DE2849323C2 - Berührungsdichtung zwischen festen und umlaufenden Bauteilen - Google Patents
Berührungsdichtung zwischen festen und umlaufenden BauteilenInfo
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Description
35
Die Erfindung betrifft eine Berührungsdichtung zwischen festen und umlaufenden Teilen gegen
Flüssigkeiten oder Gase sowie mitgeführte feste Teilchen; sie weist zur Umlaufachse koaxiale Ringnuten
und damit zusammenwirkende axial federnd-nachgiebig angedrückte ringförmige Dichtungskörper von dreiekkigem
Querschnitt auf, die an mit einem Gehäuseteil bzw. mit einem Läuferteil verbundenen Querebenen
ausgebildet sind.
Solche Dichtungen werden vor allem in der chemischen Industrie, in der Verfahrenstechnik, aber
auch bei Hochdruck-Dampfkraftwerken oder Druckgaszentralen verwendet. Im allgemeinen nimmt man für
die feststehenden und umlaufenden sich berührenden Teile verschiedenartige Werkstoffe, und zwar solche,
die sich für ein gegenseitiges sattes Anliegen unter Druck gut eignen, also geringen Verschleiß aufweisen.
Eine gewisse Einlaufzeit ist dabei durchaus üblich. Bewährt haben sich Stahl, vor allem Edelstahl, Kohle
oder Keramik eine-seits und plastisches Kunstharz, Kupfer, Blei oder Aluminium andererseits. Gelegentlich
werden Vorrichtungen benutzt, die das gegenseitige Anlegen federnd-nachgiebig gestalte.!.
Die bekannten Dichtungen dieser Art sind durchwegs aufwendig, z. T. nicht ausreichend betriebssicher und
verschleißfest, und beanspruchen meist unverhältnismä= Big viel Platz.
Nach der DT-PS 16 25 578 ist an jeder Seite eines
Wälzlagers eine Dichtungsscheibe angebracht, die mit einem Teil in je einer Ringnut der beiden Laufringe
eingreift und mit einen} anderen Teil fern — nachgiebig an jeweils einer Läüfririg*Inneriseite anliegt. Eine Solche
Dichtung ist zwar gegen Spritzer oder gegen den Dunst des Wälzlager-Schmiermittels ausreichend, keinesfalls
aber gegen unter Druck stehende Flüssigkeiten oder Gase, wie die Erfindung.
Nach der DD-PS 31 515 handelt es sich um ebenfalls um eine nur für Wälzlager geeignete Dichtung, und
zwar um eine Zusatzdichtung mit Berührungswirkung. Über eine besondere Werkstoffpaarung ist dabei nichts
ausgesagt sondern nur angegeben, daß der umlaufende Querboden aus Tiefziehmaterial, Leichtmetallguß oder
,Plaste« besteht Es fehlt jeder Hinweis auf die für die
Erfindung wichtigen Schmiermittelräume und die besonderen Neigungswinkel der einzelnen, durch
Abrieb selbsteinlaufenden Berührungsflächen von dreieckigem Querschnitt Dies gilt verstärkt für die
FR-ZP 79 114, nach der eine Wälzlagerdichtung Kunststofflippen aufweist, die federnd an Flächen aus
Blech anliegen.
Die US-PS 31 65 323 betrifft eine an Sägezähnen berührende Rippendichtung für ein Wälzlager, die
zusätzlich zu einer weiteren Dichtung nur das Austreten von öldunst, ölspritzern oder Spritzt· ,.sser verhindern
5Gu UiIu ιναπΠ.
Die in der FR-PS 5 71675 dargestellten federndnachgiebig wirkenden Ringe, die man ggfs. als
»Querwändebildend« bezeichnen könnte, sind gemäß Anspruch 1 der Erfindung als bekannt vorausgesetzt
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Berührungsdichtung der eingangs bezeichneten Art aufzuzeigen, die
allen vernünftigen Anforderungen bzgl. günstiger Herstellung, platzsparendem Einbau, hohe, betriebliche
Sicherheit und langer Lebensdauer genügt.
Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst; die erfindungsgemäße
Einlauf- und Berührungsfläche läßt sich einfach herstellen und bei jedem Anwendungsfall platzsparend
unterbringen; sie ist in überraschendem Ausmaß betriebssicher und abriebfest.
Die Ansprüche 2 bis 9 und 12 bis 14 geben vorteilhafte
Einzelheiten der Erfindung an, während die Ansprüche
10 und 11 eine sinnvolle Ausweitung der Erfindung betreffen. Schließlich beziehen sich die Ansprüche 15 bis
19 ve.zugsweise auf die Anwendung der Erfindung bei
Wälzlagern.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung mit mehreren Ausführungsbeispielen erläutert; dabei zeigt
F i g. 1 die erfindungsgemäße Berührungsdichtung in ihrer einfachsten Art, und zwar im Längsschnitt;
F i g. 2 die Dichtung mit geändertem Dichtungskörper;
F i g. 3 die Dichtung mit zwei zusätzlichen Nebendichtungskörpern,
und zwar wieder im Längsschnitt, und
F i g. 3a diese Dichtung vergrößert;
F i g. 4 die Dichtung mit zahlreichen Nebendichtungsköroer'-,
wieder im Längsschnitt, und
F i g. 4a diese Dichtung vergrößert:
Fig. 5 die erfindingsgemäße Berührungsdichtung
mit mehreren koaxial ineinander liegenden Nebendichtungskörpern, im Längsschnitt;
F i g. 6 die erfindungsgemäße Berührungsdichtung mit schwimmend angeordnetem Zwischen-Ringkörper;
F i g. 7 mil demgegenüber geändertem Zwischen-Ringkörper;
F i g. 8 mit weiterhin abgewandeltem Zwischen-Ring·
körper;
Fig.9 eine erfindungsgemäße Axial-Mehrfachdich'
tung;
Fig. 10 eine erfindungsgemäße Radial-Mehrfach^
dichtung mit schwimmend angeordneten Zwischen^
■ Ringkörpern;
Fig. 11 eine AxiaNRadial-Mehrfachdichtung mit
schwimmend angeordneten Zwischen-Ringkörpern;
Fig. 12 die Anwendung der Erfindung bei einem kombinierten Axial*Radial-Wälz!ager;
Fig. 13a demgegenüber vergrößert die Anordnung
der Dichtungsnuten und -körper in einer Querwand direkt und
Fig. 13b in einem dort eingepreßten Kunststoffring;
Gemäß Fig» 1 ist auf einer zur Umlaufachse A
senkrecht stehenden Querwand 3. die an einem Gehäuse 4 befestigt ist, eine koaxiale Ringnut 1 von dreieckigem
Querschnitt ausgebildet. In diese greift zur Bildung einer flächigen Berührungsdichtung ein axial spitzig vorstehender
koaxial-ringförmiger Dichtungskörper 2 ein; dieser ist an einer weiteren Querwand 5 ausgebildet, die
an einem Läufer 6 befestigt ist.
Gemäß F i g. 3a ist an den beiden Flanken der Ringnut
i ia aino troiciuIinHoricfhp Rinamit R linrl an ihrem
Grund eine ebensolche Ringnut 7 koaxial so angebracht, daß ein breiter innerer Flankenteil la und ein schmaler
äußerer Flankenteil \b gebildet wird; die breiten inneren Flankenteile la sind dabei mit dem ringförmigen
Dichtungskörper 2 winkelgleich, während die schmalen äußeren Flankenteile 1 feinen demgegenüber
kleineren Winkel einschließen; ferner fluchten die inneren Ringkanten lt'dieser äußeren Flankenteile mit
den inneren Flankenteilen, während die äußeren Ringkanten \b" demgegenüber etwa vorstehen; dadurch
entsteht an den äußeren Flankenteilen je eine Einlauf-Abriebfläche.
