DE3212477A1

DE3212477A1 - Wellendichtring

Info

Publication number: DE3212477A1
Application number: DE19823212477
Authority: DE
Inventors: Bernhard Dipl.-Ing. 5090 Leverkusen Feldmann; Volkmar Dipl.-Ing. Otto
Original assignee: Goetze GmbH
Current assignee: Goetze GmbH
Priority date: 1982-04-03
Filing date: 1982-04-03
Publication date: 1983-11-03

Description

Wei lendlchtring.
Die Erfindung betrifft einen Radial - Wellendichtring, der im wesentlichen aus einem Halteteil und mindestens einer damit verbundenen Dichtlippe besteht, die mit einem dazu konzentrisch angeordneten Laufring zusammenwirkt, wobei der Laufring mit einem korrespondierenden Maschinenteil drehfest verbunden ist und in seinem dem abzudichtenden Medium zugewandten Bereich, einen umlaufenden radialen Spalt zwischen sich und dem Maschinenteil bildend, abgesetzt ist.
Durch die GB - PS 881.607 ist eine Lagerdichtung, insbesondere für Kegelrollenlager, bekannt Die Dichtung besteht aus einem winkelförmigen Versteifungsring, an den sich über ein Halteteil und eine Membran mindestens eine Dichtlippe anschließt. Die Dichtlippe wirkt mit einem aus mehreren abgebogenen Metallteilen bestehenden Laufring zusammen, der zumindest im Bereich seiner inneren Umfangsfläche mit einer Elastomerschicht ver sehen ist, die sich über den größten Teil der axialen Länge des Laufringes erstreckt. Im Einbauzustand wirkt der Versteifungsring mit dem stillstehenden Gehäuse zusammen, während der Laufring über die Elastomerschicht drehfest mit der rotierenden Welle verbunden ist. Nachteilig bei einer solchen Dichtung ist zu sehen, daß, bedingt durch die Ausbildung des Laufringes, kaum Schmier - beziehungsweise Kühlmittel an die Dichtlippe gelangen kann. Daraus resultiert ein beträchtlicher Verschleiß der Dichtlippe durch erhöhte Reibung infolge Mangelschmierung beziehungsweise - kühlung, der in relativ kurzer Zeit zum Ausfall der Dichtung führt.
Weiterhin ist durch die DE - PS 1.264.188 eine Abdichtung zwischen einer Welle mit nicht kreisförmigem Querschnitt und einem Maschinengehäuse bekannt. Die Dichtung besteht aus einem Dichtungsring ähnlich dem, wie vorab beschrieben, dessen Dichtlippe auf einen mit der Welle über eine durchgehende elastische Schicht verbundenen Laufring läuft. Im Bereich einer Stirnfläche sind, in Umfangsrichtung gesehen, in der Elastomerschicht mehrere axiale Einschnitte, Bohrungen oder dergleichen vorgesehen. Die Stirnfläche mit den Hohlräumen liegt auf der dem unter Druck stehenden Medium zugewandten Seite, wobei hier lediglich das unter Druck stehende Medium eine bessere Anpassung des Laufringes an die unrunde Welle hervorrufen kann und allein schon durch den Querschnitt und die Länge der Hohlräume nicht zur Kühlung der Dichtung dient.
Da elastomere Werkstoffe schlechte Wärmeleiter sind, jedoch als terbindungsteil zwischen Welle und Laufring gerne verwendet werden, um so die bei direktem Kontakt Welle / Laufring früher oder später auftretende Korrosion zu unterbinden ( das Elastomerteil kann jedoch bei Verwendung von nicht rotierenden Teilen entfallen ), ist die Aufgabe der Erfindung darin zu sehen, daß zum einen die Dichtlippe gnt geschmiert und zum anderen die im Laufring infolge der zwischen ihm und der Dichtlippe auftretenden Reibung sich erhöhende Temperatur sicher abgeführt wird, ohne daß es zu einem Temperaturstau im Laufring kommt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch geläst, daß sich der Spalt in Achsrichtung des Laufringes zumindest bis hinter die Dichtlippe des Radial - Wellendichtringes erstreckt. Durch diese Maßnahme wird eine gute Kühlung der Berührungsstelle des rotierenden und des stehenden Teiles erzielt.
Radial - Wellendichtringe dieser Art werden bevorzugt zur Abdichtung von unter Druck stehenden strömenden Medien eingesetzt, wo ein guter Medienaustausch im Bereich der Berührungsstelle Laufring / Dichtlippe gewährleistet ist Ebenso ist eine gute Schmierung der Dichtlippe sichergestellt, so daß diese nicht infolge erhöhter Reibung verschleißt. Die Erfindung ist sowohl auf einstückige ( abgesetzte ) metallische Laufringe als auch auf solche mit einer Elastomerschicht versehenen Laufringe anzuwenden, wobei im letzteren Fall dann die Elastomerschicht abgesetzt ist, und zwar bis axial hinter die Dichtlippe. Hierbei wird dann der mit einer Elastomerschicht versehene Teil vom Medium umspült. Bei abzudichtenden Medien, die kaum einer oder gar keiner Fließbewegung beziehungsweise einem Druck unterliegen ( zum Beispiel Kurbelwellen, usw. ), ist es sinnvoll, den Laufring im Bereich seines dem Medium zugewandten abgesetzten Teiles mit einer in Richtung auf die Dichtlippe wirkenden Fördereinrichtung für das Medium zu versehen, um somit durch dynamische Pumpeffekte im Spalt zwischen dem Maschinenteil und dem Laufring eine bessere Kühlung beziehungsweise Schmierung durch Medienaustausch zu ermöglichen.
