DE2937237C2 - Dichtungsanordnung - Google Patents

Description

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Die Erfindu;^· betrifft eine Dichtungsanordnung nach dem Oberbegriff des Ansprc-ches 1. Bei den zwei Bauteilen handelt es sieb vorzugsweise um solche, die zueinander wenigstens angsnähf--t koaxial angeordnet sind; meistens sind sie relativ zueinander verdrehbar. Sie können außerdem relativ zueinander begrenzt verschiebbar sein, vorzugsweise in Achsrichtung und/oder quer zur Achsrichtung. Ferner kann eine begrenzte Kipp- oder Taumelbewegung des einen Bauteils gegenüber dem anderen stattfinden.

Zu den zahlreichen Anwendungsmöglichkeiten für solche Dichtungsanordnungen gehören beispielsweise Wellenkupplungen, die mit Flüssigkeit gefüllt sind, z. B. elastische Kupplungen. Bei solchen Kupplungen gehört zu der einen Kupplungshälfte ein Kupplungsgehäuse und zur anderen Küpplungshälfte eine das Gehäuse durchdringende Kupplungsnabe, ein Wellenzapfen oder dergleichen. Hier muß der zwischen dem Gehäuse und der Kupplungsnabe befindliche Ringspalt mittels einer Dichtungsanorndung abgedichtet werden. so

Eine Dichtungsanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 ist bekannt aus der DE-OS 25 40 240. Dort ist ein unter Innendruck stehender Gehäuseraum gegenüber einer in das Gehäuse ragenden Welle gegen Austritt von Luft und Schmierstoff abzudichten. Im feststehenden Gehäuse ist dazu eine als Metallzunge bezeichnete Scheibe zwischen zwei dichtenden Klemmringen fest eingespannt. Unter der Wirkung des Innendruckes wird die Metallzunge elastisch gegen einen dichtenden, auf der umlaufenden Welle angeordneten Laufring gepreßt. Mit steigendem Innendruck wird zwar die Abdichtung besser, aber gleichzeitig erhöht sich der Verschleiß des Laufringes erheblich, weil die Gleitbewegung nur an einer Dichtfläche stattfindet.

Eine weitere Dichtungsanordnung zeigt das DE-GM 17 81 245. Dort sind zwei bewegliche Teile gegenüber dem feststehenden Gehäuse abzudichten, nämlich eine Stopfbuchsenbrille und eine Spindel. Ein konisch ausgebildeter Spreizring überträgt eine aufgegebene Axialkraft so auf die Dichtringe, daß diese sowohl axial als auch radial"vorgespannt werden. Dabei sind sie gleichzeitig mit drei Bauteilen in. Berührung, nämlich mit dem Spreizring, dem Gehäuse und der Spindel bzw. der Stopfbuchsenbrille. Die Abdichtung aber findet nicht am Spreizring statt, da dieser unter Vorspannung oder Innendruck steht und nicht mit der Spindel umläuft Dort geht es im wesentlichen um die Abdichtung eines nur radialen Spaltes zwischen einem Gehäuse und einer axial bewegten Spindel.

" Bekannt ist ferner die US-PS 27 84 017. Dort handelt es sich um eine geschlossene Dichtungseinrichtung, bestehend aus zwei U-Ringen tnit darin eingesetzten O-Ringen und mit einer dazwischen eingespannten Scheibe. Diese Dichtungseinrichtung wird als ganzes mit dem einen U-Ring in das eine Bauteil eingesetzt und läuft als ganzes mit diesem um. Dabei gleitet der andere U-Ring am anderen BauteiL An der Oberfläche der O-Ringe findet keine Gleitbewegung statt, sondern diese O-Ringe vermitteln nur eine Axialkrafi auf die Dichtfläche an dem anderen U-Ring. Die O-Ringe wirken dort als statische Dichtungen.

