DE2929031A1 - Hydrodynamischer dichtring - Google Patents

Description

TD.. IA Patentanwälte: IEDTKE- DÜHLING - I\INNE ■ mm-mn η τιργ

Dipl.-Ing. H.Tiedtke Dipl.-Chem. G. Büh

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Dipl.-Ing. B. Pellmann

GD ■ " " .."... Dipl.-Chem. G. Bühling

RUPE - PELLMANN

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18. Juli 1979 B 9766/case P74-1576

Nippon Oil Seal Industry Co., Ltd. Tokyo / Japan

Hydrodynamischer Dichtring Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydrodynamischen Dichtring mit einer Manschette aus einem fluorhaltigen Harz.

Ein Dichtring mit einer Manschette aus einem fluorhaltigen Harz ist bekannt. Zur Erläuterung des bekannten Dichtringes wird bereits hier auf die Zeichnungen eingegangen, und zwar auf Figur 7, die einen herkömmlichen Dichtring zeigt. Dieser Dichtring umfaßt eine Manschette 20 in Form einer ringförmigen, dünnen Scheibe aus einem fluorhaltigen Harz, deren äußerer Abschnitt 21 zwischen einem L-förmigen Außenring 22 und einem L-förmigen Innenring 23 so eingespannt ist, daß die Manschette 20 ungefähr in ihrer Mitte umgebogen ist. In einer umlaufenden Ringnut 26 auf der Rückseite einer Lippe 25, die an einem inneren Abschnitt 24 der Manschette 20 angeformt ist, sitzt eine Schraubenzugfeder 27. Ein herkömmlicher Dichtring dieser Art läßtan sich hohe chemische Beständigkeit erwarten, da die Manschette 20 selber aus fluorhaltigem Harz besteht; da jedoch

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die Schraubenzugfeder 27 freiliegt, besteht die Gefahr, daß sie schnell korodiert und ihre Fähigkeit verliert, die Lippe elastisch zu beaufschlagen. Dieser herkömmliche Dichtring hat ferner den Nachteil, daß die Ausbildung einer schraubenlinienförmigen Nut bzw. eines schraubenlinienförmigen Vorsprunges am Abschnitt mit der Lippe sehr schwierig und daher kostspielig ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hydrodynamischen Dichtring mit hoher chemischer Beständigkeit, hoher Verschleißfestigkeit und guten Schmiereigenschaften zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den in den Patentansprüchen gekennzeichneten Dichtring gelöst. Der erfindungsgemäße hydrodynamische Dichtring umfaßt eine Manschette aus einem fluorhaltigen Harz, beispielsweise Polytetrafluoräthylen, mit einem Lippenabschnitt, der eine konische Außenseite und eine konische Innenseite aufweist und an dessen freiem Ende eine Lippe angeformt ist, und mit einem scheibenartigen Einspannabschnitt, der mit dem Lippenabschnitt verbunden ist und von diesem in Radialrichtung nach außen ausgeht. Ferner umfaßt der Dichtring einen Innenring und einen Außenring, die aus einem steifen Werkstoff, beispielsweise einem metallischen Werkstoff, bestehen, wobei der Außenring und der Innenring gemeinsam den scheibenartigen Einspannabschnitt einklemmen und dadurch die Manschette halten, sowie ein Federelement aus Federdraht, dessen Windungen einen Kegelstumpf ergeben und das im Lippenabschnitt der Manschette angeordnet ist, wobei auf der Innenseite des Lippenabschnittes durch die Windungen des Federelementes ein schraubenlinienförmiger bzw. sprialiger Vorsprung ausgebildet ist. Der Außenring wird in ein Lagergehäuse für eine Welle eingesetzt, so daß der Lippenabschnitt in Berührung mit der Außenseite der Welle tritt und dadurch das Austreten von ein Lager schmierendem Schmiermittel verhindert, und zwar insbesondere durch die Schraubenwirkung, d.h. hydro-

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dynamische Wirkung, des spiraligen bzw. schraubenlinienförmigen Vorsprunges während der Drehung der Welle.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Dichtrinqes besteht somit in der durch den spiraligen Vorsprung auf zumindest einer Seite des Lippenabschnittes verbesserten Dichtwirkung. Besonderes Merkmal des erfindungsgemäSen Dichtringes ist die Kegelstumpf-Schraubenfeder am Lippenabschnitt der Manschette.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 einen radialen Schnitt durch eine Ausfüh-

rungsform des erfindungsgemäßen hydrodynami

schen Dichtringes;

Figur 2 eine Schnittdarstellung einer spiralig gewickelten Schraubenfeder des Dichtringes gemaß Figur 1 im entspannten Zustand;

Figuren 3 Darstellungen von Verfahrensschritten zur ^1S Herstellung des erfindungsgemäßen hydrodynamischen Dichtringes; und 25

Figur 7 eine Schnittdarstellung eines herkömmlichen

Dichtringes.

