DE3320692C2 - Dichtungsanordnung, insbesondere Wellendichtungsanordnung - Google Patents
Dichtungsanordnung, insbesondere WellendichtungsanordnungInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/34—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
- F16J15/36—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member connected by a diaphragm or bellow to the other member
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Abstract
Eine Dichtungsanordnung zur Verhinderung des Fließens von Flüssigkeit zwischen zwei sich relativ zueinander drehenden Flächen hindurch, beispielsweise zwischen einem Gehäuse (3) und einer drehenden Welle (1), die sich durch das Gehäuse (3) erstreckt. Ein zylindrischer Dichtungsring (11), der aus einem elastomeren Material hergestellt ist, ist zwischen einem drehenden Ring (5), welcher flüssigkeitsdicht an dem drehenden Teil angebracht ist, und einem stationären Ring (6), welcher flüssigkeitsdicht an dem stationären Teil angebracht ist, in einer Weise angeordnet, daß beide Endflächen davon in Berührung mit korrespondierenden Flächen des stationären Teils und des drehenden Teils kommen. Der Dichtungsring (11) hat ringförmige Nuten (12, 13), die in seiner äußeren Oberfläche ausgebildet sind, in die ringförmige, elastische Elemente, nämlich Schraubenfedern (14, 15), eingesetzt sind, so daß die beiden Endflächen des Dichtungsringes (11) unter Krafteinwirkung gegen korrespondierende Flächen des drehenden Ringes (5) und des stationären Ringes (6) durch den Einfluß der Zusammenziehungskraft der elastischen Elemente gedrückt werden, um dadurch die Flüssigkeitsdichtigkeit dazwischen sicherzustellen.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Dichtungsanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine Dichtungsanordnung dieser Bauart ist in US-PS 48 031 beschrieben und dargestellt. Diese bekannte
Ausgestaltung weist einen im Querschnitt V-förmigen Dichtungsring auf, in dessen Ringnut auf dem Außenumfang
eine einen Ring bildende Zugfeder angeordnet ist, die den Dichtungsring mit einer Vorspannung zusammenpreßt.
Es ist der Zweck der Zugfeder, aufgrund der Pressung die beiden Flanken des Dichtungsringes
axial auseinanderzudrücken und somit unterschiedliche Abstände zwischen den seitlichen Dichtungsflächen automatisch
auszugleichen.
Bei der bekannten Ausgestaltung besteht nicht nur die Gefahr, daß der Dichtungsring sich radial verlagert
und nicht mehr koaxial zur Mittelachse der Dichtungsanordnung steht, sondern es besteht auch diie Gefahr,
daß der Dichtungsring aufgrund der Zugfederspannung eine unrunde Form einnimmt, wodurch aufgrund dieser
zur Faltenbildung in den Flanken des Dichtungsringes neigenden Verformung die Fähigkeit zu einer exakten
seitlichen Abdichtung vermindert wird. Die Abdichtung ist auch dann schon beeinträchtigt, wenn aufgrund der
vorgenannten Verformung der axiale Druck, mu dem ίο die Flanken des Dichtungsringes gegen die Dichtungsflächen
beaufschlagt sind, auf dem Umfang der Flanken ungleichmäßig ist
Bei der bekannten Ausgestaltung ist deshalb eine verhältnismäßig stabile Ausbildung des Dichtung^! inges in
Form von verhältnismäßig großen Abmessungen bzw.
durch die Wahl eines festeren Werkstoffes erforderlich, um einer vorgenannten Verformung entgegenzuwirken.
Hierdurch ist eine vergrößerte Bauform bzw. eine Beeinträchtigung der axialen Anpaßbarkeit bedingt
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dichtungsanordnung
der eingangs beschriebenen Bauart dahingehend auszugestalten, daß bei Gewährleistung einer
guten Abdichtung eine größere axiale Anpreßbarkeit und eine kleinere Bauform möglich ist
Diese Aufgabe wird durch die Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst
Bei einer erfindung^gemäßen Ausgestaltung ist eine kleinere insbesondere radiale, aber auch axiale Bauform
möglich, weil der Abdichtungsring aufgrund seiner Führung auf der Buchse gehindert ist, vorbeschriebene Verlagerungen
bzw. Formveränderungen einzugehen und deshalb im Hinblick sowohl seine Wandstärke als auch
auf seine Festigkeit weniger stabil und somit kleiner ausgelegt werden kann. Hieraus folgt auch eiine verbesserte
axiale Anpaßbarkeit, die durch eine geringere radiale Preßkraft erreicht werden kann. Darüber hinaus
wird die radiale Anpaßbarkeit auch durch das. Vorhandensein von zwei, in separaten Umfangsnuten angeordneten,
zugelastischen Elementen verg. cßert, die gleichzeitig
eine vergrößerte Abdichtungskraft erzeugen. Dabei ist aufgrund der Führung des Abdichtungsringes eine
Verwindung desselben durch die beiden axial nebeneinanderliegenden zugelastischen Elemente ausgeschlossen.
