-
Redialwellendichtring mit einer federnd
-
gegen die abgedichtete Welle gepreßten Dichtlippe aus einem gummielastischen
Werkstoff Die Erfindung betrifft einen Radialwellendichtring mit einer federnd gegen
die abgedichtete Welle gepreßten Dichtlippe aus einem gummielastischen Werkstoff,
die auf der der abgedichteten Flüssigkeit zugewa@@@en Seite in eine Kegel fläche
übergeht, der flächig ausgebildete Flüssigkeitsabweiser zugeordnet sind, die einen
Abstand von der Dichtlippe haben sowie eine Anströmfläche, die sich im wesentlichen
parallel zur Richtung der Welle erstreckt.
-
Ein Radialwellendichtring dieser Art ist aus DE-OS 1 916 214 bekannt.
Die Flüssigkeitsabweiser sind flossenähnlich beweglich ausgebildet und litzen mit
dem Innenumfang auf der Oberfläche der abgedichteten Welle auf.
-
Sie haben einen Abstand voneinander und werden bei einer Drehbewegung
von der Welle mitgenommen und in der Drehrichtung abgelenkt. Die Flossen dienen
insofern als Schaber, und sie haben den Zweck, Fremdkörper und Flüssigkeiten von
der Oberfläche der Welle abzustreifen und nach außen wegzuschleudern. Beispielsweise
Schmieröl vermag aus diesem Grunde bei hohen Wellendrelizahlen die eigentliche Dichtungszone
nicht mehr zu erreichen, und es kann in diesem außerordentlich temperaturempfindlichen
Bereich zum Auftreten einer Mangelschmierung kommen, die eine weitere Steigerung
der freigesetzten Reibungswärme und einen vorzeitigen Ausfall des Dichtungselementes
nach sich zieht. Hadialwellendichtringe der angegebenen Art können aus diesem Grunde
nicht zur Abdichtuny schnell lalifender Wellen herangezogen werden.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Radialwellendichtring
vorzuschlagen, der ein zuverlässiges Abdichtungsergebnis bei Wellendrehzahlen bis
zu 9000 U/min gewährleistet, und bei dem Anbackungen aus festen Stoffen im Sicherheitsbereich
der t)ichtungszone nicht mehr auftreten. Die Sicherheitszone umfaßt dabei den Bereich
der die Dichtrippe begrenzenden Kegel fläche des Radialwellendichtringes und einen
entsprechend großen Ausschnitt aus der Oberfläche der abgedichteten Welle. Die erstgenannten
Anbackungen können zu einer Beeinträchtigung der FlexilJilität und Elastizität der
Dichtlippe führen mit nachteiligen Auswirkungen auf den erzielten Abdichtungseffekt
beim Auftreten von Wellenschwingungen.
-
Die letztgenannten Anbackungserscheinungen bewirken eine Aufweitung
des Durchmessers der abgedichteten Welle sowie aufgrund der unregelmäßigen Verteilung
eine reliefartige Zerklüftung der Oberfläche. Stiche Anbackungserscheinungen können
zu einem starken Verschleiß bzw. zu einer schnellen Zerstörung der Dichtlippe führen,
wenn eine entsprechende axiale Verlagerung in dem Bereich der Dichtungszone eintritt.
-
Zur Vermeidung derart.ilJer Schwierigkeiterl wird er findungs gemäß
ei Radialwellendichtring der eingangs genannen Art vorgeschlagen, der dadurch gekennzeichnet
ist, daß die Flüssigkeitsabweiser auf der Innenseite durch eine schneidenartig ausgebildete
Abstreifkante begrenzt sind, die gleichförmig in die Anströmfläche übergeht und
die entgegen der Drehrichtung der Welle vorgeneigt oder vorgewölbt ist, wobei die
Anströmflächen durchgehend einen Abstand von der Welle haben. Das Verhältnis aus
der axialen Erst reckunq und den gegenseitigen Abständen benachbarter Abstreifkanten
kann 4,0 bis 50 betragen, in axialer Richtung hintereinanderliegende Unterbrechungen
sind möglich.
-
Bei dem vorgeschlägenen Radialwellendichtring wird der auf der Oberfläche
der abgedichteten Welle befindliche Ölfilm nicht in einer indifferenten Weise von
dieser abgewisch, sondern bis auf einen geringen Restfilm definierter Stärke abgeschält.
Der verbleibende Film gewährleistet bei höchsten Wellendrahzahlen eine zuverlässige
Schmierung und Kütllung der eigentlichen Dichtungszone. Er wird kontinuierlich erneuert
durch das auf der Oberfläche der Welle nachströmende (i . Ein optimales Ergebnis
wird bei Vorhandensein einer eingewölbten Anstrümfläche erzielt.
