Belastungen aufgrund der hohen Temperaturen des abzudichtenden Mediums und
anderen Faktoren zu suchen.
Die Bemühungen zur Verbesserung des Abdichtverhaltens und der Lebensdauer waren bislang auf
Konstruktion, Werkstoffe und Ausführung der Radialwellendichtringe
ausgerichtet So ist es z. B. bekannt auf der Luftseite des Radialwellendichtrings eine zusätzliche,
mit der rotierenden Welle in Berührung kommende sogenannte Schutzlippe vorzusehen. Als ergänzende
Maßnahmen wurden auch sogenannte »Opferringe« auf der Luftseite des Radialwellendichtringes vorgesehen.
Als »Opferringe« bezeichnet man in der Regel solche Radialwellendichtringe üblicher Bauart die aus einem
Manschettenwerkstoff geringer Temperatur- und Medienbelastbarkeit wie z. B. Nitril-Kautschuk, bestehen.
Derartige Werkstoffe zeichnen sich durch sehr geringe Kosten gegenüber den Werkstoffen (z. B. Fluorelastomer)
aus. aus denen im allgemeinen die längerlebigen Dichtringe auf der Medienseite gefertigt sind.
Ein weiterer Schritt, dem geschilderten Problem Abhilfe zu schaffen, bestand darin, Anordnungen der
eingangs bezeichneten Art vorzusehen, bei denen ein Radialwellendichtring jeweils mit einem Ring aus
sogenanntem Packungsgeflecht kombiniert wurde. Bei Versuchen mit dieser Ausführung zeigte sich indessen in
gleicher Weise, wie bei den Ausführungen mit zusätzlichen Opferringen und Ringkonstruktionen mit
in Berührung mit der Welle kommender Schutzlippe, eine Schädigung der Lauffläche dieser auf den Schutz
gegen eindringende Fremdstoffe ausgerichteten Elemente.
Man hat inzwischen zweifelsfrei erkannt, daß die beschriebene Schädigung der vorgeschalteten schmutzabweisenden
Elemente durchwegs auf fehlende Schmierung an der gleitenden Dichtfläche zurückzuführen ist.
Um dem entgegenzuwirken, hat man bei kombinierten Dichtungsanordnungen der eingangs bezeichneten Art
den Gewebepackungsring mit einer Imprägnierung, z. B. einem geeigneten öl oder Fett, versehen. Man hat
auch durch Zugabe von PTFE die Gleiteigenschaften zu verbessern versucht. In keinem der Fälle ist es jedoch
gelungen, den durch eindringende Schmutzpartikel verursachten vorzeitigen Verschleiß der vorgeschalteten
Dichtelemente zu verhindern.
Durch die US-PS 33 84 382 ist eine Anordnung der vorgenannten Art bekanntgeworden. Hierbei ist einem
Radialwellendichtring auf der Luftseite ein Filzring vorgeschaltet. Bei dem bekannten Gegenstand ist eine
Zuleitung zur Zuführung von Fett in den Zwischenraum zwischen Radialwellendichtring und Filzring vorgesehen.
Es ist ferner vorgesehen, daß hierdurch der Filzring mit Fett getränkt wird. Aus der US-PS ist dagegen nicht
ersichtlich, ob eine sich periodisch wiederholende Schmiermittelversorgung des Filzringes beabsichtigt ist
Des weiteren ist es durch die FR-PS 12 58 165 bekannt, einer Lippendichtung einen Gewebepackungsring
vorzuschalten und diesen mit einem flüssigen Schmiermittel zu tränken. Der Gegenstand der FR-PS
weicht aber schon gattungsmäßig stark vom Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ab. Denn die FR-PS
befaßt sich mit einer Manschettendichtung für einen in einem Zylinder hin und her bewegbaren Kolben,
wohingegen die vorliegende Erfindung einen Radialwellendichtring mit vorgeschaltetem Gewebepackungsring
zum Gegenstand hat. Bekanntermaßen liegen bei der Abdichtung von sich drehenden Wellen gegenüber
einem ruhenden Gehäuseteil ganz andere Verhältnisse vor als bei der Abdichtung eines Kolbens, der sich
gegenüber dem umgebenden Zylinder nicht dreht, sondern nur in Axialrichtung hin und her bewegt Man
kann daher die Verhältnisse bei einer Radialwellend'chtung
in kiiner Weise mit den Verhältnissen bei Manschettendichtungen zwischen Kolben und Zylinder
gleichsetzen.