Vorzugsweise besteht die Fördereinrichtung aus im Bereich des abgesetzten Teiles vorgesehenen, im wesentlichen radial oder tangential verlaufenden abgebogenen Lappen, Flügeln oder dergleichen. Diese werden durch Einschlitzen und / oder Aufbiegen des freien Endes zum Hineinfördern des Mediums unter den Laufring gebildet. Durch Abwinkeln des Laufringes in Richtung auf das Maschinenteil wird ein Herausschleudern des Mediums verhindert, wobei zusätzlich das kühlere Medium wegen der höheren Dichte an die Berührungsstelle Laufring / Dichtlippe gelangt.
Diese Lappen können sich ebenfalls alternierend in Richtung auf desflMaschinenteil und den Radial - Wellendichtring erstrecken. Weiterhin besteht die Möglichkeit, die Fördereinrichtung durch Abschrägen des abgesetzten Teiles ( einfach oder mehrfach ) auszubilden.
Einem weiteren Gedanken der Erfindung gemäß besteht die Fördereinrichtung aus im Bereich des abgesetzten Teiles vorgesehenen Nuten oder Stegen, die spiralförmig in Richtung auf die Dichtlippe verlaufen. Die Stege bestehen vorzugsweise aus Gummi oder Kunststoff und sind mit der inneren und / oder äußeren Umfangsfläche des abgesetzten Teiles des Laufringes durch Vulkanisation verbunden.
Des weiteren besteht die Möglichkeit, daß mit dem Laufring mindestens eine Feder zusammenwirkt, die die Förderung des Mediums in Richtung auf die Dichtlippe alleine oder in Verbindung mit einem der vorangegangenen Vorschläge übernimmt.
Um ein axiales Verrutschen der Feder zu vermeiden, wird vorgeschlagen, diese mit dem Laufring durch Kleben oder dergleichen zu verbinden.
Um bei nur gering fließenden Medien keinen Stau im Bereich des abgesetzten Laufringes zu erzielen, kann es sinnvoll sein, sowohl eine Fördereinrichtung für den Transport des Mediums in Richtung auf die Dichtlippe als auch eine Fördereinrichtung für den Transport des Mediums von der Dichtlippe weg vorzusehen.
Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Figuren 1,2 Kombination Laufring / Radial - Wellendichtring Figuren 3 - 11 Unterschiedliche Ausbildung von Fördereinrichtungen im Bereich des abgesetzten Teiles des Laufringes In den Figuren 1 und 2 ist jeweils eine Kombination eines Laufringes 1 mit einem Radial - Wellendichtring 2 als Prinzipskizze dargestellt, ohne näher auf die Ausbildung der die beiden Teile 1,2 aufnehmenden Maschinenteile einzugehen. Der Laufring 1 gemäß Figur 1 besteht aus einem ringförmigen Metallteil, welches über eine Elastomerschicht 3 drehfest mit einer rotierenden Welle 4 verbunden ist. Die Elastomerschicht ist axial nur so lang ausgebildet, daß die Dichtlippe 5, die mit einer Feder 6 versehen ist, im vom unter Druck stehenden Medium umspülten Bereich des Laufringes 1 mit diesem zusammenwirkt.
Im Gegensatz zu Figur 1 ist der Laufring 7 gemäß Figur 2 einstückig mit einem radialen Absatz ausgebildet und und besteht aus einem nicht rostenden Stahl, vorzugsweise t2A.Die Laufring 7 ist im Bereich seines kleinsten Durchmessers auf die Welle 4 aufgedrückt und so drehfest mit ihr verbunden.
Die Figuren 3 bis 11 zeigen unterschiedlich ausgebildete Fördereinrichtungen, zum Beispiel für kaum oder gar nicht fliessende Medien. Der Laufring 8 gemäß Figur 3 ist im Bereich seines freien Endes radial in Richtung auf die Welle 4 abgebogen 9. Dadurch wird ein Herausschleudern des Mediums verhindert, wobei zusätzlich das kühlere Medium infolge seiner höheren Dichte an die Lauffläche gelangt.
Figur 4 zeigt, daß der Laufring 10 im Bereich seines abgesetzten Endes 11 eingeschlitzt ist. Daraus sind Lappen 12,13 alternierend im wesentlichen radial in Richtung auf die Welle 4 und den nicht weiter dargestellten Radial - Wellendichtring abgebogen.
In Figur 5 ist ein Laufring 14 in der Seitenansicht dargestellt.
Auch hier sind durch axiale Einschnitte herausgebogene Lappen 15,16 vorgesehen, die sich im Gegensatz zu Figur 4 nicht radial, sondern tangential zum Laufring 14 erstrecken.
Der in Figur 6 dargestellte Laufring 17 ist im Bereich seines freien Endes 18 mit einer Abschrägung 19 versehen; durch die beim Umlauf das Medium unter den Laufring 17 transportiert wird.
Gemäß Figur 7 weist der Laufring 20 im Bereich seines freien Endes 21 Flügel 22 beliebiger Form auf, die das Medium zur Dichtlippe transportieren, um so Mangelschmierung zu unterbinden.
Die Figur 8 zeigt einen Laufring 7 ähnlich dem in Figur 2, wobei im radialen Spalt 23 zwischen Laufring 7 und Welle 4 eine Feder 24 vorgesehen ist. Die Steigung der Feder 24 ist so ausgerichtet, daß sie das Medium in den Spalt 23 fördert.
Der Laufring 7 gemäß Figur 9 ist im Bereich seines abgesetzten Endes 25 mit umlaufenden, aufvulkanisierten, spiralförmigen Erhebungen 26 aus elastomerem Material versehen, die das Medium zur nicht weiter dargestellten Dichtlippe transportieren.
Gemäß Figur 10 sind die Erhebungen 27 an der inneren Umfangsfläche 28 des abgesetzten Teiles 25 des Laufringes 7 angeordnet.
Der in Figur 11 abgebildete Laufring 7 weist im Bereich seines abgesetzten Endes 25 an seiner inneren Umfangsfläche 28 spiralförmig zur Uffnung hin verlaufende Nuten 29 auf, die das Medium, welches die mit der Welle 4 zusammenwirkende Feder 24 in den Spalt 23 hineinfördert, wieder aus dem Spalt 23 entfernen. Somit ist insbesondere bei kaum fließenden und nicht unter Druck stehenden Medien ein guter Medienaustausch und damit verbunden auch eine gute Kühlung gewährleistet.

