DE3023658C2 - Dichtring für Schwenklagerungen und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Dichtring nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Durch solche Dichtringe wird der entsprechende Lagerraum hermetisch, wartungsfrei, dauerhaft und ohne gleitende Reibung gegen Austreten von Schmiermittel und Eindringen von Schmutz, Feuchtigkeit und dergleichen abgedichtet.

Es ist ein Dichtring dieser Art (GB-PS 6 20 927) bekanntgeworden, bei der der Gummiteil am Innen- und Außenring jeweils mit gleich langen Flächen anvulkanisiert ist und der Steg im Querschnitt von diesen Vulkanisierungsflächen ausgehend etwa konkav verlaufend ausgeführt ist. Hierdurch ist einmal die Vulkanisierungsfläche bei diesem Dichtring am Außenring eiwa um 50% größer als die am Innenring, und die Verdrehungsspannung ist bei der hin- und hergehenden Schwenkbewegung ebenfalls in den inneren Ringpartien wesentlich höher als in den äußeren. Wenn auch solche Ringe für niedrige und mittlere Beanspruchungen ausreichend sind, so jedoch nicht bei hohen und höchsten, wie sie bei im Verhältnis großen Winkelausschlägen der Dauerschwenkbewegungen und hohen Schwenkfrequenzen sowie beim Vorherrschen hoher oder niedriger Temperaturen vorliegen.

Es hat sich bestätigt, daß aber die Leistungsfähigkeit solcher Dichtringe, falls sie bis an die Höchstgrenze in Anspruch genommen wird, wesentlich ^steigert werden kann, wenn derselbe in allen Partien etwa gleich hoch beansprucht wird, und zwar sowohl in bezug auf die Verdrehungsspannung als auch auf die Scherbelastung der Vulkanisierungsflächen.

Bei anderen bekannien Dichtringen ähnlicher Art (US-PS 31 58 923. DE-PS 8 93 761) sind ebenfalls die Anschlußflächen am Innen- und Außenring gleich lang und der Querschnitt von dem Innen- zum Außenring voll ausgeführt, so daß auch hierbei die Verdrehungsund Scherspannungen beim Betrieb in den inneren zu den äußeren Bereichen des Dichtringes sehr verschieden sind.

Es sind auch solche Dichtringe (DE-PS 10 16 513) für

hin- und herschwenkende Lagerungen bekannt, bei denen vom gleich dick ausgeführten Steg des Gummiteils die Haftflächen an den Innen- und Außenringen durch einen radienartigen Verlauf verbreitert sind.

Wenn dies auch eine Spannungsminderung im Bereich der Haftflächen begründet, so liegen aber auch hier große Unterschiede in den auftretenden Verdrehungs- und Scherspannungen vor.

Bei bekanntem Schalthebel-Gelenklagerungen für Kraftfahrzeugbetriebe (DE-OS 23 00 266). die durch eingespannte elastische runde Lagerkörper gebildet sind und auch eine Abdichtung bewirken, ist zwar der Nabenbereich für den innen umschlossenen Hebelschaft länger ausgeführt und der Außenring liegt zum breiteren Innenring auf einer Seite annähernd auf einer Höhe. Diese Lagerung ist jedoch als Dichtring für Schwenklagerungen ungeeignet, da infolge des Fehlens ■»ο der mit dem Gummiteil fest verbundenen Innen- und Außenringen die Verdrehungsspannungen nicht übertragen werden können.

Bereits angewandte biegsame Dichtungen für Membranpumpen (DE-OS 29 06 855), die dem ständigen •»5 axialen Hin- und Herhub ausgesetzt sein können, sind an ihren verdickten Innen- und Außenpartien durch Einspannen gehaltert. Dieses Einspannen reicht aber allein zum Halt bei höchstbeanspruchten Verdrehungs-Dichtringen nicht und zudem ist ihr Steg von innen bis so außen annähernd gleich dick.