Von Bedeutung ist auch noch, daß bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung die Gefahr einer
Unwucht aufgrund einer radialen Verlagerung bzw. Verformung nicht besteht.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein progressiver Dichtungs-
ring, der aus einem Fluor-Harz, beispielsweise einem
Tetrafluoräthylen-Harz oder dergl. Material, hergestellt ist, fest an derjenigen Endfläche des Dichtungsringes
angebracht, die in einer Gleitberührung mit der Endfläche des drehenden Ringes oder des stationären Ringes
steht. Da der Dichtungsring aus einem synthetischen Gummi oder einem ähnlichen Material gegossen wird,
kann der progressive Dichtungsring thermisch mit diesem während des Gießvorganges verklebt werden. Vermöge
der Anordnung des progressiven Dichtungsringes, der aus Flour- Harz oder dergl. hergestellt ist. ander
Endfläche des Dichtungsringes kann ein Reibungswiderstand, der aktiv zwischen den dichtenden Endflächen
besteht, wesentlich reduziert werden, was zu einem extrem reduzierten Abrieb und damit zu einer verbesserten
Lebensdauer führt.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird aufgrund linienförmiger Berührung
des progressiven Dichtungsringes mit der gegen-
überliegenden Endfläche des drehenden oder stationären Ringes der Reibungswiderstand noch weiter reduziert
wird, während die Flüssigkeitsdichtigkeit beibehalten wird.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, den drehenden Ring aus keramischen Material herzustellen,
wodurch ein Verschleiß am Ring weitestgehend verhindert wird.
Es ist im Hiiiblick auf eine leichtgängige Verschiebung
des dem drehenden Ring zugewandten Längsab-Schnitts des Dichtungsringes von Vorteil, an dessen auf
der zylindrischen Buchse aufliegenden Innenumfangs Längsnuten vorzusehen.
Nachfolgend v/urden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer vereinfachten Zeichnung beschrieben.
F i g. ί zeigt einen wesentlichen Teil einer Wellendichtungsanordnung
gemäß einem ersten, bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung in vertikaler Schnittansicht
Fig.2 zeigt einen wesentlichen Teil einer Weüendichtungsanordnung
gemäß einem zweiten, oevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung in vertikaler
Schnittansicht.
In F i g. 1 ist eine drehende Welle 1 dargestellt, die
einen Rotor 2 aufweist der flüssigkeitsdicht so auf dieser angebracht ist daß er sich gemeinsam mit der Welle
dreht. Die drehende Welle 1 erstreckt sich durch eine Ausbohrung O, die in einem Gehäuse 3 ausgebildet ist
Der Rotor 2 hat eine Ausnehmung, die in einer seiner Endflächen ausgebildet ist, die dem Gehäuse 3 gegenübersteht
und in die ein drehender Ring 5 fest eingesetzt ist wobei eine Dichtung 4 zwischen diesen Teilen angeordnet
ist Desweiteren ist ebenfalls ein stationärer Ring 6 fest in die innere Wand der Ausbohrung O des
Gehäuses 3 in einer Weise eingesetzt daß eine Flüssigkeitsdichtigkeit sichergestellt ist und daß seine Drehung
relativ zu dem Genäuse 3 verhindert ist Um einzelnen enthält der stationäre Ring 6 einen Flansch 7, der dazu
bestimmt isi, flüssigkeitsdicht an die Endfläche des Gehäuses 3 zu stoßen, eine äußere Buchse 8, die flüssigkeilsdicht
in die innere Wand des Gehäuses 2 eingesetzt ist. eine Seitenwand 9, die zu dem Inneren der Ausbohrung
O hin vorsteht, und eine innere Buchse 10, die sich parallel zu der drehenden Welle 1 mit einem wesentlichen
Abstand zu dieser, der beibehalten wird, erstreckt.