Im übrigen läßt der Gegenstand der FR-PS keinerlei Vorrichtung erkennen, die eine regelmäßige Versorgung
des Gewebepackungsringes mit flüssigem Schmiermittel gewährleisten würde. Im Gegenteil, in
der FR-PS wird sogar davon gesprochen, daß der Gewebepackungsring während des Betriebes der
Manschettendichtung einen Teil seiner Ölimprägnierung verliert
Zum Stand der Technik sei schließlich noch die DE-OS 22 62 667 erwähnt, die sich aber — abweichend
von der vorliegenden Anmeldung — mit Stopfbuchsenpackungen befaßt. Es handelt sich hierbei um eine völlig
andere Dichtungsart als bei den in der vorliegenden Anmeldung beanspruchten Radialwellendichtringen mit
vorgeschaltetem Gewebepackungsring. Ein Radialwellendichtring ist eine Lippendichtung, wohingegen die
Dichtwirkung einer Stopfbuchse auf einer auf diese in Axialrichtung ständig aufgebrachten Preßwirkung besteht,
die eine Kraftkomponente in radialer Richtung, d. h. in Richtung der abzudichtenden Welle, bewirkt.
Umgekehrt handelt es sich bei dem einem Radialwellendichtring vorgeschalteten Gewebepackungsring
nicht um eine Stopfbuchse, sondern lediglich um ein zusätzliches Element, welches den Eintritt von Schmutz und
Staubpartikelchen in den Bereich der Dichtlippe des Radialwellendichtringes verhindern soll. Eine eigentliehe
Dichtfunktion im Hinblick auf die von dem Radialwellendichtring erwartete Flüssigkeitsabdichtung
kommt dem vorgeschalteten Gewebepackungsring nicht zu.
Beim Gegenstand der DE-OS geht es im übrigen um die Druckbeaufschlagung der Stopfbuchse mittels eines
Preßfettes, wodurch die Stopfbuchse so zusammengedrückt werden soll, daß sie ihre Dichtungsfunktion
auszuüben vermag.
Ausgehend von dem geschilderten Stand der Technik, insbesondere nach US-PS 33 84 382, ist es Aufgabe der
vorliegenden Erfindung, eine Anordnung der eingangs bezeichneten Art so auszugestalten, daß der dem
Radialwellendichtring vorgeschaltete Gewebepakkungsring so mit Schmiermittel versorgt wild, daß die
angestrebte Betriebsdauer des vorgeschalteten Gewebepackungsringes bei voller Funktionstüchtigkeit desselben
erreicht wird.
Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst daß Radialwellendichtring und vorgeschalteter &o
Gewebepackungsring von einer gemeinsamen metallischen Einfassung umschlossen sind, derart daß sie ein
gemeinsames Bauteil bilden, und daß die metallische Einfassung an ihrem Außenumfang und/oder der
Gehäuseteil an dessen Stirnseite eine oder mehrere Bohrungen zur kontinuierlichen oder periodischen
Einleitung flüssigen Schmiermittels in den Gewebepakkungsring aufweist
Durch die Erfindung wird fur eine regelmäßige und damit ausreichende Schmierung des vorgeschalteten
Gewebepackungsringes gesorgt so daß dessen Verschleiß auf ein Minimum herabgemindert und damit eine
lange Lebensdauer der gesamten Dichtungsanordnung erzielt wird. Die Erfindung macht sich hierbei die
Eigenschaft des Packungsgeflechts zunutze, eine Diffusion von Schmiermittel, z. B. öl, in begrenztem Maße
zuzulassen. Auf diese Weise gelangt immer genügend Schmiermittel zur Lauffläche des Gewebepackungsringes.