Darüber hinaus ist eine Dichtungsanordnung nach der DE-OS 19 52 320 bekannt. Dort ist der Zwischenring, »Dichtungsträger« genannt. Bestandteil eines feststehenden Gehäuses; er ist also gegenüber diesem nicht drehbar. Zur Befestigung des Dichtungsträgers am Gehäuse ist auf der Außenseite des Dichtungsträgers ein elastischer Bormring angeordnet; außerdem befindet sich dort ein statischer Dichtring. Auf der Innenseite des Dichtungsträgers ist ein dynamischer Dichtring angeordnet, der an einem rotierenden Bauteil anliegt Dieser bekannten Konstruktion liegt die Aufgabe zugrunde, zu verhindern, daß etwa auftretende Schwingungen an dem dynamischen Dichtring eine Leckage verursachen. Dies wird dort durch den genannten Dichtungsträger und durch die elastische Verbindung desselben mit dem Gehäuse bewerkstelligt. An dem dynamischen Dichtring wirkt die volle Umfangsgeschwindigkeit des rotierenden Bauteils; deshalb muß dort Verschleiß erwartet werden.

Ausgehend von einer Dichtungsanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Dichtungsanordnung dahingehend zu verbessern, daß sie unter geringstmöglichem Fertigungsaufwand im Falle der relativen Verdrehbarkeit der Bauteile, eine möglichst hohe Lebensdauer aufweist

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst Überraschenderweise hat nämlich eine frei bewegliche Anordnung des Zwischenringes zur Folge, daß sich eine etwaige Abnützung der Dichtringe auf beide Dichtringe weitgehend gleichmäßig verteilt. Es stellt sich anscheinend zwischen dem Zwischenring und'jedem der beiden Bauteile eine Relativgeschwindigkeit ein, die etwa der halben Relativgeschwindigkeit zwischen den beiden Bauteilen beträgt Aufgrund der schwimmenden Anordnung des Zwischenringes, der sigh unter der am inneren und äußeren Bereich anliegenden Dichtungsringe frei elastisch verformen kann, wirken beide Dichtungsringe als dynamische Dichtungen.

Gegenüber bekannten Dichtungsanordnungen, die nur einen einzigen dynamischen Dichtungsring aufweisen, kann somit durch die Erfindung die Lebensdauer der Dichtungsanordnung verdoppelt werden.

Zugleich hat die erfindungsgemäße Dichtungsanord-

nung den Vorteil, daß die beiden Bauteile verhältnismäßig weit relativ zueinander aus ihrer Normallage versetzt oder verschoben werden können; denn der Verschiebeweg verteilt sich ebenfalls auf die beiden Dichtringe- In dieser Hinsicht kann eine noch weitergehende Verbesserung dadurch erzielt werden, daß man den Zwischenring elastisch verformbar, beispielsweise nach Art einer Tellerfeder ausführt Auch die Lebensdauer der Dichtungsanordnung wird hierdurch erhöht; denn ein federnd nachgiebiger Zwischenring bleibt mit den Dichtungsringen in Kontakt, auch wenn diese bis zu einem gewissen Grad abgenützt sein sollten.

Die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung ist vorzugsweise als dynamische Dichtung anwendbar, also im Falle relativ zueinander beweglicher Bauteile. Hierbei sind durch die Erfindung, wie schon erwähnt, verhältnismäßig große relative Verschiebungen oder Kippbewegungen zwischen den Bauteilen zulässig. Die Erfindung ist aber auch in einer statischen Dichtungsanordnung anwendbar. In diesem Falle können die Bauteile in ihren Abmessungen größer als bisher toleriert werden.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Dargestellt ist eine drehelastische Kupplung im Längsschnitt mit der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung.

