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DICHTRING FttR SCEfENKLAGERUNGEN
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Die Erfindung betrifft einen Dichtring für Schwenkbewegungen ausführende
Achsen oder Wellen, mit der der Lagerraum der Achse bzw0 Welle hermetisch, wartungsfrei
und dauerhaft gegen Eindringen von Verschmutzung und dergleichen sowie Austreten
von Schmiermitteln total abgedichtet wird.
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Es sind bislang Dichtungen bekannt geworden, die entweder als Gummi-Wellenlippendichtringe
ausgebildet oder als Metallscheibendichtungspakete oder als Metallring-Anlagedichtringe
(NILOS-Ringe) gestaltet sind. Bei diesen Arten tritt stets gleitende Reibung zwischen
den abzudichtenden Teilen auf, was bei.Schmutzeinwirkung und längerem Betrieb einen
stärkeren Verschleiß hervorruft und Wärme entwickelt. Diese Abdichtungen bieten
daher, besonders bei Langzeitbetriebsverhältnisse, unter großer Schmutzeinwirkung,
wie es bei Bau-, Landmaschinen oder dergleichen, z.B. bei Mähwerksfiihrungshebeln
oOäO der Fall ist, keine sichere Abdichtung, sie verschleißen schnell und können
unter den erwähnten ersehwerten Bedingungen diese Aufgabe nicht erfüllen0
Andere
bekanntgewordene Dichtelemente wirken als berührungsfreie Spaltdichtungen in verschiedener
Ausgestaltung, sogenannte Labyrinthdichtungen, aber auch sie sind beim Eintreten
von Sand und dergleichen in der Spalte dem Verschleiß ausgesetzt und fallen bald
aus, insbesondere wenn die Achsen oder Wellen dieser Dichtungen senkrecht stehen
und feiner Sand oder dergleichen ständig auf den Dichtungen liegt. Auch wirkt sich
die immer eintretende Erwärmung bzw. Abkühlung der Lagerstellen erschwerend aus,
da hierbei stets ein Austausch der Luft zwischen dem Innen- und Außenraum bzw. in
umgekehrter Richtung eintritt, womit einmal auch Schmiermittel nach außen gebracht
wird bzw Verschmutzungen nach innen gezogen werden0 Zudem bieten sie keine absolut
abdichtende Wirkung, so daß der Ausfluß von Schmiermitteln nicht vermieden werden
kann; diese Mittel fehlen dann insbesondere bei Dauerschmierung der Lagerstellen.
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Weiter sind die bislang bekanntgewordenen eingepreßten Dichtungen
meist mit dem Mangel behaftet, daß sie bei der Demontage der Lagerungen zerstören,
was große Kosten und oft das Fehlen der Ersatzdichtung zur Folge haut, Aufgabe der
Erfindung ist es, für Schwenklagerungen eine verhältnismäßig klein bauende und preiswerte
Dichtung vorzuschlagen, die unter den schwierigsten Bedingungen, wie aggressiver
Schmutzeinwirkung in feuchten, nassen Verhältnissen und Temperaturbedingungen'wie
z.B0 von -5c° bis +9o0C auf die Dauer eine einwandfreie und wartungsfreie Abdichtung
gegen Schmutzeindringung und Schmiermittelverlust gewährleistei,»
Diese
Aufgabe wird im wesentlichen dadurch gelöst, daß der Dichtring als ein verhältnismäßig
schmaler vulkanisierter Gummiring ausgebildet ist, der innen mit dem Bolzen bzwo
der Welle sowie außen mit dem Gehäuse oder dergleichen durch Preßhaftung fest verbunden
ist.
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Hierbei wird so vorgegangen, daß die Stegdicke etwa die Hälfte bis
ein Drittel der Steghöhe beträgt, Bei einer Ausführungsform wird der Dichtring dadurch
gebildet, daß der Gummiteil zwischen einem aus jeweils festem Werkstoff bestehenden
Innen-und Außenring einvulkanisiert ist, wobei die Aul3enkontur des Steges zu den
Vulkanisierungsflächen am Innen- und Außenring mittels Radien und zusätzliche Ringwülste
im für den BeTastungsfall erforderlichem Maße verbreitert wird, derart, daß die
Vulkanisierungsfläche am Innenring so groß wie am Außenring oder etwa mindestens
60 °/0 der Fläche am Außenring beträgt.