Die Erfindung schließt es keineswegs aus, die Gewebepackungsringe — etwa zur Erreichung eines
abgestimmten Dichtungsverhaltens — nach wie vor mit bestimmten Imprägnierstoffen zu versehen oder zu
beschichten. Jedoch werden derartige zusätzliche Behandlungen durch die Erfindung wesentlich vereinfacht,
dergestalt daß man die Imprägnierung bzw. Beschichtung nicht mehr auf eine möglichst lange
Unterstützung des Gleitverfahrens auszurichten braucht In vielen Fällen wird es aufgrund des durch die
Erfindung erzielten Effekts sogar möglich sein, auf zusätzliches Imprägnieren oder Beschichten der Gewebepackungsringe
gänzlich zu verzichten.
Hinsichtlich einer Anordnung, bei der das Radialwellendichtring und Gewebepackungsring außen umgebende
Gehäuse (z. B. Motorgehäuse) Leitungen zur Zuführung von Schmiermittel zu dem Gewebepakkungsring
aufweist wird in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, die Leitungen, vorzugsweise
Bohrungen, zur Zuführung von flüssigem Schmiermittel zu dem Gewebepackungsring in einem
ringförmigen Zwischenstück zuzuordnen, welches radial zwischen das Radialrollendichtring und Gewebepakkungsring
außen umgebende Gehäuse (z. B. Motorgehäuse) eingefügt ist, und die Leitungen mit einer
Druckmittelquelle zur Zuführung des flüssigen Schmiermittels zu dem Gewebepackungsring unter einem
bestimmten Druck zu verbinden.
Hierbei ist es möglich, für den Gewebepackungsring ein von dem abzudichtenden ölraum unabhängiges
separates Schmiermittelsystem vorzusehen. Dies ermöglicht die Auswahl eines ganz speziell auf den
jeweiligen Zweck zugeschnittenen Schmiermittels sowie die Zuführung desselben zum Gewebepackungsring
unter dem jeweils optimalen Druck.
Alternativ ist es aber auch denkbar, zur Schmierung des Gewebepackungsringes Flüssigkeit (z. B. Öl) aus
dem durch den Radialwellendichtring abzudichtenden Flüssigkeitsraum (z. B. Kurbelgehäuse) zu verwenden.
Diese Ausführungsform zeichnet sich durch eine besondere Einfachheit der praktischen Verwirklichung
aus.
Die Erfindung ist nun anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung veranschaulicht und in der
nachstehenden Beschreibung näher erläutert Es zeigt
F i g. 1 im Längsschnitt eine Ausführungsform einer Dichtungsanordnung nach der Erfindung, wobei zur
Schmierung des Gewebepackungsrings ein separates Schmiermittelsystem dient, und
F i g. 2 in entsprechender Darstellung eine andere Ausführungsform der Erfindung, bei der zur Schmierung
des Gewebepackungsringes öl aus den vom Radialwellendichtring abzudichtenden ölraum verwendet wird.
Nach F i g. 1 bezeichnet 10 eine rotierende Welle, z. B. die Kurbelwelle eines Hubkolbenmotors. Ein die Welle
10 umgebendes Gehäuse, z. B. das Kurbelgehäuse des Motors, ist mit 11 beziffert. Um den mit öl gefüllten
Raum 12 nach außen hin abzudichten, dient ein Radialwellendichtring bekannter Bauart, der insgesamt
mit 13 bezeichnet ist. Der Radialwellendichtring 13 besteht im wesentlichen aus einer bei 14 mit der
rotierenden Welle 10 in Berührung stehenden Dichtlippe 15 aus einem elastischen Material und einem
metallischen Gehäuseteil 16, der außen wiederum von einem Gummi- oder Kunststoff material 17 umgeben ist.
Die elastische Dichtlippe 15 wird durch eine Ringfeder
18 mit der Wellenoberfläche in dichtender Berührung gehalten.