Die Kupplung weist zwei Kupplungshälften auf, nämlich einerseits ein zweiteiliges Kupplungsgehäuse 10 und andererseits eine Mittelscheibe 11, an die eine Vielkeilnabe 12 angeformt ist. In bekannter Weise sind in der Mittelscheibe 11 Fenster angeordnet und hierzu passen an der Innenseite des Gehäuses 10 Ausnehmungen, worin Schraubendruckfedern 13, unterstützt durch Federteller 14 angeordnet sind. Wie bei 15 angedeutet ist, biidet der Außenumfang der Mittelscheibe 11 zusammen mit dem Kupplungsgehäuse 10 Verdrängungskammern entsprechend Patentanmeldung P 28 48 478.1-12. Diese dienen zusammen mit einer in das Kupplungsgehäuse eingefüllten Flüssigkeit zur Dampfung von Torsionsschwingungen.

Zur Abdichtung des Innenraumes des Kupplungsgehäuses 10 nach außen ist zu beiden Seiten dei Mittelscheibe 11 je eine Dichtungsanordnung vorgesehen der nachfolgend beschriebenen Art: In die Mittelscheibe 11 ist in möglichst geringem Abstand von der Nabe 12 ein als O-Ring ausgebildeter Dichtungsring 20 mit Ringdurchmesser A in eine Ringnut eingesetzt Ein weiterer O-Ring 22, dessen Ringdurchmesser B jedoch größer ist als A, ist an der Innenseite des Kupplungsgehäuses 10 ebenfalls in eine Ringnut eingesetzt Zwischen die beiden O-Ringe 20 und 22 ist ein Zwischenring 24 eingespannt, der als eine vorzugsweise dünnwandige Scheibe ausgebildet ist Die Scheibe ist in radialer Richtung innerhalb gewisser Grenzen frei beweglich, so daß sie im wesentlichen nur an den O-Ringen 20 und 22 anliegt Unter den Anlagekräften werden einerseits die O-Ringe in der üblichen Weise (im Querschnitt gesehen) abgeplattet; andererseits wird aber auch die Scheibe 24 etwas verformt, beispielsweise indem sie anstelle einer ursprünglich<ni flachen Gestalt nunmehr die Form einer Tellerfeder annii.imt.

Der Zwischenring 24 kann aber auch schon im spannungslosen Zustand die Form einer Tellerfeder aufweisen. In jedem Falle ist es vorteilhaft, die Wanddkke des Zwischenrings 24 so zu bemessen, daß er unter den Anlagekräften elastisch verformbar ist Je größer die beim Einspannen des Zwischenrings 24 stattfindende Verformung ist, um so größere axiale und radiale Bewegungen des Kupplungsgehäusss 10 relativ zur Mittelscheibe 11 und um so größere Winkelverlagerungen zwischen diesen Bauteilen können zugelassen werden.

Anstelle der O-Ringe 20 und 22 können z. B. auch sogenannte Quadringe oder Lippendichtringe verwendet werden, außerdem z. B. Kohle-Dichtringe, also auch nicht-elastische Ringe.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   L Dichtungsanordnung in einem Zwischenraum, der sich zwischen den einander gegenüberliegenden Stirnflächen von zwei gleichachsigen und gegenein- s ander verdrehbaren Bauteilen befindet, mit einem in dem Zwischenraum angeordneten, sich überwiegend in radialer Richtung erstreckenden Zwischenring, der mit jedem der beiden Bauteile einen Spalt bildet, wobei der eine Spalt mittels eines im radial äußeren Bereich und der andere Spalt mittels eines im radial inneren Bereich des Zwischenringes angeordneten, vom jeweiligen benachbarten Bauteil geführten Dichtungsringes abgedichtet ist und der Zwischenring zwischen die beiden Dichtungsringe einge- spannt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenring nur mit den beiden Dichtungsringen in Berührung steht und damit, zwischen diesen eine schwimmende Lage einnimmt, so daß beide Dichtungsringe (20,22) relativ zum Zwischenring als dynamische Dichtungen wirken.
2. 2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,' daß die Differenz zwischen den Durchmessern (A, B) der Dichtungsringe etwa das fünffache des Querschnittdurchmessers der Dichtungsringe (20,22) beträgt.