Aufgabe der Erfindung ist es, für Schwenklagerungen hoher Frequenzen und großer Schwenkwinkel, die unter Schmutzeinwirkung stehen, nassen Betriebsverhältnissen sowie starken Temperaturunterschieden, wie +90° bis —50°, ausgesetzt sind, eine Preiswerte, dauerhafte, gleitreibungslose, hermetisch wirkende und wartungsfreie Abdichtung gegen Schmutzeindringung und Schmiermittelverlust vorzuschlagen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß der Querschnitt des Steges vom Außenring zum Innenring so stärker werdend ausgeführt ist. daß für die Verdrehungsbeanspruchungen dieser Querschnitt ein Teil gleicher Drehfestigkeit darstellt, und wobei der Gummiteil zwischen einem aus ^fe5 jeweils festem Werkstoff bestehenden Innen- und Außenring mittels Radien und zusätzliche Ringwülste im für den Belastungsfall erforderlichem Maße verbreitert wird, derart, daß die Vulkanisieningsfläche am

Innenring so groß wie die am Außenring oder etwa bis mindestens 60% der Fläche am Außenring beträgt.

Vorteilhaft ist es, daß nach dem Vulkanisieren der Außenring und/oder der Innenring durch Kaltverformung enger geschrumpft bzw. weiter gedehnt wird, um einen Betrag, daß dem Gummiteil eine Druckvorspannung in zweckmäßiger Höhe zu den auftretenden Betriebsbelastungen verliehen wird.

Dem Gummiteil des Dichtringes kann auch gemäß einer günstigen Gestaltung dadurch eine Vorspannung verliehen werden, daß der Steg etwa hohlkeglig ausgeführt ist, wobei beim Einbau in die Schwenklagerung der Außenring zum Innenring axial im Sinne einer Abflachung der Kegelforrri um ein entsprechendes Maß verschoben wird.

In besonderer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der Innen- und Außenring mit dem gesamten Dichtring allseitig schließend einvulkanisiert ist, wobei die Gummistärke außerhalb des Außenrings und die innerhalb des Innenrings eine dünne Wandstärke, je nach Größe des Ringes von 03 bis 1,5 mm, aufweist und daß der Innen- und/oder Auße/nring mit Durchbrüchen, wie beispielsweise Löcher, ausgestattet ist, wodurch das Abdichten auf den Wellen bzw. Bolzen sowie des Sitzes im Gehäuse oder dergleichen verbessert ist und an die Passungen der Innen- bzw. Außenringe sowie der Bolzen, Wellen oder Gehäusesitze keine hohen Anforderungen gestellt werden sowie die Innen- und Außenringe korrosionsgeschützt sind.

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 eine Gleitreibung und Verschleiß eintritt und J5 der verhältnismäßig klein baut, sowie korrosionsfest ist, und dabei hohen und höchsten Beanspruchungen in bezug auf große Winkelausschläge, hohe Schwenkfrequenzen und starken Temperaturschwankungen standhält.

In den Figuren sind einige Ausführungsbeispiele dargestellt, es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt durch einen Dichtring,

F i g. 2 einen Querschnitt durch einen Dichtring, bei dem durch axiales Verschieben des Innenrings zum Außenring dem Gummiteil eine Vorspannung verliehen wird,

F i g. 3 einen Querschnitt durch einen Dichtring, bei dem die Innen- und Außenringe mit einvulkanisiert sind.