Auf der dem ölraum 12 abgewandten Seite des Radialwellendichtringes 13, der sogenannten Luftseite,
ist dem Radialwellendichtring 13 ein Gewebepackungsring 19 unmittelbar vorgeschaltet, derart, daß er an der
Stirnseite 20 des Radialwellendichtrings 13 zur Anlage kommt. Der Gewebepackungsring 19 besteht aus einem
textlien Packungsgeflecht, welches in begrenztem Maße die Diffusion von öl zuläßt. Der Gewebepackungsring
19 hat die Aufgabe, den Zutritt von Staub und anderen Schmutzpartikeln zu der Dichtlippe 14, 15 des
Radialwellendichtrings 13 zu verhindern. Er liegt zu diesem Zweck mit seiner Innenumfangsfläche 21 auf
seiner gesamten Breite a auf der Oberfläche der rotierenden Welle 10.
Radialwellendichtring 13 und Gewebepackungsring 19 sind von einer gemeinsamen metallischen Einfassung
22 umschlossen, welche die luftseitige Stirnfläche des Gewebepackungsringes nahezu vollständig übergreift.
Auf diese Weise bilden der Radialwellendichtring 13 und der vorgeschaltete Gewebepackungsring 19 eine
gemeinsame Baueinheit, wodurch die Montage der Dichtungsanordnung wesentlich erleichtert wird.
Als besonderes Merkmal der Ausführungsform nach F i g. 1 ist des weiteren zu erwähnen, daß Radialwellendichtring
13 und Gewebepackungsring 19 denselben Außendurchmesser aufweisen, so daß die gemeinsame
metallische Einfassung 22 Zylinderform aufweist.
Wie des weiteren aus Fig. 1 hervorgeht, ist radial zwischen der metallischen Einfassung 22 der Baueinheit
13, 19 und dem Motorgehäuse 11 ein ringförmiges Zwischenstück 23 zwischengeschaltet. Dieses ringförmige
Zwischenstück 23 weist eine Axialbohrung 24 und eine diese schneidende Radialbohrung 25 auf. Die
Radialbohrung 25 fluchtet hierbei mit einer ebenfalls radial angeordneten Bohrung 26 in der metallischen
Einfassung 22 im Bereich des Gewebepackungsringes
19. Die Bohrungen 24, 25, 26 haben den Zweck, Schmieröl zu dem Gewebepackungsring 19 zu führen.
Das Schmieröl dringt in Pfeilrichtung 27 in das Material des Gewebepackungsringes 19 ein und gelangt schließlieh
zur Dichtfläche 21 desselben, wo es dann eine Schmierfunktion zwischen der Fläche 21 des Gewebepackungsringes
19 und der Oberfläche der rotierenden Welle 10 ausübt. Hierdurch wird der Verschleiß des
Gewebepackungsringes 19 an seiner Dichtfläche 21
ι« ganz wesentlich reduziert.
Das in Pfeilrichtung 28 in die Bohrung 24 eingeleitete Schmieröl kann aus einem separaten Schmiermittelsystem
stammen und unter einem bestimmten Druck zu dem Gewebepackungsring 19 hingeführt werden. Es ist
aber auch möglich, hierfür das ohnehin in dem Ölraum 12 vorhandene öl zu verwenden.
Eine Ausführungsform der Erfindung, welche speziell
auf die letztgenannte Möglichkeit ausgerichtet ist, zeigt F i g. 2. Der Einfachheit und Übersichtlichkeit halber
sind auch hier die einander entsprechenden Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie in F i g. 1 versehen.
Bei der Ausführungsform nach F i g. 2 weist der Gewebepackungsring 19a einen wesentlichen kleineren
Außendurchmesser als der Radialwellendichtring 13 auf.
