DE3501065A1 - Radialwellendichtring - Google Patents
RadialwellendichtringInfo
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- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
- F16J15/3204—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip
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- Y10S277/924—Deformation, material removal, or molding for manufacture of seal
Description
Dr. H. Weissenfeld-Richters Höhnerweg 2-4
Telex 4 65 531 8.' 01. 1985
3501 065 s 344 a/Deu.
Anmelderin: Firma Carl Freudenberg, 6940 Weinheim
Jr1 Radialwellendichtring
Die Erfindung betrifft einen Radialwellendichtring, umfassend ein aus einer ebenen Scheibe mit planparallelen Oberflächen
erzeugtes Dichtelement aus einem nichtelastomeren Kunststoff, vorzugsweise aus PTFE, das im Bereich seines
Außenumfanges in einem Versteifungsring festgelegt und im
Bereich seines Innenumfanges unter Bildung eines zylindrischen
Endabschnittes kalt in Richtung des abgedichteten Raumes vorgewölbt ist und unter einer Vorspannung an der Welle
anliegt.
Auf einen Radialwellendichtring der vorgenannten Art nimmt
die DE-OS 25 53 290 bezug. Dieser enthält ein aus einer ebenen Scheibe erzeugtes Dichtelement, das in dem die abzudichtende
Welle berührende Bereich mit reliefartig vorspringen-
den Rückförderrippen für Leckflüssigkeit versehen ist. Die
Erzielung eines guten Abdichtungsergebnisses ist aus diesem Grunde davon abhängig, daß die Welle mit der richtigen Geschwindigkeit
umläuft. Ist die Umlaufgeschwindigkeit der Welle zu hoch, dann hat dies eine Verstärkung der Förderwirkung
der Rippen zur Folge, und es kann neben einer Mangelschmierung im Bereich der dynamischen Abdichtungszone zur Förderung von Staub aus der Umgebung in die dynamische
Abdichtungszone und'ggf. in den abgedichteten Raum kommen. Beides ist unerwünscht und kann einen vorzeitigen
Ausfall der Dichtung zur Folge haben.
Bei nachlassender Umlaufgeschwindigkeit läßt auch die
durch die Rippen verursachte Förderwirkung in Richtung des abgedichteten Raumes nach. Unterhalb einer bestimmten
Grenzgeschwindigkeit kann dadurch abgedichtetes Medium insbesondere im Bereich der Zwischenräume der einzelnen
Rippen die dynamische Abdichtungszone in Richtung der
Außenseite passieren und hier zu Verschmutzungen führen. Insbesondere bei Wellenstillstand und in Fällen, in denen *>;
sich in dem abgedichteten Raum ein Druck aufbauen kann, "1
ist dieser Effekt deutlich zu beobachten und unerwünscht. *■
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Radialwellendichtring
der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln,
daß das Auftreten der genannten Nachteile sieher vermieden wird. Der vorgeschlagene Radialwellendichtring
soll unabhängig davon, ob sich die abgedichtete Welle im Stillstand oder einer Drehbewegung befindet stets
ein gutes Abdichtungsergebnis gewährleisten und zusätzlich die Abdichtung höherer Drücke erlauben.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Radialwellendichtring
der eingangs genannten Art vorgeschlagen, der dadurch gekennzeichnet ist, daß die Scheibe bei einer
Dicke von 0,8 - 2 mm einen Innendurchmesser aufweist, der
* gegenüber dem Durchmesser der Welle etwa um den 1 bis
6-fachen Wert ihrer Dicke vermindert ist und daß der Abstand
des Versteifungsringes von der Welle an der Einspannstelle
der Scheibe 1,1 bis 4 mal so groß ist, wie die Dicke der Scheibe. Bevorzugt hat die Scheibe bei einer
Dicke von 1,4 - 1,7 mm einen Innendurchmesser, der gegenüber dem Durchmesser der Welle etwa um den 1,5-3-fachen Wert
ihrer Dicke vermindert ist, wobei der Abstand des Versteifungsringes von der Welle an der Einspannstelle der Scheibe
1,2 - 1,7 mal so groß ist wie die Dicke der Scheibe.
Das Dichtelement des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Radialwellendichtringes
ist gegenüber der Ausführung nach dem eingangs beschriebenen Stand der Xechnik wesentlich
kleiner und kompakter dimensioniert, was indessen vollkommen ausreichend ist in Hinblick auf die im normalen Maschinenbau
auftretenden radialen Verlagerungen der abzudichtenden
Welle. Insbesondere Wellen mit Durchmessern im Bereich von 5-40 mm lassen sich unter Verwendung des vorgeschlagenen
Radialwellendichtringes ausgezeichnet abdichten.
h Die axiale Erstreckung der dynamisch abgedichteten Zone
fi, ist hierdurch außerordentlich kurz bemessen, was die Gewähr
leistung der erforderlichen Schmierung durch das abzudichtende
Medium in diesem kritischen Bereich begünstigt. Von großer Bedeutung ist diesbezüglich auch die Verwendung von
nichtelastomerem Kunststoff für die Herstellung des Dicht— elementes, insbesondere von PTFE.