Auf die äußere Oberfläche der inneren Buchse 10 des stationären Ringes 6 ist ein zylindrischer Dichtungsring
11 aufgesetzt, der aus einem elastomeren Material, beispielsweise
einem synthetischen Gummi oder dergl., hergestellt ist. Der Dichtungsring 11 hat zwei ringförmige
Nuten 12 und 13, die in seiner äußeren Oberfläche ausgebildet sind, wobei jede dieser Nuten einen V-förmigen
Querschnitt aufweist. Aus F i g. 1 ist ersichtlich, daß der Dichtungsring 11 eine weitere ringförmige Nut
und abgeschrägte Kanten, die an dessen innerer Oberfläche ausgebildet sind, aufweist, v/odurch er einen im
wesentlichen W-förmigen Querschnitt hat
In die V-förmigen, ringförmigen Nuten 12 und 13 sind
elastische Schraubenfedern 14 und 15, die ringförmig eo
sind, gelegt Da die Schraubenfedern 14 und 15 durch deren radiale Ausdehnung in die ringförmigen Nuten
eingesetzt sind, wird der Dichtungsring 11 unter dem Einfluß der zusammenziehenden Kraft der Schraubenfedern
14 und 15 gSlängt Aufgrund der Struktur des Dichtungsringes 11, wie er zuvor beschrieben wurde,
wird dieser einer Kombination aus der radialen Kraft und einer axialen Kraft ausgesetzt wobei die erstere
Kraft wirksam für eine Reduzierung des Durchmessers des Dichtungsringes ist während die letztere Kr?ft
wirksam für seine Längung in axialer Richtung ist
Desweiteren weist der Dichtungsring 11 einen progressiven Dichtungsring 17 auf, der fest an dessen Endabschnitt
16, der dem Rotor 2 gegenübersteht angebracht ist Der progressive Dichtungsring 17 wird typischerweise
aus einem Tetrafluoräthylen-Harz mit einer Füllmasse, die in dieses eingebracht ist, hergestellt und
thermisch mit dem Dichtungsring 11 verklebt wenn letzterer gegossen wird. Der andere Endabschnitt IS
des Dichtungsringes 11, der in dem Gehäuse 3 angeordnet ist ist dazu bestimmt in eine enge Berührung mit
der Seitenwand 9 des stationären Ringes 6 zu treten.
Wie in F i g. 1 gezeigt erstrecken sich sowohl eine Endfläche 19 des drehenden Ringes 5 als auch eine Endfläche
20 des progressiven Dichtungsringes 17 in radialer Richtung unter einem rechten Winkel relativ zu der
Achse der drehenden Welle 1. In dem Maße, wie der Dichtungsring 11 nach innen in rad:. ,er Richtung unter
der zusammenziehenden Kraft der Sdmubenredern Ϊ4
und 15 gepreßt wird, wird der Endabschnitt 16 des Dichtungsringes 11 wirksam zum Verschieben des progressiven
Dichtungsringes 17 in Richtung auf den drehenden Ring 5 bis die Endfläche 19 und die Endfläche 20 in
engen Kontakt miteinander gebracht werden. Desweiteren wird der Endabschnitt 18 des Dichtungsringes 11
in Richtung auf die Seitenwand 9 des stationären Ringes verschoben, so daß zwischen diesen eine Flüssigkeitsdichtigkeit sichergestellt ist. Gleichzeitig wird die innere
Oberfläche des Dichtungsringes 11 gegen die äußere Oberfläche der inneren Buchse 10 des stationären Ringes
gedrückt so daß zwischen diesen eine Flüssigkeitsdichtigkeit sichergestellt ist
Wenn die Welle 1 gedreht wird, werden der Rotor 2 und der drehende Ring 5 zusammen mit der drehenden
Welle 2 gedreht Andererseits wird der progressive Dichtungsring 17 so gehalten, daß er nicht wesentlich
gedreht wird. Auf diese Weise tritt, obgleich die Endfläche 19 des drehenden Ringes 5 relativ zu der Endfläche
des progressiven Dichtungsringes 17 drehbar ist, kein -Flüssigkeitsverlust an den Endflächen 19 und 20 auf.
weil diese in eine flüssigkeitsdichte Berührung miteinander
unter dem Einfluß der zusammenziehenden Kraft gebracht werden, die durch die Schraubenfedern 14 und
15 hervorgerufen wird. Als Ergebnis wird eine gleitende Dichtungsfläche 5 durch Zusammenwirken der Endflächen
19 und 20 gebildet.