Zunächst wird auf Figur 1 eingegangen. Eine aus einem fluorhaltigen Harz bestehende Manschette 1 weist einen Lippenabschnitt 2 mit einer konischen Innenseite und einer konischen Außenseite sowie einer Lippe 3, die am freien Ende bzw. am kleinsten Durchmesser ausgebildet ist, und einen scheibenförmigen Befestigungsabschnitt 4 auf, der mit dem Lippenabschnitt 2 verbunden ist und von diesem ausgehend in Radialrichtung

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nach außen verläuft. Innerhalb des Lippenabschnittes 2 ist eine Schraubenfeder 7 angeordnet, wie sie in Figur 2 gezeigt ist. Die Schraubenfeder 7 besteht aus elastischem Federdraht, der zu einem Kegelstumpf gewickelt ist. Die Schraubenfeder 7 kann daher sowohl als Kegelstumpf-Schraubenfeder als auch als nicht ebene Spiralfeder bezeichnet werden. Zum Dichtring gehört ferner ein Gehäuse, das aus einem Innenring 11 und einem Außenring 12 besteht, die jeweils L-förmig ausgebildet sind und einen in Axialrichtung sowie einen in Radialrichtung verlaufenden Abschnitt aufweisen. Die in Axialrichtung verlaufenden Abschnitte des Außenringes 11 und des Innenringes 12 stehen in Eingriff miteinander, und der scheibenförmige Einspannabschnitt 4 der Manschette 1 ist zwischen den in Radialrichtung verlaufenden Abschnitten des Außenringes 11 und des Innenringes 12 eingeschlossen und eingespannt. Die Manschette 1 ist mit der Schraubenfeder 7, dem Innenring 11 und dem Aussenring 12 in folgender Weise zusammengebaut.

Sowohl die Innenseite als auch die Außenseite der Manschette 1 ist kegelstumpfförmig, und ungefähr in der Mitte zwischen der Außenseite und der Innenseite verläuft ein Einschnitt 5, der sich vom äußeren Rand, d.h. dem Rand mit dem großen Durchmesser, bis zu einer Stelle nahe dem inneren Rand, d.h. dem Rand mit dem kleineren Durchmesser, erstreckt. Diese Manschette 1 wird mittels einer Form so gepreßt, daß der Bereich nahe dem äußeren Rand abgeflacht ist. Die zuvor zu einer Spirale gewickelte Schraubenfeder 7 wird in den Einschnitt 5 eingesetzt. Danach wird der abgeflachte Abschnitt nahe dem Außenrand der Manschette 1 zwischen die in Radialrichtung verlaufenden Abschnitte des Außenringes 11 und des Innenringes 12 eingesetzt, die zuvor L-förmig gebogen worden sind. Die in Axialrichtung verlaufenden Abschnitte des Innenringes und des Außenringes werden ineinander eingesetzt und stehen in Eingriff miteinander. Auf diese Weise ist die Schraubenfeder 7 im Lippenabschnitt 2 eingebettet und wird die Manschette 1

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vom Außenring 11 getragen. Die Schraubenfeder 7 wird aus elastischem Federdraht mit geeignetem Durchmesser hergestellt, wobei der Federdraht mit solcher Steigung gewickelt wird, daß sich benachbarte Windungen entweder berühren oder einen gewissen Abstand voneinander haben. Die in die Manschette 1 eingebettete Schraubenfeder 7 erzeugt einen schraubenlinienförmigen Vorsprung mit geeigneter Steigung auf der Innenseite oder der Außen- und der Innenseite des Lippenabschnittes 2. Der Außenring 11 und der Innenring 12 bestehen aus Metallblech, einem Kunststoff oder einer Kombination aus Metall und Kunststoff.

Der hydrodynamische Dichtring mit der vorstehend beschriebenen Ausbildung wird mit seinem Außenring 11 in ein Lagergehäuse für eine Welle eingesetzt, und die in Figur 1 strichpunktiert dargestellte Welle selber wird durch die öffnung des Lippenabschnittes 2 so eingeführt, daß der Lippenabschnitt 2 an der Außenseite der Welle anliegt, so daß der Dichtring beispielsweise den Austritt von Schmiermittel aus einem Lager verhindert.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Figuren 3 bis 6 eine Ausführungsform eines besonderen Verfahrens zur Herstellung des erfindungsgemäßen hydrodynamischen Dichtringes erläutert.

