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Radial -- Wellendi:chtring.
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Die Erfindung betrifft einen Radial - Wellendi.chtring, der im wesentlichen
aus einem Halteteil und mindestens einer damit verbundenen Dichtlippe besteht, die
mit einem dazu konzentrisch angeordneten, mit dem Wellendichtring verbundenen Laufring
zusammenwirkt.
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Radial' - Weliendi.chtringe, die mi.t Laufringen zusammenwirken, zählen
seit geraumer Zeit zum allgemeinen Stand der Technik.
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Unter anderem ist die DE - AS 25 00 099 zu erwähnen. Der hier beschriebene
Lippendichtungsring besteht aus einem Dichtung gehäuse und einer daran aufgehängten
elastischen Dichtlippe, weiche an einen relativ zum Lippendichtungsring drehbaren,
gegenüber dem Di.chtungsgehäuse durch eine Formschlußverbindung gegen axiales Verschieben
gesicherten Laufring dichtend anliegt. Die Formschlußverbindung wird hierbei durch
eine axial hinter der Dichtlippe vorgesehene, mit dem Laufring oder dem Dichtungsgehäuse
verbundene Haltekralle erreicht, wobei zwischen der Haltekralle und dem zugeordneten
Gegenstück des Laufringes ein Dichtspalt verbleibt.
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Die Nachteile einer solchen Einbaueinheit sind darin zu sehen, daß
zum einen die verwendeten Teile relativ aufwendig gestaltet werden müssen und zum
anderen durch die Wahl der Verbindungsart ( Formschluß ) weder für Transport und
Montage noch für den Betriebszustand zufriedenstellende Ergebnisse erzielt werden
können. Eine nicht lösbare Formschlußverbindung kennzeichnet sich nun dadurch, daß
die zu verbindenden Tei.le ( Verbindung durch Haltekrallen ) so ausgebildet si.nd,
daß in der Regel eine Bewegung beider Tee gegeneinander kaum möglich ist und infolgedessen
Kräfte
und Drehmomente von einem auf das andere Teil übertragen werden. Im vorliegenden
Fall tritt folgendes ein: Wåhrendvdes Montierens besteht keine Möglichkeit festzustellen,
ob die beiden Teile richtig zueinander positioniert sind. In der Anfangsphase des
Betriebszustandes läuft die Dichtlippe zwar frei, es treten jedoch sehr hohe Reibkräfte
im Bereich der nicht lösbaren Formschlußverbindung auf. Diese wiederum bewirken,
daß so lange Abrieb entsteht, bis die Dichtung frei läuft. Der Abrieb wandert nun
durch den sich verbreite.rnden Dichtspalt In Richtung auf die Dichtlippe, wo er
sich nachteilig auf deren Funktion auswirkt und somit nur eine geringe Lebensdauer
der gesamten Dichtung erreicht werden kann. Weiterhin nachteilig ist zu sehen, daß
während Lagerung und' Transport keine Schutzmöglichkeit für die Dichtlippe vorhanden
und diese somit äußeren Einflüssen ausgesetzt ist, die gegebenenfalls zu das Dichtverhalten
beeinträchtigenden Schäden führen können.
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Des weiteren ist auf einem anderen Abdichtungssektor bereits eine
Gleitringdichtung bekannt ( DE - PS 26 48 323 ), die im wesentlichen aus einem Gehäuse,
einem innerhalb diesem angeordneten Gleitring, einem Balgen, der sich zwischen beiden
erstreckt, und einer Feder besteht. Hierbei ist eine vom Gehäuse in Wirkrichtung
der Feder entfernbare Anschlagbegrenzung in Form einer Haltekappe vorgesehen, die
den entsprechend seiner mittleren Einbaustellung im Gehäuse vulkanisierten Balgen
in dieser Lage im nicht eingebauten Zustand trägt.