Die Dichtungsfläche S erfährt einen Abrieb in dem Maße, wie ein Gleitvorgang stattfindet. Da indessen der
Endabschnitt 16 des Dichtungsringes 11 normalerweise in Richtung auf die Endfläche 19 in axialer Richtung
unter dem Einfluß der elastischen Kraft der Schraubenfedern 14 und 15 gedrückt wird, wird ein sich einstellender
Verschleiß automatisch ausgeglichen.
Fig. 2 zeigt ein modifiziertes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei gleiche oder ähnliche
Teile bzw. Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Aus diesem Grunde ist eine erneute Beschreibung
dieser Teile bzw, Elemente nicht erforderlich.
In der Anordnung gemäß Fig.2 ist ein drehender
Ring 5 vorgesehen, der aus einem keramischen Material hergestellt ist Der drehende Ring 5 wird zusammen mit
einer drehenden Welle 1 und einem Rotor 2 in gleicher Weise wie in F i g. 1 gedreht.
Ein Dichtungsring 11 trägt eine progressiven Dichtungsring 17, fest an einem seiner Endabschnitte 16, der
dem drehenden Ring 5 gegenüberliegt, angebracht ist. Dieser progressive Dichtungsring 17 ist aus einem Tetrafluoräthylen-Harz
hergestellt. Es sei hier angemerkt, daß sich eine Endfläche 20 des progressiven Dichtungsringes
17 unter einem bestimmten Neigungswinkel relativ zu einer anderen Endfläche 19 des drehenden Ringes
5 erstreckt, so daß der progressive Dichtungsring 17 mit der Endfläche 19 nur an einer radial gesehenen äußersten
peripheren Kante in Berührung kommt. Dies bewirkt, daß der progressive Dichtungsring 17 in eine Iinienförmige
Berührung mit dem drehenden Ring 5 kommt, was zu einem verringerten Reibungswiderstand
während einer Drehbewegung des letzteren führt.
Der keilförmige Raum, der zwischen den beiden Endflächen 19 und 20 gebildet wird, dient als ein Schmiermittelvorratsraum.
der mittelbar eine weitere Reduzierung der Reibungskraft, einen geringeren Verschleiß
und damit eine erhöhte Lebensdauer bewirkt.
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Dichtungsring 11 eine Vielzahl von sich axial erstrekkenden
Nuten 21, die in dessen innerer Wand, die neben dem drehenden Ring 5 angeordnet ist. ausgebildet sind,
wobei diese sich axial erstreckenden Nuten 21 untereinander gleiche Abstände in der Umfangsrichtung aufweisen.
Die Anordnung dieser Nuten 21 macht es leichter, den Endabschnitt 16 des Dichtungsringes 11 in Richtung
auf den drehenden Ring 5 unter der zusammenpressenden Kraft, die durch die Schraubenfedern 14 und 15
ausgeübt wird, zu verschieben, wenn der progressive Dichtungsring 17 verschleißt.
Wie leicht aus der zuvor gegebenen Beschreibung ersichtlich ist, ist die Wellendichtungsanordnung gemäß
der vorliegenden Erfindung derart aufgebaut, daß eine optimale Druckkraft sowohl zwischen der einen Endfläche
des Dichtungsringes und der Endfläche des drehenden Ringes als auch zwischen der andere Endfläche des
Dichtungsringes und der Endfläche des stationären Ringes mit Hilfe der elastischen Elemente, nämlich der ringförmigen
Schraubenfedern oder dergl. hervorgerufen wird. Auf diese Weise benötigt die Wellendichtungsan-Ordnung
einen axialen Raum, der kleiner als derjenige von herkömmlichen mechanischen Dichtungen ist, die
ein axial wirkendes Federungsmittel aufweisen. Desweiteren weist der Dichtungsring zumindest zwei ringförmige
Nuten, die in dessen äußerer Oberfläche ausgebildet sind, zum Zwecke einer leichten Verformbarkeit auf,
so daß die Wellendichtungsanordnung sowohl eine vergrößerte axiale Ausdehnung als auch einen vergrößerten
erlaubten Betrag an Verschleiß hat. Außerdem ist ein bestimmter Betrag eines axialen Fehlers, der wäh- so
rend des Zusammenbaus auftreten kann, leicht zu korregieren. Es sei hinzugefügt, daß die Wellendichtungsanordnung
leicht auf die drehende Welle aufgebracht werden kann.