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In besonderer Ausgestaltung der Erfindung wird für hohe Verdrehungsbeanspruchungen,
wie größere Schwenkwinkel und hohe Schwenkfrequenzen, vorgeschlagen, den Steg gewölbt
auszuführen, damit die Oberfläche desselben vergrößert wird, womit die Schubspannungen
auf eine größere Fläche verteilt werden und so geringer sind und womit sich Herstellungsspannungen
ausgleichen können, Hierbei kann auch so vorgegangen werden, daß der Außenring zum
breiteren Innenring unsymmetrisch angeordnet ist, z.B. so, daß auf einer Seite ihre
Stirnflächen auf einer Ebene liegen, was oft den Einbau verbessert und verbilligt0
Für
sehr hohe Beanspruchungen wird weiter in Vorschlag gebracht. den Steg vom Außen-
zum Innenring stärker werdend zu formen, im Sinne einer verdrehungsfestigkeitsmäßigen
Ausgestaltung gleicher Festigkeit, indem seine Dicke innen nntsprstärker ist als
außen0 Um, wie es bei Gurnmimetallverbindungen an sich bekannt ist, dem Gummiteil,
insbesondere im Steg, eine Druckvorspannung zu vermitteln, was für die Übernahme
der Schwenkbewegung vorteilhaft ist, kann auch so vorgegangen werden, daß der Innen-oder
Außenring oder beide Teile nach dem Vulkanisieren durch Kaltverformung geweitet
bzw geschrumpft werden0 Erfindungsgemaß wird noch vorgeschlagen, zur Erzielung eines
preiswerten und sicher, ohne weitere Maßnahmen, abdichtenden Dichtringes den Innen-
oder den Außenring oder beide Ringe mit einzuvulkanisieren, so daß durch die so
geschaffenen elastischen Sitze keine hochgenauen Preßsitz an dem Innen- oder Außenring
sowie an den Bolzen und Gehäusen, mit denen die Ringe gepaart werden, ausgearbeitet
werden müssen.
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Je nach den Einbau- und Betriebs verhältnissen kann ein Dichtring
besonders vorteilhaft sein, zoBç preiswert, der ganz aus Gummi gefertigt ist, bei
ihm sind die Naben innen und außen so stark auszuführen, daß sie eine ausreichende
Pressung auf dem bolzen bzw0 im Gehäuse im usammenwirken mit dem Steg erzielen,
damit hier im Betrieb keine Gleitung eintritt Hierbei kann zusätzlich so vorgegangen
werden, daß das innere Loch oder der äußere Mantel des Dichtringes oder beide Anschlüsse
entsprechend den Gegenstücken profiliert
sind. zçB. als Verzahnung,
Vieleck-, Polygonprofil oder dergleichen. Hierdurch wird auch bei kleinerer preßspannung
ein sicherer Sitz erzielt, Schließlich schließt die Erfindung die Ausführung eines
Dichtringes ein, bei dem, gleich welchen Aufbaues derselbe auch ist, der Steg axial
in erhöhtem Maße druckwiderstandsfähig ausgebildet ist und wobei die Innen- zur
Außenpartie beim Einbau axial verspannt wird, wodurch dem Steg eine Druckvorspannung
verliehen wird und er so für das Übernehmen der Dauerschubbelastung besser geeignet
ist, als es ohne axiale Verspannung der Fall isto Es liegt ebenfalls im Rahmen der
Erfindung, wenn der Dichtring innen oder außen oder innen und außen durch axiale
Anpressung zusätzlich oder ausschließlich gehaltert wird.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,
daß ein beliebig oft mon- und demontierbarer, unempfindlicher, preiswerter und dauerhafter
Dichtring für Schwenklagerstellen geschaffen ist, der den Lagerraum absolut dichtend
abschirmt, ohne daß Reibung und Verschleiß eintritt und der verhältnismäßig klein
baut, sowie korrosionsfest ist. Auch ist es vorteilhaft, daß der Dichtring sowohl