Claims

Patentansprüche: 1Radial - Wellendichtring, der im wesentlichen aus einem Halteteil und mindestens einer damit verbundenen Dichtlippe besteht, die mit einem dazu konzentrisch angeordneten Laufring zusammenwirkt, wobei der Laufring mit einem korrespondierenden Maschinenteil drehfest verbunden ist und in seinem dem abzudichtenden Medium zugewandten Bereich, einen umlaufenden radialen Spalt zwischen sich und dem Maschinenteil bildend, abgesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Spalt ( 23 ) in Achsrichtung des Laufringes ( 1,7,17,20 ) zumindest bis hinter die Dichtlippe ( 5 ) des Radial - Wellendichtringes erstreckt.
2 . Radial - Wellendichtring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Laufring ( 7,8,10,17,20 ) im Bereich seines dem Medium zugewandten abgesetzten Teiles mit einer in Richtung auf die Dichtlippe wirkenden Fördereinrichtung für das Medium zusammenwirkt.
3 . Radial - Wellendichtring nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung aus im Bereich des abgesetzten Teiles vorgesehenen, im wesentlichen radial oder tangential verlaufenden, abgebogenen Lappen ( 12,13,15,16 ) besteht.
4 . Radial - Wellendichtring nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lappen ( 12,13 ) sich alternierend in Richtung auf das Maschinenteil und den Radial - Wellendichtring ( 2 ) erstrecken.
5 . Radial - Wellendichtring nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung aus im Bereich des abgesetzten Teiles ( 18 ) vorgesehenen Abschrägungen ( 19 ) besteht.
6 . Radial - Wellendichtring nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung aus im Bereich des abgesetzten Teiles ( 25 ) vorgesehenen Nuten ( 29 ) oder Stegen ( 26,27 ) besteht.
7 . Radial - Wellendichtring nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten ( 29 ) oder die Stege ( 26,27 ) spiralförmig in Richtung auf die Dichtlippe verlaufen.
8 . Radial - Wellendichtring nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege ( 26,27 ) aus Gummi oder Kunststoff bestehen und mit dem Laufring ( 7 ) durch Vulkanisation verbunden sind.
9 . Radial - Wellendichtring nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Laufring ( 7 ) eine Feder ( 24 ) zusammenwirkt.
10 . Radial - Wellendichtring nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder im Bereich des radialen Spaltes zwischen Laufring und Welle, mit dem Laufring verbunden, angeordnet ist.
11 . Radial - Wellendichtring nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl eine Fördereinrichtung ( 24 ) für den Transport des Mediums in Richtung auf die Dichtlippe als auch eine Fördereinrichtung ( 29 ) für den Transport des Mediums von der Dichtlippe weg vorgesehen sind.