-
Das Abschälen der äußersten Lagen des nachströmenden 01-filmes wird
durch die aufeinanderfolgenden Abstreifkanten der einzelnen Flüssigkeitsabweiser
bewirkt, die schneidenartig in den mit der Welle umlaufenden (ilfilm eindringen.
-
Durch die Vielzahl der auf dem Umfang verteilten Flüssigkeitsabweiser
ergibt sich je Umdrehung für die einzelnen Abstreifkanten nur ein winziges Volumen
abzuschälenden UlesXwas die Gewährleistung einer gleichbleibenden und geringen Dicke
des verbleibenden Restfilmes begünstigt.
-
Zugleich ist das jeweils abgeschälte Volumen ausreichend groß, um
eine intensive Durchwirbelung mit dem an der Dichtkante umgelenkten restlichen Ölfilm
und damit dessen spontane Abkühlung zu bewirken.
-
Sowohl im Bereich der Kegelfläche des Lippenringes als auch auf der
Oberfläche der abgedichteten Welle treten wahrscheinlich aus diesen Gründen auch
nach längerem Gebrauch keinerlei Anbackungserscheinungen durch Feststoffe auf.
-
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung ist es vorgesehen, daß die
Abstreifkanten mit der Oberfläche und mit der Erstreckung der Welle einen spitzen
Winkel einschließen.
-
Die Anströmfläche.der Flüssigkeitsabweiser ist in diesem Falle dreieckig
begrenzt und das abzuschälende Öl wird im wesentlichen über die dem abgedichteten
Medium zugewandte,. der Welle am nächsten liegenden Spitze aufgenommen. Besonders
gute Ergebnisse werden dann erzielt, wenn die Abstreifkanten mit der Oberfläche
und/oder mit der Erstreckung der Welle einen Winkel von 4 bis 28° einschließen.
-
Die Abstreifkanten sollen sich der Oberfläche der abgedichteten Welle
wenigstens an einem Punkt bis auf einen sehr geringen Wert nähern, vorzugsweise
bis auf einen Wert von 0,1 - 0,4 mm. Sie dürfen die Welle keinesfalls berühren,
und werden durch die auf der Oberfläche der Welle aufliegende Dichtlippe geführt.
Der ursprünglich eingestellte Abstand wird aus diesem grunde auch beim Auftreten
einer radialen Verlagerung der Welle sicher eingehalten.
-
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung ist es vorgesehen, daß das
Verhältnis der axialen Erstreckung der Abstreifkanten und deren gegenseitigem Abstand
4,0 - 6 beträgt.
-
Insbesondere bei Wellendurchmessern zwischen 10 und 100 mm wurden
bei Einhaltung des genannten Bereiches ausgezeichnete Ergebnisse erzielt.
-
Die Flüssigkeitsabweiser können einen Abstand von der Kegelfläche
des Radialwellendichtrinqes haben. Der Abstand darf nur sehr gering sein, und beispielsweise
0,1 - 0,6 mm betragen. Durch die Einhaltung eines solchen Abstandes wird eine Vergleichmäßigung
des Strömungsbildes im gesamten Umfangsbereich bewirkt.
-
Die Flüssigkeitsabweiser können auch unmittelbar an der Kegelfläche
anliegen, und in diesem Falle ergibt sich eine Intensivierung der Durchmischung
zwischen den in axialer Richtung in aufeinanderfolgenden Stufen von der Welle abgelösten
Bestandteilen des Ulfilmes. Insbesondere für eine schnelle Kühlung der zuletzt abgelösten
Bestandteile ist eine solch starke Durchmischung von großem Vorteil.
-
Es ist nicht unbedingt notwendig, die Flüssigkeitsabweiser unmittelbar
aus der Kegelfläche des Radialwellendichtringes herauszuformen. Eine entsprechenle
Ausführung bietet große Vorteile bei der Herstellung, und bietet sich an, wenn präzise
Kenntnisse über die erforderliche Detailausbildung vorliegen. In Abhängigkeit von
der Viskosität unterschiedlicher Ulsorten undXoder Temperaturen können jedoch innerhalb
des beanspruchten Bereiches Variationen notwendig werden, die es zweckmäßig erscheinen
lassen, wenn die Flüssigkeitsabweiser Vorsprünge eines Halteringes sind, der mit
der Dichtlippe des Radialwellendichtringes verknüpft ist. Die Einknüpfung kann beispielsweise
in der Federrille erfolgen.