durch Aufpressen radial innen und außen als auch durch Anpressen axial an den Innen-
und Außenringen bzw0 an den Ringnaben festgesetzt werden kann und daß der Ring allen
Bolzen-, Wellen- bzw0 Gehäuseausführungen angepaßt werden kann, wie runden Anschlüssen
oder vieleckigen polygonartigen bzw0 Mehrkeilprofilenç
Die Erfindung
wird durch die Figuren, die Beschreibung zu diesen sowie durch die Patentansprüche
im einzelnen noch näher erläutert, Es zeigen: Figur 1 einen Querschnitt durch einen
Dichtring mit geradem Steg und symmetrischer Lage des Außen- zum Innenring figur
2 einen Querschnitt durch einen Dichtring mit gewölbtem Steg und symmetrischer Lage
des Innen- zum Außenringes Figur 3 einen Querschnitt durch einen Dichtring mit gewölbtem
Steg und versetzter Lage des Außen- zum Innenring figur 4 einen Querschnitt durch
einen Anwendungsfall des Dichtringes, beispielsweise bei Schwinghebel zum Mähschneidwerk
figur 5 eine draufsicht gemäß Figur 4 Figur 6 einen Teilquerschnitt in vergrößertem
Maßstab durch einen Dichtring -mit einem Steg, dar angenähert einen Querschnitt
gleicher Scherfestigkeit aufweist, Figur 7 einen Dichtring mit rundum einvulkanisiertem
Innen- und Außenring Figur 8 einen Dichtring ganz aus gummi hergestellt Figur 9
eine Teildraufsicht gemäß Figur 81 Figur lo einen Dichtring, dessen Innen- zum Außenring
beim Einbau um einen!eine Druckspannung erzeugendenlBetrag versetzt ist.
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Der Dichtring 1, gemäß Figur 1weist einen Innenring 2, den Außenring
3 und den Gummiteil 4 auf, der in die Ringe einvulkanisiert ist. Der Innen-und Außenring
kann aus festem Werkstoff, wie Metall, geeignetem Kunststoff, Hartgewebe, hoher
Wärmebeständigkeit, Keramik oder dergleichen hergestellt sein. Die Innenzylindermantelfläehe
5 und die Außenzylindermantelfläche 6 sind als Paßsitze zum Anschluß an andere Teile
hergestellt, die Ringnuten 7 und 8 dienen zur Aufnahme von Dichtringen. Bie Steghöhe
9 ist etwa um das Zweieinhalbfache größer als die Stegdicke 10. Vom Steg 17 erweitert
sich die Form des Gummiteils 4 innen gemäß dem Radius 11 und außen gemäß den Radien
12, wobei Jeweils Ringwdlste 13 und 14 annähernd zylindrisch geformt bis zu den
Außenkanten der Vulkanisierungsflächen, nämlich der Außenzylindermantelfläche 15
des Innenrings 2 und der Innenzylindermantelfläche 16 des Außenrings 3, vorgesehen
sind.
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Beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 ist der Steg 18, der etwa gleiche
Wandstärke aufweist, gewölbt ausgeführt, wodurch seine Oberfläche,im Gegensatz zum
Steg 17 im Äusführungsbeispiel gemäß Figur 1, vergrößert ist und sich Spannungen
vom Vulkanisieren ausgleichen können, sowie die Betriebsspannungen kleiner bleiben.
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Beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 liegt der breitere Innenring
19 an seiner Außenkante 20 damit der Außenkante 21 des Außenrings 22 auf einer Höhe.
Der Innenring 19 und der Außenring 22 weisen eine verhältnismäßig dünne Wandstärke
23 bzw.
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24 auf, wodurch sie einmal nach dem Vulkanisieren leicht geweitet
bzw. geschrumpft werden können, aber auch zum anderen günstig unter Beibehaltung
einer elastischen Vorspannung auf- bzw. eingepreßt
werden können,
wobei sicher ein schmiermitteldichtes Sitzen mit dem Bolzen oder dergleichen bzwo
der Gehäusebohrung erreicht wird.