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Die Haltekappe hat somit lediglich die Funktion, die Teile, die unter
Federspannung stehen, in einer bestimmten Stellung im Gehäuse zu halten. Diese Funktion
liegt bei Radial - Wellendichtringen nicht vor, so daß diese Lehre auch nicht ohne
weiteres
darauf übertragbar ist.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist darin zu sehen, einen
Radial - Weilendichtring mit Laufring auf einfache Weise konstruktiv so zu gestalten,
daß, ähnlich wie bei: der DE - AS 25 00 099, während Transport und Montage bei problemloser
Montierbarkeit der Einheit eine nicht lósbare Formschlußverbindung vorhanden ist,
die im Betriebszustand der Dichtung jedoch entfallen soll, um die Wirkungswei.se
der Dichtung nicht zu beeinträchtigen. Des weiteren soll die Möglichkeit gegeben
sein, das Eindringen von Schaut1 in die Baueinheit, insbesondere i.n den Bereich
der Dichtlippe, zu verhindern, und ferner soll es möglich sein, die Einbaueinheit
vor deren Auslieferung an den Kunden durch ein geeignetes Verfahren auf Dichtheit
zu prüfen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen separaten, sowohl
mit dem Laufring als auch mit dem Wellendichtring koppelbaren, im Einbauzustand
der Dichtung entfernbaren Verbindungskörper. Durch den separaten Verbindungskörper
ist es nunmehr möglich, auf einfache Art und Weise zwei Teile derart zusammenzubringen,
daß für sämtliche Stationen, die die Dichtungseinheit nach ihrem Zusammenbau bis
zu ihrer Endmontage durchläuft, ein möglichst großer Schutz für die gesamte Dichtungseinheit
erzielt wird. Dieser Typ Dichtungsring findet sowohl bei rotierenden Wellen als
auch bei axial hin - und hergehenden Stangen oder dergleichen Anwendung.
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Einer weiteren Ausbildung der Erfindung gemäß, erstreckt sich der
Verbindungskörper zwischen dem Laufring und dem Halteteil des Wellendichtringes,
insbesondere wirkt der
yerbisndun9skUrper mit der inneren Umfangsfläche
des Halteteil les zusammen. Radial - Weliendichtringe können bekannterweise die
unterschiedlichsten Querschnittsprofile aufweisen, so daß das Halteteil, das mit
dem Aufnahmeteil für den Radial - Wellendichtring zusammenwirkt, ebenfalls die unterschiedlichsten
Formen aufweisen kann. So zum Beispiel kann das Halteteil lediglich eine gegebenenfalls
versteifte Scheibe sein, die gegen den Radialschenkel eines Aufnahmeteiles verspannbar
ist. Ebenso besteht die Möglichkeit, das Halteteil winkelförmig, gegebenenfalls
auch durch einen Verstärkungsring versteift, auszubilden, wobei die Anlagefläche
am Aufnahmeteil dann sowohl in Umfangsrichtung als auch tm Stirnflächenbereich des
Halteteiles liegen kann.
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Um insbesondere die Dichtlippe vor Schmutz - beziehungsweise Fremdeinwirkung
zu schützen, sollte der Verbindungskörper axial vor der Dichtlippe mit dem Laufring
verbunden sein. Eine tierzahl von Querschnittsprofilen bieten sich für die Form
des Verbindungskörpers an. Die Einfachste wäre ein zylindrischer Körper. Hier besteht
jedoch die Gefahr, daß dieser nach der Montage der Dichtungseinheit nur mi.t relativ
großem Aufwand entfernbar wäre.
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Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen,
den Körper winkelförmig, insbesondere mit einem etwa U - förmigen Querschnittsprofil,
zu versehen. Zwecks besserer Verklammerung mit dem Laufring und / oder dem Halteteil
des Radial - Wellendichtringes kann es sinnvoll sein, im Bereich eines oder beiden
Enden der Axialschenkel radiale Abbiegungen vorzusehen, die dann in korrespondierende
Nuten des angesprochenen Teiles eingreifen oder hinter WUlsten einrasten, die auf
die Teile aufgebracht sind.
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Di:e Wülste können sowohl umlaufend, linien - alsd auch punktförmig
ausgebildet sein. Da in axialer Richtung keine beziehungsweise kaum Kräfte durch
den Verbi;ndungskórper aufzunehmen sind, können die Wülste sogar aus.einem nur wenig
beständigen Material bestehen, das beim Entfernen des Verbindungskörpers mit herausbricht.