Die Ringnuten 7 und 8 sind mit Fett gefüllt, das vor allem beim Einlaufvorgang z.T. verdrängt wird und im
Dauerbetrieb zur nur spärlich nötigen Schmierung dient
Durch besondere Werkstoffpaarung an den feststehenden bzw. umlaufenden Bauteilen, nämlich durch die
Kombination eines metallisch harten mit einem weichen Werkstoff wird der Einlaufvorgang begünstigt und ein
sicherer Dauerbetrieb gewährleistet Bewährt hat sich Stahl, vor allem Edelstahl, Kohle und Keramik einerseits
und Kupfer, Blei, Aluminium und plastisches Kunstharz andererseits.
Gemäß F i g. 2 kann der ringförmige Dichtungskörper 2' auch mit abgeflachter Spitzkante, also mit
trapezförmigem Querschnitt ausgebildet sein; da zwischen Nutgrund und abgeflachter Spitze genügend
Raum für das Fett ist braucht man hier keine Grundnut 7.
Gemäß F i g. 3 und 3a ist radial außerhalb und innerhalb des ringförmigen Dichtungskörpers 2 je ein
axial vorstehender ringförmiger Nebendichtungskörper 2" von dreieckigem Querschnitt mit derart zurückgesetzter
Spitze koaxial angebracht daß diese die gegenüberliegende ebene Querwand 3 erst berührt und
mit dem Einlaufen beginnen kann, nachdem der Hauptdichtungskörper 2 an der zugehörigen Ringnut 1
eingelaufen ist
Gemäß Fig.4 und 4a sind radial außerhalb des
ringförmigen Dichtungskörpers 2 mehrere solche Nebendichtungskörper 2" von dreieckigem Querschnitt
und mit zurückgesetzter Spitze koaxial ineinanderliegend
angebracht Alle Dichtungskörper sind dabei über jeweils einen federnd-nachgiebigen Ring 10 an der
zugehörigen Querwand 5 befestigt; dadurch wird ein geringer axialer Andruck der Berührungsdichtung
hervorgerufen, der das Einlaufen begünstigt und einen sicheren Dauerbetrieb gewährleistet
Gemäß F i g« 5 sind zur Verbesserung der Dichtungswirkung bei hohen Druckunterschieden auf den
Querwänden 3 und 5 mehrere Ringnuten 1 bzw. ringförmige Dichtungsköfper 2 koaxial ineinanderliegend
angeordnet. Die Spitzen der übereinstimmend ausgebildeten Dichtungskörper liegen dabei in einer zur
Umlaufachse A rechtwinkligen Ebene, während der Grund der einzelnen Ringnuten auf einem Konus liegt;
dadurch kommen die einzelnen Dichtungskörper nacheinander in den Nuten zum Anliegen und Einlaufen.
Gemäß den Fig.6 bis 8 sind zwischen den
Querwänden 3 und 5 koaxiale Ringkörper schwimmend angeordnet. Nach F i g. 6 ist an den Querwänden je eine
Ringnut Ic bzw. id angebracht und am dazwischenliegenden
Ringkörper 9 nach jeder Seite hin ein axial spitzig vorstehender ringförmiger Dichtungskörper 2c
bzw. 2dausgebildet. Nach F i g. 7 ist an den Querwänden
je ein ringförmiger Dichtungskörper 2c bzw. 2d ausgebildet ferner sind am dazwischenliegenden Ringkörper
9a zwei dementsprechend geformte Ringnuten Ic bzw. \d angebracht. Schließlich trägt nach Fi g. 8 die
Querwand 5 eine Ringnut 1 und die Querwand 3 einen axial spitzig vorstehenden ringförmigen Dichtungskörper
2c, während der dazwischenliegende Ringkörper 9b auf der einen Seite einen dementsprechend geformten
ringförmigen Dichtungskörper 2 und auf der anderen Seite eine Ringnut Ic aufweist.