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Der Dichtring 25 gemäß den Figuren 4 bis 5 schließt den Lagerraum
26 ab, indem sein Innenring 2 auf dem Bolzen 27 aufgepreßt und der Außenring 3 in
das Gehäuse 28 eingepreßt ist0 Der Schwinghebel 29 führt mit den Mähmessern 30 den
Hub 31 aus, er schwenkt hierbei um den Winkel CL nach Figur 5. Das Wurzelmaß 32
des Steges 33 des Gummiteils 34 am Innenring ist entsprechend größer als das Wurzelmaß
35 des Steges 33 am Außenringtentsprechend einem Querschnitt gleicher Verdrehungsfestigkeit.
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Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 7 sind beim Dichtring 36 der Innen-
und Außenring 37 bzw. 38, die Jeweils aus festem Material bestehen, mit dem gesamten
Ring einvulkanisiert, so daß dieser Dichtring mit seinen elastischen Passungsflächen
mit dem Bolzen oder mit der Welle bzw. mit dem Gehäuse gepaart wird. Hierdurch wird
auch bei nicht feinbearbeiteten Flächen der Bolzen oder Wellen bzwo der Gehäusesitze
eine absolute Abdichtung gewährleistet.
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Es kann auch so vorgegangen werden, daß Je nach den Betriebsverhältnissen
nur ein Ring, der Innen-oder Außenring, einvulkanisiert wird. Durch die Rundumvulkanisievung
wird eine besonders günstige Verbindung mit den Anschlußteilen erzielt, da der Gummiteil
neben der Vulkanisierung zusätzlich fest eingespannt wird. Außerdem ist dieser Ring
voll korrosionsgeschützt, ohne daß hierzu hoch im Preis liegende Sondermaterialien
verwendet werden mäusen.
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Die Verbindung des Gummis mit den Ringen kann dadurch noch verbessert
werden, daß die Ringe mit
einer Vielzahl von Durchbrüchen, wie
Löcher 39, versehen sind.
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Der Dichtring 40 gemäß den Figuren 8 und 9 ist ganz aus Gummi hergestellt.
Er kann für niedrigere Beanspruchung in den Abmaßen ähnlich wie die bereits beschriebenen
Ringe gestaltet sein, er kann aber auch, so wie dargestellt, mit verdickten Außen-
und Innennaben 41, 42 versehen sein, damit für höhere Beanspruchungen genügend hohe
Preßkräfte zu erzielen sind. Das Loch 43 ist beispielsweise mit einem Keilwellenprofil
44 und der Außenzylinder 45 mit einem Zahnprofil 46 versehen, wodurch die auftretenden
Verdrehungskräfte bei dem Schwenken der Welle bzw. des Bolzens sicher zusätzlich
aufgenommen werden.
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Der Steg 48 des Dichtringes 47 gemäß Figur 10 ist im Aufbau von der
Innen- zur Außenpartie überwiegend hohlkeglig und in der Wandstärke etwas größer
ausgeführt, so daß er bei axialer Verschiebung des Außenringes zum Innenring im
Sinne einer Abflachung der Kegelform erhöhte Druckspannungen aufnimmt. Als loses
Teil weist der Ring die Form 49,wie rechts dargestellt, auf, wogegen im eingebauten
Zustand der Außenring um das Maß 50 axial versetzt wirds wie links dargestellt.
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Die Erfindung ist auf die aufgeführten Beispiele nicht beschränkt,
vielmehr können alle dargestellter und erläuterten Einzelheiten beliebig in anderer
Kombination angewandt werden, ohne die Erfindung zu verlassen. Insbesondere hängt
die jeweilige Ausführung des Ringes innerhalb der erläuterten Merkmale mit den Belastungen
zusammen, denen der Ring jeweils ausgesetzt ists d.h. mit der Größe des Schwenkwinkels,
der Frequenz der Schwenkung, den Temperatureinflüssen und dergleichen mehr.