Wie in Figur 3 dargestellt ist, wird von einem hohlzylindrischen Körper 13 aus fluorhaltigem Harz eine ringförmige dünne Scheibe 14 mit dem Einschnitt 5 abgeschnitten. Wie Figur 4 zeigt, wird dann die Schraubenfeder 7 in den Einschnitt 5 der dünnen Scheibe 14 eingesetzt. Die Schraubenfeder 7 ist spiralig gewickelt und im entspannten Zustand eine ebene Spiralfeder . Nachdem die Schraubenfeder 7 in die dünne Scheibe 14 eingesetzt worden ist, wird der Einspannabschnitt 4 nahe dem äusseren Rand der Scheibe 14 in das Gehäuse eingesetzt und vom

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Gehäuse eingespannt. Zum Gehäuse gehören der Innenring 11 und der Außenring 12 mit jeweils L-förmigem Querschnitt. Danach ergibt sich der in Figur 5 dargestellte Zustand. Wie Figur 6 zeigt, werden dann die Manschette 1 und das Gehäuse in eine drehbare Halterung 28 eingesetzt. Während die Manschette und das Gehäuse gedreht werden, wird ein stabförmiges Werkzeug 29, das im wesentlichen aus einem fluorhaltigen Harz besteht, gegen den Lippenabschnitt der Manschette gedrückt, wobei das Ausmaß der Verformung allmählich erhöht wird, so daß dem Lippenabschnitt 2 die konische Form gegeben wird. Gleichzeitig wird auch die Schraubenfeder 7, die im entspannten Zustand eben ist, ebenso wie der Lippenabschnitt 2 zu einem Kegelstumpf verformt.

Aufgrund der vorstehend näher erläuterten Eigenschaften hat der erfindungsgemäße hydrodynamische Dichtring die folgenden Wirkungen.

Da die Manschette aus einem fluorhaltigen Harz besteht und die Schraubenfeder vollständig in die Manschette eingebettet ist, ergeben sich hohe Säurebeständigkeit und chemische Beständigkeit. Ferner wird durch das Einbetten der Schraubenfeder zumindest auf der Innenseite ein schraubenlinienförmiger Vorsprung erzeugt, der hohe Dichtwirkung zur Folge hat. Da die in den Lippenabschnitt der Manschette eingefügte Schraubenfeder kegelstumpfförmig ist, verleiht sie dem Lippenabschnitt hohe Elastizität. Da der schraubenlinienförmige Vorsprung zumindest auf der Innenseite des Lippenabschnittes durch die Schraubenfeder erzeugt wird, ist die Herstellung des schraubenlinienförmigen Vorsorunges sehr einfach, was die Herstellungskosten beträchtlich senkt. Der schraubenlinienförmige Vorsprung auf der Innenseite des Lippenabschnittes kann nämlich einfach dadurch erzeugt werden, daß gegen den Lippenabschnitt in in Figur 6 gezeigter Weise gedrückt wird.

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Beim vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist dor Dichtring ein Wellendichtung. Durch entsprechende einfache Abwandlungen kann die Erfindung jedoch auch bei Außendichtringen angewendet werden.

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Claims (4)

1. Pat en tansprüche

   f1·>Hydrodynamischer Dichtring, gekennzeichnet durch eine Manschette (1) aus fluorhaltigem Harz mit einem konisch geformten Lippenabschnitt (2) und einem vom Lippenabschnitt radial ausgehenden Einspannabschnitt (4), einem Gehäuse (11, 12) zum Einspannen und Absützen des Einspannabschnittes der Manschette und einer kegelstumpfförmigen Schraubenfeder (7) am Lippenabschnitt der Manschette, wobei auf zumindest einer Seite des Lippenabschnittes durch die Schraubenfeder ein spiralförmiger Vorsprung ausgebildet ist.
2. 2. Dichtring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenfeder (7) in der Manschette (1) in einem in der Manschette ausgebildeten Einschnitt (5) angeordnet ist.
3. 3. Dichtring nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Schraubenfeder (7) so gewickelt ist, daß sie im entspannten Zustand kegelstumpfförmig ist.
4. 4. Dichtring nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Schraubenfeder (7) so gewickelt

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   Deutsche Bank (München) KtO 51/61070

   Dresdner Dank (München) Kio. 3939844

   Postscheck (München) Kto. G70-43-804

   ist, daß sie im entspannten Zustand eine ebene Spiralfeder ist.

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