Auf diese Weise kann das Ei:nbiri.ngen von Nuten in die jeweiligen Teile unterbleiben,
und dr Radial - Wellendichtring kann somit noch preiswerter gestaltet werden. Des
weiteren besteht die Möglichkeit, die radialen Abbiegungen oder die axialen Schenkel
als federnde Zungen auszubilden.
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Um den di.e beiden Teile verbindenden Körper auf möglichst einfache
Wei.se nach der Montage der Dichtung entfernen zu können, wird vorgeschlagen, daß
mindestens einer der Axialschenkel des U - Profiles in wenigstens einem Bereich
seiner axialen Ebene konisch ausgebildet ist. Dieses beziehungsweise diese konischen
Tei.le bieten dem Werkzeug di:e Möglichkeit, die gegebenenfalls in Nuten gehaltenen
Abbiegungen aus diesen herauszuheben.
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Ferner besteht die Möglichkeit, den Verbindungskörper konstruktiv
so auszubilden, daß eine oder mehrere Anschlagflächen für ei.n Montagewerkzeug gebildet
werden, die nach der Montage der Dichtungseinheit auch in der Lage sind, die Entfernung
des Verbindungskörpers sicherzustellen. Sind mehrere Anschlagflächen vorgesehen,
sollten diese in Anlehnung an den jeweiligen Anwendungsfall und die jeweiligen Einbaugegebenheiten
in unterschiedlichen radialen und axialen Ebenen li.egen. Des weiteren besteht auch
die Möglichkeit, am Verbindungskörper selbst noch radiale Erhebungen im Bereich
eines oder beider Axialschenkel vorzusehen, die weitere
Anschlagflächen
für das Montagewerkzeug bilden.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden
näher beschrieben. Es zeigen: Figuren 1, 2 Radial - Wellendichtring mit Laufring
und Verbindungskörper während der Montage und nach erfolgter Montage Figuren 3 bis
7 Unterschiedliche Ausbildungen von Dichtungseinheiten, bestehend aus einem Radial
- Wellendichtring mit zugehörigem Laufring, wobei beide Teile mittels unterschiedlich
ausgebildeter Körper verbunden sind.
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In den Figuren 1 und 2 ist ein Radial - Wellendichtring 1 mit Laufring
2 und Verbindungskörper 3 während des Montagevorganges und nach Beendigung desselben
vereinfacht dargestellt. Der Radial - Wellendichtring 1 besteht im wesentlichten
aus einem winkelförmigen Versteifungsring 4, der allseitig von Elastomermaterial
umgeben ist. Im Bereich seines Axialschenkels 6 bildet der Versteifungsring 4 mit
der Elastomerschicht 5 den Haftsitz beziehungsweise den Haftteil des Wellendichtringes
1, der mit einer in Figur 2 dargestellten Aufnahmebohrung 22 zusammenwirkt, während
am Radialschenkel 8 des Versteifungsringes 4 über eine Membran 9 die Dichtlippe
10 anvulkanisiert ist. Die Dichtlippe 10 ist mit einer Feder 11 versehen, welche
die Dichtlippe 10 radial gegen einen konzentrisch dazu angeordneten, aus V2A bestehenden,
zylindrischen Laufring 2 drückt. Im wesentlichen radial zwischen Radial - Wellendichtring
1 und Laufring 2 ist ein beide zu einer Einbaueinheit verbindender Körper 3 vorgesehen.
Der Verbindungskörper 3 weist ein im wesentlichen
U - f'niges querschnittsprofil
auf. Sein dem Haftsitz beziehungsweise Haftteil 7 zugewandter Axialschenkel 12 ist
i,m Bereich s.ei.nes freien Endes radi.al nach außen abgebogen -13.