Desweiteren ist aufgrund der ausgezeichneten Flexibilität
des Dichtungsringes ein ausreichend hoher Dichtungsdruck sogar mit einem relativ weichen ringförmigen,
elastischen Element erreichbar. Darüber hinaus kann die gesamte Wellendichtungsanordnung mit kleinen
Abmessungen durch Verwendung der ringförmigen elastischen Elemente, die kleine Abmessungen haben,
konstruiert werden.
Hier/u 1 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Dichtungsanordnung, insbesondere Wellendichtungsanordnung, bestehend aus einem Dichtungsring,
der aus einem elastomeren Material hergestellt und dichtend zwischen einem drehenden, flüssigkeitsdicht
an einem drehenden Teil, zum Beispiel einem Rotor, angebrachten Ring und einem stationären,
flüssigkeitsdicht in ein stationäres Teil, zum Beispiel ein Gehäuse, eingepaßten Ring angeordnet
ist, wobei der Dichtungsring im Querschnitt V-förmig ausgebildet ist. und in seiner keilförmigen Ringnut
auf seinem Außenumfang ein ringförmiges, zugelastisches Element, vorzugsweise eine Schraubenzugfeder,
angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (11) im Querschnitt
W-förmig mit zwei äußeren, keilförmigen Ringnuten (12, 13) ausgebildet ist, daß in beiden
Ringnuten (i2, 13) jeweils ein ringförmiges, zugelastisches
Element (14,15) angeordnet ist, und daß der
Dichtungsring (11) auf einer zylindrischen Buchse (10) des stationären Ringes (6) geführt ist
2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (11) einen progressiven Dichtungsring (171 trägt, der fest an
einer seiner Endflächen angebracht ist und mit dem der drehende Ring (5) oder der stationäre Ring (6) in
einer Gleitberühiung steht, und daß der progressive Dichtungsring (17) aus einem Fluor-Harz, beispielsweise
einem T'-'rafluoräthylen-Harz oder dergl. Material,
hergestellt ist.
3. Dichtungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Endfläche (20) des progressiven
Dichtungsringes (17) um einen bestimmten Winkel zu der gegenüberliegenden Endfläche (19)
des drehenden Ringes (5) oder zu einer Oberfläche des stationären Ringes (6), mit der die Endfläche (20)
des progressiven Dichtungsringes (17) in einer Gleitberührung steht, geneigt ist.
4. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der drehende Ring (5) aus einem
keramischen Material hergestellt ist.
5. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der dem
drehenden Ring (5') zugewandte Längsabschnitt des Dichtungsringes (H') innenseitig eine Vielzahl auf
den Innenumfang verteilter axialer Nuten (21) aufweist (F ig. 2).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19833320692 DE3320692C2 (de) | 1983-06-08 | 1983-06-08 | Dichtungsanordnung, insbesondere Wellendichtungsanordnung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19833320692 DE3320692C2 (de) | 1983-06-08 | 1983-06-08 | Dichtungsanordnung, insbesondere Wellendichtungsanordnung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3320692A1 DE3320692A1 (de) | 1984-12-13 |
DE3320692C2 true DE3320692C2 (de) | 1985-10-31 |
Family
ID=6200952
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19833320692 Expired DE3320692C2 (de) | 1983-06-08 | 1983-06-08 | Dichtungsanordnung, insbesondere Wellendichtungsanordnung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3320692C2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102018125777A1 (de) | 2018-10-17 | 2020-04-23 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Wälzlager und Dichtung für ein Wälzlager |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB631953A (en) * | 1945-08-04 | 1949-11-14 | Crane Packing Co | Improvements in or relating to sealing device for rotating shafts or the like |
DE1934436A1 (de) * | 1969-07-07 | 1971-01-21 | Franz Binczyk | Axial wirkende Gleitringdichtung |
GB2072278B (en) * | 1980-03-18 | 1983-10-05 | Angus George Co Ltd | Rotary fluid seals |
-
1983
- 1983-06-08 DE DE19833320692 patent/DE3320692C2/de not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102018125777A1 (de) | 2018-10-17 | 2020-04-23 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Wälzlager und Dichtung für ein Wälzlager |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3320692A1 (de) | 1984-12-13 |
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