DE3218520C1 - Elastischer Dichtungsring und sein Herstellungsverfahren - Google Patents

Description

• Diese Aufgabe wird durch einen Dichtungsring mit einer Verstärkung der Manschette gelöst, dessen Verstärkung erfindungsgemäß aus mindestens einem faserverstärkten Elastomerring besteht, der im Bereich des Außen- und/oder Innenumfanges der Manschette aufgelagert ist, und der mit der Manschette unter Verwendung von Haftmitteln durch Vulkanisation zu einer Einheit verbunden ist. Die Fasern der Elastomerringe sind anorganischen oder organischen, synthetischen oder natürlichen Ursprunges, und zwar werden bevorzugt Polyamidfasern, Cellulosefasern oder Asbestfasern verwendet. Die Federlänge ist relativ kurz und beträgt maximal 10 mm, bevorzugt aber maximal 0,5 mm.
• Das verwendete Elastomer ist bevorzugt das gleiche Elastomer wie der Manschettenwerkstoff, und der Faseranteil in der Mischung ist maximal 30%, vorzugsweise aber etwa 10 bis 15%. Die radiale Wandstärke des verstärkenden Auf- oder Einlageringes ist bevorzugt maximal etwa gleich der halben radialen Wandstärke der Manschette.
• Bevorzugt sind ferner die Fasern in der Verstärkung in überwiegend einer einheitlichen Richtung ausgerichtet. Dies ist bevorzugt die Umfangsrichtung der Manschette beziehungsweise des Verstärkungsringes.
• Bei der Herstellung des Dichtungsringes werden erfindungsgemäß die ringförmigen verstärkenden Auflagen in der gewünschten Faserausrichtung in einem separaten Verfahrensschritt aus der Kautschukmischung vorgeformt und anschließend bis zur Formstabilität, aber bis zum noch plastischen Zustand separat vorvulkanisiert. Anschließend wird die Verstärkung zusammen mit dem Dichtungsringrohling unter gegebenenfalls der Verwendung von Haftmitteln in einer Form nach einem der bekannten Formgebungsverfahren auf die gewünschte Endstufe vulkanisiert. Dabei entsteht ein fester Verbund zwischen Dichtmanschette und damit ein einheitlicher Dichtungsring.
• Durch die Erfindung ist somit ein Dichtungsring geschaffen, der im Bereich seiner Manschette an den am stärksten mechanisch belasteten Punkten wirkungsvoll vor einer Beschädigung geschützt ist. Die verstärkenden Auflagen haben dabei die Elastizität der Manschette nicht oder nur unwesentlich herabgesetzt, so daß die Anpressung der Dichtlippe an die Gleitstelle ohne Einschränkung möglich ist Der Dichtlippenwerkstoff bleibt zugleich frei von störenden einliegenden Fasern.
• Der erfindungsgemäße Dichtungsring ist darüberhinaus einfach und kostensparend herzustellen.
• Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert, und zwar zeigt F i g. 1 den Querschnitt durch einen Lippendichtungsring gemäß der Erfindung, F i g. 2 den Querschnitt durch einen weiteren Lippendichtungsring.
• Im Querschnittsbild der F i g. ist 1 ein Lippendichtungsring mit einem metallischen Gehäusering 2, der Dichtlippe 3, der Manschette 4, einem Schraubenzugfederring 5 und einer elastomeren Beschichtung im Haftteil 6. Die Manschette 4 ist im Bereich ihres Außenumfanges durch eine Auflage 7 aus einem Elastomer mit einer Faserverstärkung 8 verstärkt Die Auflage 7 ist ringförmig, und die verstärkenden Fasern 9 sind in Umfangsrichtung des Ringes 7 ausgerichtet.
• Die Auflagen 10, 11 des Lippendichtungsringes 9 der Fig.2 sind am Außenumfang und Innenumfang der Manschette 4' angeordnet Die Auflagen 10, 11 sind ringförmig, und die Anordnung der verstärkenden Faser 12, 13 liegt in Umfangsrichtung der Manschette 4'. Die Auflage 11 mit Faserverstärkung 13 kleidet ebenfalls die Aufnahmenut 16 für die Feder 5' aus.
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Claims (7)