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Diese Abbiegung greift, in axialer Richtung gesehen, hinter einen
radialen, am Haftteii 7 angeformten Wulst 14. Im Bereich des axialen Endes 15 des
Haftteiles 7 ist aus dem Radialschenkel 12 des U - Profiles 3 einen weiterer Radialschenkel
16 herausgeformt, der zum einen dazu dient, daß das Montagewerkzeug 17 die Elastomerschicht
5 nicht beschädigt, und daß zum anderen mit dem axialen Ende 23 des Laufringes 2
eine radiale Montageebene gebildet wird. Der zweite Axialschenkel 18 des U - Profiles
3 ist, beginnend vom Radialschenkel 19, zunächst konisch, und zwar in Richtung auf
den Laufring 2, ausgebildet. Der konische Teil geht. in einen zylindrischen Teil
über, der im Bereich sei.nes freien Endes in gleicher Weise wie der Axialschenkel
12 in Richtung auf den Laufring 2 abgebogen i.st 20. Di:ese Abbiegung greift in
eine in den Laufring 2 eingebrachte umlaufende Nut 21. Somit ist efne für Transprot,
Lagerung und Montage nicht lösbare formschlüssige Verbindung hergestellt, wobei
gleichzeitig der Radial - Wellendichtring 1, insbesondere aber die Dichtlippe 10,
vor dem Eindringen von Schmutz oder dergleichen geschützt ist.
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Wie schon angesprochen, drückt das Montagewerkzeug 17, welches ebenfalls
U - förmig ausgebildet ist und mit seinen beiden Schenkeln 24,25 zum einen am Radialschenkel
16 und zum anderen am axialen Ende 23 des Laufringes 2 anliegt, den Radial - Weilendichtring
1 mitsamt dem Laufri.ng 2, die bereits auf der Welle 26 montiert sind, in die Aufnahmebohrung
22 bis zu deren Anschlag 27, wobei der Haftsi:tz 5 des Radial - Wellendichtringes
I mit der Umfangsfläche 28 der Bohrung 22 als statische Dichtfiäche
zusammenwirkt.
Ist die gewünschte Einbaulage erreicht, geschiebt folgendes: Der dem Laufring zugewandte
Axialschenkel 25 ist zweiteilig ausgebildet, wobei das zweite Teil 29 axial beweglich
ausgebildet ist. Dieser axial bewegliche Teil 29 wird nun in Richtung auf den Laufring
2 zu bewegt, wobei er auf den sich verjüngenden konischen Axialschenkel 18 des U
- Profiles trifft und, eben bedingt durch den Konus, die radiale Abbiegung im Bereich
20 des Axialschenkels 18 aus der Nut 21 -heraushebt. Der am Schenkel 16 des zweiten
Axialschenkels 12 anliegende Teil 24 des Montagewerkzeuges 17 liegt, gleichzeitig
den Verbindungskörper 3 zentrierend, unter leichter Vorspannung auf dem Axialschenkel
12 auf. Der Teil 24 ist mit einem sägezahnförmigen Profil 30 verbunden, so daß dem
Entfernen des Verbindungskörpers nach dem Herausheben des abgebogenen Teiles aus
der Nut 21 nun nichts mehr im Wege steht. Die so ausführlich beschriebene Konstruktion
ermöglicht eine automatische Zuführung in Montagestraßen, eine schmutzfreie Montage
und die richtige Positionierung der Baueinheit.
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Weitere Ausbildungsmöglichkeiten einer Einbaueinheit, bestehend aus
Radial - Wellendichtring, Laufring und Verbinbindungskörper, sind den Figuren 3
bis 7 zu entnehmen, auf die im folgenden näher eingegangen wird: Figur 3 zeigt einen
Radial - Wellendichtring 31, der einen L - förmigen Verstärkungsring 32 aufweist.
Dessen Axialschenkel 33 und das diesen an seiner äußeren Umfangsfläche umgebende
Elastomermaterial 34 bilden den Haftsitz beziehungsweise den Halteteil. Ober eine
Membran 36 ist mit
Halteteil 35 eine Dichtlippe 37 verbunden, die
mit einem zylindrischen, aus einem korrosionsbeständiyen Material, z. B. .V2A, bestehenden
Laufring zusammenwirkt. Radikal zwischen dem Halteteil 35 und dem Laufring 38 erstreckt
sich ei.n im Querschnitt U - förmiger Verbindungskörper 39. Dessen dem Haltetei.l
35 zugewandter Axialschenkel 40 ist zylindrisch ausgebildet und ist reibschlüssig
mit der inneren Umfangsfläche des Halteteiles 35 verbunden. Der zweite Axialschenkel
41 ist analog zu dem in Figur 1 abgebildeten Verbi.ndugskörper ausgebildet. Die
radiale Abbiegung 42 rastet in diesem Fall hinter einem umlaufenden Wulst 43 aus
einem formbeständigen Wachs ein.