Nach T;g. 9 sind mehrere Querwände 5, die über je
einen federndnachgiebigen Umfangsring 11 mit dem Gehäuse 4 verbunden sind, in diesem axial hintereinander
angeordnet. Dazwischen liegen die entsprechenden, mit dem Läufer 6 verbundenen Querwände 5, welche die
dementsprechenden ringförmigen Dichtungskörper 2 tragen. Diese Berührungsdichtung wird für höhere
Druckunterschiede verwendet
Nach Fig. 10 ist eine besondere platzsparende Berührungsdichtung dargestellt An den mit dem
Gehäuse 4 bzw. Läufer 6 verbundenen Querwände 3 und 5 sind mehrere Ringnuten Ic bzw. id koaxial
ineinanderliegend angebracht; dazwischen liegen schwimmend Ringkörper 9 mit beiderseits axial spitzig
vorstehenden Dichtungskörpern 2c bzw. 2c/, die zwischen sich jeweils einen federndnachgiebigen Ring
12 aufweisen.
In F i g. 11 ist eine Berührungsdichtung für höchste
Dichtungsansprüche dargestellt dabei sind mehrere Querwände 3 und 5 axial hintereinander angeordnet die
jeweils mehrere koaxial ineinanderliegende ringförmige Dichtungskörper 2c bzw. 2d tragen. Zwischen diesen ist
jeweils ein Ringkörper 9a schwimmend angeordnet der zwei dementsprechend geformte Ringnuten lcbz\.. id
und einen dazwischenliegenden federndnachgiebigen Ring 12 aufweist
In F i g. 12 ist schließlich dargestellt, wie die Erfindung
äußerst platzsparend an einem kombinierten Axial-Radial-Wälzlager verwendet werden kann. Beim Axiallager
weisen die beiden Laufringe 13 beispielsweise außen koaxiale Ringnuten 1 und innen axial nach innen spitzig
vorstehende ringförmige Dichtnngskörper 2 auf, während ein jeweils schwimmend dazwischenliegender
Ringkörper 9 die dementsprechend geformten ringförmigen Dichtungskörper 2 bzw. Ringnuten 1 zwischen je
einem federnd-nachgiebigen Ring 12 trägt Beim Radiallager ist an jeder Seite des Innenrings 14
entweder eine Ringnut 1 oder ein ringförmiger axial spitzig vorstehender Dichtungskörper 2 angebracht; mit
diesen steht ein entsprechend geformter ringförmiger Dichtungskörper 2 bzw. eine Ringnut 1 in Eingriff, die
jeweils an einer am äußeren Laufring 15 federnd-nachgiebig
befestigten Querwand 3 angebracht sind.
Die Ringnuten 1 sind dabei sowohl beim Axiallager wie beim Radiallage7 vorteilhaft an einem eingepreßten,
z. B. aus Kunststoff bestehenden Ring 17 angebracht, der dann auch die vorstehend erwähnten Schmiernuten
7 und 8 trägt, dies ist in Fig. 13a für einen anderen Änwerifi^jigsfall an einer Querwand 3 vergrößert
dargestellt. Selbstverständlich können die Dichtungskörper auch nach Fig.2 ausgebildet sein, wobei die
Grundnut 18 entfällt.
Fig. 13 zeigt dagegen in Übereinstimmung mit der
Darstellung in Fig, 12 den direkten Einstich def Ringnuten id' und der Schmiernuten 7 und 8 an der
Stirnseite 5' einer Querwand 5.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (19)
1. Berührungsdichtung zwischen festen und umlaufenden Bauteilen gegen Flüssigkeiten oder
Gase sowie mitgeführte feste Teilchen, mit zur Umlaufachse koaxialen Ringnuten und damit zusammenwirkenden
axial federnd- nachgiebig angedrückten ringförmigen Dichtungskörpern von dreieckigem
Querschnitt, die an mit einem Gehäuseteil bzw. mit einem Läuferteil verbundenen Querebenen
ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen Dichtungsteile aus bekannten
Werkstoffen mit günstiger Hart/Weich-Reibpaarung bestehen und daß an beiden Flanken jeder
Ringnut (1,lc, id, ic', id') und ggfs. auch an ihrem
Grund je eine mit Fett gefüllte kreiszylindrische Nut (7 bzw. 8) koaxial so angebracht ist, daß breite innere
Flankenteile {iaj und schmale äußere Flankenteile
(ib) gebildet werden und die breiten inneren Flankenteile mit dem zugehörigen, ringförmigen,
axial spitzig vorstehenden Dichtungskörper (2,2', 2c,
2d, 2c', 2£/'/winkelgleich sind, während die schmalen
äußeren Flankenteile einen demgegenüber kleineren Winkel einschließen und die inneren Ringkanten
(Xb') dieser äußeren Ringkanten (ib") demgegenüber
herstellungsgemäß etwas vorstehen, wodurch an den äußeren Flankenteilen je eine Einlauf-Abriebfläche
entsteht.
2. Berührungsdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Dichtungskörper
(2') mit abgebrochener Spitzkante, also mit etwa trapezförmigem Querschnitt ausgebildet ist, so daß
keine Grundnut (8) erfot derlich .st (F i g. 2).
3. Berührungsdichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige
Dichtungskörper (2c, 2d) nach jeder Seite axial spitzig vorsteht und zwischen zwei je eine
dementsprechend geformte Ringnut (Ic bzw. id) aufweisenden Querwänden (3 und 5) schwimmend
angeordnet ist (F ig. 6).
4. Berührungsdichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß je ein ringförmiger
Dichtungskörper (2c, 2d) nach innen axial spitzig vorstehend an den Querwänden (3 und 5) ausgebildet
oder befestigt ist und daß dazwischen ein Ringkörper (9a) mit zwei dementsprechend geformten
Ringnuten (Icbzw. Id)schwimmend angeordnet
ist(Fig. 7).
5. Berührungsdichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Querwand (z. B. 1J)
eine Ringnut (1) und die andere Querwand (z. B. i)
einen axial spitzig vorstehenden Dichtungskörper (2) trägt und daß dazwischen ein dementsprechend
geformter Ringkörper (9b), der also auf der einen Seite einen axial spitzig vorstehenden Dichtungskörper
(2) und auf der anderen Seite eine Ringnut (ic) aufweist, schwimmend angeordnet ist (F i g. 8).
6. Berührungsdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß mehrere
Ringnuten (1 bzw. Ic und id) und dementsprechend ringförmige Dichtungskörper (2) bzw, schwimmende
Ringkörper (9) mit beiderseits axial Vorstehenden Dichtungskörpern (2c und 2d) koaxial ineinander
vorgesehen sind (F ί g. 5 bzw, 10).
7. Berührungsdichtung nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Spitzen der ringförmigen Dichtungskörper (1) in einer zur Umlaufachse (A)
rechtwinkligen Ebene liegen, der Grund der Ringnuten (1) jedoch davon so abweichend, z. B. auf
einem Konus liegt, daß die einzelnen Dichtungskörper nacheinander zum Anlaufen kommen (F i g. 5).
8. Berührungsdichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Grund der Ringnuten (1) in
einer zur Umlauf achse (A) rechtwinkligen Ebene liegt, die Spitzen der ringförmigen Dichtungskörper
(2) jedoch davon so abweichend, z.B. auf einem Konus liegen, daß die einzelnen Dichtung:, körper
nacheinander zum Anlaufen kommen.
9. Berührungsdichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß koaxial außerhalb
und/oder innerhalb des ringförmigen Dichtungskörpers (2) zumindest ein axial vorstehender ringförmiger
Nebendichtungskörper (2") von etwa dreieckigem Querschnitt mit derart zurückgesetzter Spitze
angebracht ist, daß diese erst nach erfolgtem Einlaufvorgang jenes Dichtungskörpers (2) an der
zugehörigen Ringnut (1) die gegenüberliegende Querwand (3) berührt und damit einlaufen kann
(F i g. 4 und 4a).
10. Berührungsdichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 und 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß
mehrere mit Ringnuten (1) versehene Querwände (3) und dementsprechende ringförmige Dichtungskörper
(2 oder 2') tragende Querwände (5) axial hintereinander angeordnet sind (F i g. 9).