Hierdurch ergibt sich eine abgesetzte Form der gemeinsamen metallischen Einfassung 22a. Der wesentliche
Unterschied gegenüber der Ausführungsform nach F i g. 1 besteht jedoch darin, daß der Radialwellendichtring
13 an der Stirnseite 29 seines Gehäuseteils 16 zwei Axialbohrungen 30,31 aufweist Die Axialbohrungen 30,
31 erlauben den Durchtritt von öl aus dem ölraum 12 zu
dem Gewebepackungsring 19a. Dieses öl hat wiederum dann die Möglichkeit, durch das Material des Gewebepackungsringes
19a hindurchzudiffundieren, bis es zur Dichtfläche 21 desselben gelangt und dort für eine
Schmierung gegenüber der rotierenden Welle 10 sorgt Die Ausführungsform nach Fig.2 zeichnet sich
gegenüber der Ausführungsform nach F i g. 1 durch eine
größere Einfachheit aus. Selbstverständlich ist aber bei
beiden Ausführungsformen die Erfindung keineswegs auf die gezeigte Anzahl von Bohrungen zur Zuführung
von Schmieröl zu dem Gewebepackungsring 19 bzw. 19a festgelegt Auch hinsichtlich der genauen Lage der
Schmieröl-Zuführungsbohrungen sollen dem Fachmann durch die Erfindung keinerlei enge Grenzen gesetzt
werden.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Anordnung zur Abdichtung von rotierenden Wellen, insbesondere Kurbelwellen in Hubkolbenmotoren,
bestehend aus einem Radialwellendichtring (13) aus elastischem Material (15,17) mit darin
eingebettetem metallischen Gehäuseteil (16) und einem dem Radialwellendichtring auf der Luftseite
vorgeschalteten, mit Schmiermittel versorgten Gewebepackungsring (19), dadurch gekennzeichnet,
daß Radialwellendichtring (13) und vorgeschalteter Gewebepackungsring (19) von einer
gemeinsamen metallischen Einfassung (22) umschlossen sind, derart, daß sie ein gemeinsames
Bauteil bilden, und daß die metallische Einfassung (22) an ihrem Außenumfang und/oder der Gehäuseteil
(16) an dessen Stirnseite (29) eine oder mehrere Bohrungen (26 bzw. 30,31) zur kontinuierlichen oder
periodischen Einleitung flüssigen Schmiermittels in den Gewebepackungsring (19) aufweist
2. Anordnung nach Anspruch 1, wobei das Radialwellendichtring und Gewebepackungsring
außen umgebende Gehäuse (z.B. Motorgehäuse) Leitungen zur Zuführung von Schmiermittel zu dem
Gewebepackungsring aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen, vorzugsweise Bohrungen
(24, 25), zur Zuführung von flüssigem Schmiermittel zu dem Gewebepackungsring (19) in einem
ringförmigen Zwischenstück (23) angeordnet sind, welches radial zwischen das Radialwellendichtring
(13) und Gewebepackungsring (19) außen umgenbende Gehäuse (z. B. Motorgehäuse (H)) eingefügt
ist, und daß die Leitungen (24, 25) mit einer Druckmittelquelle zur Zuführung des flüssigen
Schmiermittels zu dem Gewebepackungsring (19) unter einem bestimmten Druck verbunden sind
(Fig. 1).
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittelquelle von dem durch
den Radialwellendichtring (13) abzudichtenden Ölraum (12) unabhängig ist.
4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Schmierung des Gewebepackungsringes
(19) Flüssigkeit (z. B. öl) aus dem durch den Radialwellendichtring (13) abzudichtenden
Flüssigkeitsraum (z. B. Kurbelgehäuse (12)) dient (F ig. 2).
5. Anordnung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch
4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewebepackungsring (19, 19a) axial unmittelbar vor dem
Radialwellendichtring (13) angeordnet ist, vorzugsweise an dessen Stirnseite (20) zur Anlage kommt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2825622A DE2825622C2 (de) | 1978-06-12 | 1978-06-12 | Anordnung zur Abdichtung von rotierenden Wellen, insbesondere Kurbelwellen in Hubkolbenmotoren |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
DE2825622A DE2825622C2 (de) | 1978-06-12 | 1978-06-12 | Anordnung zur Abdichtung von rotierenden Wellen, insbesondere Kurbelwellen in Hubkolbenmotoren |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2825622A1 DE2825622A1 (de) | 1980-01-03 |
DE2825622C2 true DE2825622C2 (de) | 1983-04-07 |
Family
ID=6041563
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE2825622A Expired DE2825622C2 (de) | 1978-06-12 | 1978-06-12 | Anordnung zur Abdichtung von rotierenden Wellen, insbesondere Kurbelwellen in Hubkolbenmotoren |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2825622C2 (de) |
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1978
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Legal Events
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D2 | Grant after examination | ||
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