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Die Figuren 4 und 5 zeigen jeweils einen Wellendichtring 44, der sowohl
für roti.erende als auch für axial bewegbare Stangen eingesetzt werden kann. Das
Halteteil 45 wird durch einen Radiaischenkel gebildet, der gegen eine nicht. weiter
dargestellte Gegenfläche klemmbar beziehungsweise verspannbar ist.
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Am Radialschenkel 45 schließt sich über eine Membran 46 eine Dichtlippe
47 an, die auf einem Laufring 48 aufsitzt. In Figur 4 weist der Verbindungskörper
49 einen etwa U - förmigen Profilquerschnitt auf. Der längere Schenkel 50 rastet
hinter einer Erhebung 51 ( Wulst ) auf dem Laufring 48 ein, während der kürzere
Schenkel 52 hinter einer Erhebung 53 auf der Membran 46 einrastet. Im Gegensatz
dazu ist der Verbindungskörper 54 in der Figur 5 etwa L - förmig ausgebildet, wobei
der längere Schenkel 55 konisch ausgebildet ist und unter lei:chter radialer Vorspannung
in einer Nut 56 im Halteteil 45 eingreift. Der kürzere Schenkel 57 ist an seinem
freien Ende mit an seinem Umfang verteilten Gumminoppen 58 versehen, die auf dem
Laufring 48 ebenfalls unter radialer Vorspannung aufliegen.
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Die Dichtungseinheit gemäß Figur 6 entspricht bis auf den Verbindungskörper
59 der aus Figur 3, so daß die gleichen Bezugsziffern gelten. Auch hier wurde für
den Verbindungskörper 59 ein etwa U - förmiges Querschnittsprofil gewählt. Der dem
Halteteil 35 zugewandte Axialschenkel 60 wirt in eine umlaufende Nut 61 in der Stirnfläche
62 des Halteteiles 35 eingedrückt, während die radiale Abbiegung 63 des anderen
Axialschenkels 64 - wie in Figur 1 dargestellt - in eine Nut 65 im Laufring 38 einrastet.
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Figur 7 zeigt einen Radial - Wellendichtring 66, der aus einem metallischen
Halteteil 67 und einer daran über eine Membran 68 anvulkanisierten Dichtlippe 69
besteht. Konzentrisch dazu ist ein ebenfalls metallischer Laufring 70 angeordnet.
Das Halteteil 67 und der Laufring 70 liegen in einer Ebene. Axial damit verbunden
ist ein scheibenförmiger magnetisierter Verbindungskörper 71, der die beiden Teile
zusammenhält. Um diesen Körper 71 nach der Montage der Dichtung wieder entfernen
zu können, sind mehrere axiale Ausnehmungen 72 vorgesehen, die einem nicht weiter
dargestellten Haken oder dergleichen als Angriffsfläche dienen.
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Figur 8 ist ähnlich den Figuren 1 und 2 zu sehen, so daß auch die
gleichen Bezugsziffern verwendet werden. Im Gegensatz zum Wellendichtring gemäß
Figur 1 weist dieser Wellendichtring 1 eine Zusatzdichtlippe 73 auf, die ebenfalls
mit dem Laufring 2 zusammenwirkt. Die Figur zeigt den Einbauvorgang der Dichtungseinheit.
Der Verbindungskörper 74 ist doppelt konisch ausgebildet, wobei an dessen freien
Enden Abbiegungen 75,76 vorhanden sind, die in korrespondierenden Nuten 77,78 des
Laufringes 2 und des Halteteiles 7 eingreifen.
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Ein plttenf'drmtges Montagewerkzeug 79 drückt die Dichtungseinheit
in
die Bohrung 22. Ist die Einbausituation erreicht, fahren aus dem Montagewerkzeug
79 zwei Stempel 80,81 axial aus und' und drücken die konischen Teile 82,83 radial
zusammen. Sobald die Abbiegungen 75,76 aus den Nuten 77,78 entfernt sind, wird der
Verbindungskörper 74 entfernt.