11. Berührungsdichtung nach den Ansprüchen 4,6
und 10, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Querwände (3 und 5) axial hintereinander angeordnet
sind, die jeweils mehrere koaxial ineinanderliegende ringförmige Dichtungskörper (2c bzw. 2d)
tragen, zwischen denen jeweils ein Ringkörper (9aj mit zwei dementsprechend geformten Ringnuten (Ic
bzw. 1 d) schwimmend angeordnet ist (F i g. 11).
12. Berührungsdichtung nach einem der Ansprüche 1,2 und 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die
ringförmigen Dichtungskörper (2, 2') und Nebendichtungskörper (2") über jeweü·· einen nachgiebigen
Ring (10) an der Querwand (5) befestigt sind (F ig. 4a).
13. Berührungsdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die die
Ringnuten (1) aufweisenden Querwände (3) über je einen nachgiebigen Umfangsring (11) mit dem
Gehäuse (4) bzw. dem Läufer (6) verbunden sind (F ig. 9).
14. Berührungsdichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6 und 1 i, dadurch gekennzeichnet, daß der
schwimmend angeordnete Ringkörper (9 bzw. 9a) zwischen den beiden ringförmigen Dichtungskörpern
(2c und 2d) bzw. zwischen den beiden Ringnuten (Ic und Xd) einen federnd-nachgiebigen
Ring (12) aufweist (F ig. 10 bzw. 11).
15. Berührungsdichtung nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß zwei gegeneinander drehbare Querwände (3, 5) an ihren einander zugekehrten
Stirnwänden (3', 5'), z. B. auch die beiden Laufringe (13) eines Axial-Wälzlagers axial nach innen
weisende koaxiale Ringnuten (lc, Xd bzw. 1, ggfs.
auch 7 und 8) tragen, zwischen denen je ein Ringkörper (9) schwimmend angeordnet ist, der
zwischen dementsprechend geformten ringförmigen Dichtungskörpern (2c, 2d bzw. 2) mindestens je
einen federnd-nachgiebigen Ring (12) aufweist (Fig. 13 bzw. 12).
16. Berührungsdichtung nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die beiden Laufringe (13) eines
Axial-Wälzlagers axial nach innen weisende koaxialringförmige
Dichtungskörper (2) tragen, zwischen denen je ein Ringkörper (9) schwimmend angeordnet
ist, der zwischen dementsprechend geformten Ringnuten (1) einen federnd-nachgiebigen Ring (12)
aufweist (F i g. 12).
17. Berührungsdichtung nach Anspruch 3, ferner
Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Laufring (14) eines Radial-Wälzlagers
stirnseitig, urii zwar vorzugsweise in einer ringförmigen
Stufe, je eine koaxiale Ringnut (1) trägt, in die ein ringförmiger Dichtungskörper (2) eingreift, der
am äußeren Laufring (15) über einen federnd-nachgiebigen Ring (16) und eine Querwand (3) befestigt
ist (F ig. 12).
18. Berührungsdichtung nach Anspruch 3, ferner Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß
der innere Laufring (14) eines Radial-Wälzlagers stirnseitig, und zwar vorzugsweise in einer ringförmigen
Stufe, je einen koaxial-ringförmigen Dichtungskörper (2) aufweist, der in eine dementsprechend
geformte Ringnut (1) eingreift, die an einer am
äußeren Laufring (15) befestigten Querwand (3) ausgebildet ist(Fig. 12).
19. Berührungsdichtung nach einem der Ansprüehe 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die
koaxialen Ringnuten (1, ic', id', ggfs. auch 7 und 8) an in den Querwänden (3, 5) bzw. Wälzlager-Laufringen
(13, 14) stirnseitig eingepreßten, z. B. aus Kunststoff bestehenden Ringen (17) ausgebildet sind
(Fig. 13a).
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- 1978-11-14 DE DE19782849323 patent/DE2849323C2/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
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