-
Zur Erzielung einer von der Drehrichtung der abgedichteten Welle unabhängigen
Wirksamkeit hat es sich als vorteilhait bewährt, wenn die Flüssigkeitsabweiser auf
der Vorderseite und auf der Rückseite Anströmflächen aufweisen. Bei eier solchen
Ausführung wird bei Linksdrehung lediglich die Vorderseite der Flüssigkeitsabweiser
beaufschlagt, bei einer Rechtsdrehung hingegen nur die Rückseite. Jede dieser beiden
Seiten ist entsprechend den Merkmalen des Patentanspruches ausgebildet und der Oberfläche
der abgedichteten Welle zugeordnet.
-
Die Kegelfläche des Radialwellendichtringes kann im Bereich des Außenumfanges
in eine Zylinderfläche übergehen, wodurch eine axiale Rückförderung der abgeschälten
Ulbestandteile in den abgedichteten Raum begünstigt wird.
-
Eine besonders leichte Aufnahme dieser abgeschälten Bestandteile über
die Anströmflächen ergibt sich, wenn diese im Bereich des Innenumfanges annähernd
parallel zur Oberfläche der abgedichteten Welle vorgewölbt sind.
-
Die Flüssigkeitsabweiser können auch in axialer Richtung mehrfach
hintereinanderliegend angeordnet sein und dabei gegebenen falls einen Abs Land voneinander
haben. In dci Zwischenzonen kann sich in diesem Falle eine Querströmung in Umfangsrichtung
ausbilden, die zu einer Vergleichmäßigung des Strömungsbildes, bezogen auf den Gesamtumfang,
beiträgt.
-
Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird anhand der in der Anlage
beigefügten Zeichnung näher erläutert: Es zeigen: Figur 1 einen Radialwellendichtring
der vorgeschlagenen Art in halbgeschnittener Darstellung.
-
Figur 2 den Radialwellendichtring gemäß Figur 1 in der Vorderansicht.
-
Figur 3 eine Ausführung öhnlich Figur 1, wobei jedoch die Flüssigkeitsabweiser
Vorsprünge eines Halteringes sind, der mit: der Dichtlippe des Radialwellendichtringes
verknüpft ist.
-
Der Radialwellendichtring gemäß Figur 1 besteht aus einem Versteifungsrinq
aus Stahlblech, der ein winkelförmiges Profil aufweist und an dessen Innenumfang
der Lippenring 2 aus einem elastomeren Werkstoff durch Anvulkanisieren befestigt
ist. Der Lippenring 2 weist eine Dichtlippe 4 auf, die durch zwei sich gegenseitig
durchschneidende Kegel.rlichen gebildet wird.
-
Die Dicht lippe ist scharfkantig ausgebildet und liegt durch die Kraft
einer in der Nut angeordneten Ringwendelfeder 5 mit einer elastischen Vorspannung
auf der Oberfläche der abgedichteten Welle 3 auf.
-
Die dem abzudichtenden Mediun zugewindte Kegclfläche 6 des Lippenringes
geht im Bereich des Außenumfanges in eine zylindrisch ausgebildete Fläche über.
Zwischen diesem Bereich und der Kegel fläche sind gleichförmig auf dem Umfang verteilte
Flüssigkeitsabweiser 7 angeordnet, die flächig ausgebildet sind, und die einstückig
aus dem Werkstoff des Lippenringes herausgeformt sind.
-
Figur 2 dienst der Verdeutlichung der Ausbildung der Flüssigkeitsabweiser
6. Diese sind auf der Innenseite durch schneidenartig ausgebildete Abstreifkanten
8 begrenzt, die gleichförmig in die Anströmfläche 9 übergehen und die entgegen der
Drehrichtung der Welle vorgewölbt sind. Die Flüssigkeitsabweiser haben durchgehend
einen Abstand von der Welle, und das Verhältnis aus der axialen Erstreckung und
dem gegenseitigen Abstand benachbarter Abstreifkanten beträyt etwa 4,6.
-
Bei er Ausführung nach Figur 3 sind die Flüssigkeitsabweiser nicht
unmittelbar aus dem Werkstoff des Lippenringes herausgeformt, sondern Bestandteil
des aus einem thermoplastischen Werkstoff bestehenden Halteringes 10. Dieser ist
in der Federrille des Lippenringes verankert, und er weist durch den Innenumfang
2 Reihen in axialer Richtung hintereinanderliegender Flüssigkeitsabweiser 11/12
auf.