1. Patentansprüche: 1. Dichtungsring aus überwiegend einem Elastomer mit einer elastischen Dichtlippe und einem gegebenenfalls metallischen Gehäuseteil, mit dem die Dichtlippe über eine Manschette verbunden ist, sowie einer Verstärkung der Manschette, d a -durch gekennzeichnet, daß die Verstärkung aus mindestens einem faserverstärkten Elastomerring (7, 10, 11, 15) besteht, der im Bereich des Außen- und/oder Innenumfanges der Manschette (4, 4') aufgelagert ist, und der mit der Manschette (4,4') unter der Verwendung von Haftmitteln durch Vulkanisation zu einer Einheit verbunden ist.
2. 2. Dichtungsring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserlänge maximal 10 mm beträgt.
3. 3. Dichtungsring nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Elastomer des Verstärkungsringes (7, 10, 11) maximal 30 Volumenprozent Fasern enthält
4. 4. Dichtungsring nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern überwiegend in Umfangsrichtung des Verstärkungsringes (7, 10,11) angeordnet sind.
5. 5. Dichtungsring nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Wandstärke des Versteifungsringes (7, 10, 11) maximal gleich der halben radialen Wandstärke der Dichtmanschette (4, 4') ist.
6. 6. Dichtungsring nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Verstärkungsring (7, 10, 11) und Dichtungsring (1, 1') aus dem gleichen Elastomer bestehen.
7. 7. Verfahren zur Herstellung der Dichtungsringe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst der faserverstärkte Verstärkungsring (7, 10, 11) separat in einer Form geformt und zur Formstabilität, aber zu einem noch plastischen Zustand vorvulkanisiert wird, und daß er anschließend zusammen mit dem Dichtungsringrohling auf einen Endzustand nach einem der bekannten Formgebungs- und Vulkanisationsverfahren unter gegebenenfalls der Verwendung von Haftmitteln vulkanisiert und mit dem Dichtungsring (1, 1') zu einer Einheit verbunden wird.

   Die Erfindung betrifft einen Dichtungsring aus überwiegend einem Elastomer mit einer elastischen Dichtlippe und einem gegebenenfalls metallischen Gehäuseteil, mit dem die Dichtlippe über eine Manschette verbunden ist, sowie einer Verstärkung der Manschette.

   Ringförmige elastische Abdichtungen, wie beispielsweise ein Lippendichtungsring zur Abdichtung rotierender oder auf- und abgehender Wellen, besitzen meist einen metallischen Gehäusering im statisch beanspruchten Dichtteil und eine über eine Manschette verbundene Dichtlippe aus einem Elastomer, die auf der Gleitstelle mit Spannung angepreßt wird. Das Anpressen bewirkt dabei vor allem die ebenfalls meist aus einem Elastomer bestehende Manschette, die gegebenenfalls durch einen aufliegenden Schraubenfederring verstärkt ist.

   Um das Anpressen der Dichtlippe an die Gleitfläche zu ermöglichen, wird der Dichtungsring während der Montage auf der Stelle aufgeweitet, so daß in der Manschette nach dem Einbau vor allem Zugspannungen bestehen. Insbesondere während des motorischen Betriebes können durch die wechselnden mechanischen Belastungen oder durch den gleichmäßigen Einfluß der gegebenenfalls unter Druck stehenden und oftmals aggressiv wirkenden abzudichtenden Flüssigkeiten sehr hohe Belastungen an den Manschetten auftreten, die im Extremfall zu Zerstörungen und zum Ausfall des gesamten Dichtungsringes durch Versprödungen des Elastomerwerkstoffes, durch Nachlassen der Elastizität und Rißbildung am Manschettenwerkstoff führen können.

   Zur Abhilfe ist es bekannt, die Manschette durch Auf-und Einlegen zu verstärken und gegebenenfalls sogar vollständig mit einer Umhüllung zu versehen.

   Nach der US-PS 25 74062 werden sogar relativ verformungssteife Gewebe aus bevorzugt Metalldrähten in den Elastomerwerkstoff eingebettet und einvulkanisiert, um so die Dichtlippe selbst beim Unrundlaufen der Welle vor Verformungen zu schützen und das Abspringen der radial die Dichtlippe anpressenden Feder zu verhindern.

   Die Auf- und Einlagen beziehungsweise die Umhüllungen aus Metallen, Kunststoffen oder Geweben besitzen eine gute Verstärkung mit einem guten Schutz der Manschette, durch die relativ steifen Manschetten jedoch wird die Elastizität und ihre radiale Beweglichkeit herabgesetzt. Zur Abhilfe muß man dann konstruktiv die Gestaltung der Kolbenringe ändern, um diesen Nachteil wieder auszugleichen. Allerdings sind entsprechende konstruktive Abweichungen am Dichtungsring nicht in allen Anwendungsfällen möglich, und die Herstellung derartiger Ringe ist meist relativ aufwendig und teuer.

   Dem Fachmann ist es ferner bekannt, daß die Festigkeitswerte von Elastomeren oder Kunststoffen durch eine Füllung mit Fasern organischen oder anorganischen Ursprungs wesentlich gesteigert werden.

   Wenn aber die Dichtungsringe aus einer faserhaltigen Kautschukmischung in einem dafür üblichen Fertigungsverfahren hergestellt werden, ist die Faser gleichmäßig im Elastomer verteilt. Insbesondere bei Lippendichtungsringen ist aber im Lippendichtteil die Anwesenheit von Fasern nicht wünschenswert, da diese Anwesenheit von Fasern im Lippenteil sich nachteilig auf die Punktion des gesamten Dichtungsringes auswirkt.

   Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Dichtungsring aus überwiegend einem Elastomer zu schaffen, dessen Manschette optimal vor einer Zerstörung während des Betriebes geschützt ist, ohne daß seine Elastizität wesentlich herabgesetzt wird.

   Das Verfahren der Herstellung soll zugleich möglichst einfach und kostensparend sein.