Beim Dichtring 1 gemäß der F i g. 1 ist der Gummiteil 2 mit dem Außenring 3 und dem Innenring 4 durch Vulkanisieren verbunden. Das Wurzelmaß 5 des Steges 6 des Gummiteils 2 am Innenring 4 ist um soviel größer als das entsprechende Wurzelmaß 7 am Außenring 3, daß der Steg 6 in den Ringquerschnitten der Wurzelmaße 5, 7 etwa gleiche Verdrehungswiderstandsmomente aufweist Ebenso sind die Abschlußflächen 8 und 9 des Gummiteils 2 so ausgeführt, daß der Steg 6 in allen seinen ringförmigen Querschnitten als Teil gleicher Verdrehungsbeanspruchung ausgebildet ist. Die Länge 10 des Innenrings 4 wird um soviel größer als die Länge 11 des Außenrings 3 ausgeführt, daß die Vulkanisierungsflächen an den Ringe, etwa gleich groß sind bzw. daß die Vulkanisierungsfläche un Innenring 4 bis mindestens 60°/o derjenigen am Außenring 3 beträgt. Hierbei wird die Verlängerung dadurch erreicht, daß im Anschluß an den Bereich der Wurzelmaße 5, 7 des Steges fc Wülste 12 bzw. 13 vorgesehen sind.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß der Fi g. 2 befindet sich im nicht eingebauten Zustand des Dichtringes 54 der Außenring 15 mit seiner Stirnfläche 16 axial betrachtet auf der Höhe der Stirnfläche 17 des Innenrings 18. Beim Einbau dos Ringes wird dann so vorgegangen, daß der Außenring 15 um das Maß 19 axial verschoben wird, wobei dem Gummiteil 20 durch diese Verschiebung eine Druckvorspannung verliehen wird, da der Gummiteil 20 etwa eine hohlkegelige Form aufweist.

Beim Dichtring 22 nach F i g. 3 ist der innenring 23 und ebenfalls der Außenring 24 mit dem Gummiteil 25 einvulkanisiert, wobei in den Ringen 23 bzw. 24 Löcher 26 vorhanden sein können, damit der äußeren und inneren Gummischicht 27 bzw. 28 ein festerer Halt verliehen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Dichtring zum Schutz von Lagerräumen bei Schwenkbewegungen ausführenden Achsen und Wellen, bei dem zwischen einem auf der Achse bzw. Welle festsitzenden Innenring (4, 18, 23) und einem im Gehäuse fest angeordneten Außenring (3,15,24) ein Gummiteil (2) einvulkanisiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Steges (6) vom Außenring (3) zum Innenring (4) so stärker werdend ausgeführt ist, daß für die Verdrehungsbeanspruchungen dieser Querschnitt ein Teil gleicher Drehfestigkeit darstellt, und wobei der Gummiteil (2) zwischen einem aus jeweils festem Werkstoff bestehenden Innen- und Außenring (3,4) mittels Radien (21) und zusätzliche Wülste (12,13) im für den Belastungsfall erforderlichen Maße verbreitert wird, derart, daß die Vulkanisierungsfläche am innenring (4, 18) 60 bis 100% der Fläche am Außenring (3,15) beträgt

2. Verfairren zur Herstellung des Dichtringes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Vulkanisieren der Außenring (3, 15) und/oder der Innenring (4, 18) durch Kaltverformung enger geschrumpft bzw. weiter gedehnt wird, um einen Betrag, daß dem Gummiteil (2, 20) eine Druckvorspannung in zweckmäßiger Höhe zu den auftretenden Betriebsbelastungen verliehen wird.

3. Dichtring nach Anspruch I und hergestellt nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (6) überwiegend hohlkegelig ausgeführt isi, wobei beim Einbau in die Schwenklagerung der Außenring (15) zum Innenring (18) -^xial im Sinne einer Abflachung der Kegclform um ein Maß (19) verschoben wird, so daß die \b solche Gummiteile günstige Vorspannung erreicht ist.

4. Dichtring nach Anspruch I bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß der Innen- (23) und Außenring (24) mit dem gesamten Dichtring (22) allseitig schließend einvulkanisiert ist. wobei die Gummistärke außerhalb des Außenrings (24) und die innerhalb des Innenrings (23) eine dünne Wandstärke, je nach Größe des Ringes von 03 bis 1,5 mm, aufweist und daß der Innen- und/oder Außenring mit Durchbrüchen, beispielsweise Löcher (26), versehen sein können.