Die Scheibe kann zur Erleichterung des Einbaues vorausgehend
im Bereich ihres Innenumfanges kegelig in Richtung des abgedichteten
Raumes vorgewölbt werden, beispielsweise unter Zuhilfenahme eines Formwerkzeuges. Dabei ist es jedoch von
entscheidender Bedeutung, daß eine Erwärmung des Materials bei diesem Formungsvorgangs vermieden wird, um das Rückformungsbestreben
des zur Anwendung gelangenden Werkstoffes nicht zu beeinträchtigen. Eine über lange Zeiträume gleichmäßige
Anpressung des zylindrischen Endabschnittes der
v ί
Scheibe an die Oberfläche der abgedichteten Welle wird hierdurch
sichergestellt. Sie unterliegt auch während des normalen Betriebes keiner Beeinträchtigung insofern, als die
geringe axiale Ausdehnung der dynamischen Abdichtungszone
sowie deren gute Schmierung eine stärkere Erwärmung von vornherein auschließen.
Die Scheibe weist im Bereich ihres zylindrisch verformten
Endabschnittes keinerlei der Oberfläche der abgedichteten Welle zugewandte, hydrodynamisch wirkende Rückförderelemente
auf. Eine gute Wirksamkeit ist dadurch vollkommen unabhängig davon gewährleistet, ob sich die abgedichtete Welle im Stillstand
oder einer Drehbewegung befindet. Auch wechselnde Drehrichtungen, wechselnde Umlaufgeschwindigkeiten und höhere
Drücke werden ohne weiteres verkraftet. Der vorgeschlagene Radialwellendichtring eignet sich dadurch ausgezeichnet für
die Abdichtung der Kühlwasserpumpe eines Kraftfahrzeuges.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung ist es vorgesehen, ,
daß die Scheibe und die Dichtungsachse in dem von dem Versteifungsring
umschlossenen Bereich etwa einen rechten Winkel einschließen. Andere gegenseitige Zuordnungen sind ohne weiteres
möglich, jedoch werden bei einer rechtwinkeligen Zuordnung eine besonders gute Dauerhaltbarkeit und ein gutes
Abdichtungsergebnis erzielt.
Der. Versteifungsring kann auf der von dem abgedichteten Medium
abgewandten Seite der Scheibe einen Ringvorsprung aufweisen,
der bis in die unmittelbare Nähe der Welle verlängert ist. Die axiale Abstützung des die dynamische Abdichtung
bewirkenden Endabschnittes wird hierdurch verbessert, wobei sich als Nebeneffekt der Vorteil ergibt, daß eine Beaufschlagung
der .dynamischen Abdichtungszone mit von außen zugeführtem
Staub und Schmutz erschwert wird.
In Hinblick auf eine kostengünstige Erzeugung hat es sich
als vorteilhaft erwiesen, wenn der Verstei f un-gsri ny aus Kunststoff
besteht, und unmittelbar im Bereich des Außenumfanges
an die Scheibe angespritzt ist. Duroplastische Werkstoffe wurden bevorzugt. Probleme- hinsichtlich der gegenseitigen
Festlegung und Abdichtung beider Teile lassen sich hierdurch
zuverlässig unterbinden.
Eine beispielhafte Ausführung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Radialwellendichtringes ist in der in der Anlage beigefügten
Zeichnung in halbgeschnittener Darstellung wiedergegeben. Sie wird nachfolgend näher erläutert:
Das gezeigte Ausführungsbeispiel betrifft eine Dichtung zur
Verwendung in der Kühlwasserpumpe eines Kfz-Motors. Diese
besteht aus dem Verstärkungsring 1 und der Scheibe 2. Ersterer
ist aus einem glasfasergefüllten Phenolharz erzeugt und
unmittelbar an den Außenumfang der Scheibe 2 angeformt. Die Scheibe ist dadurch unlösbar und flüssigkeitsdicht in dem Versteifungsring
festgelegt. Sie schließt im Bereich der Festlegungszone mit der Dichtungsachse einen rechten Winkel ein.
Im Bereich des Innendurchmessers ist die aus PTFE bestehende
Scheibe in Richtung des abgedichteten Raumes vorgewölbt und liegt mit einem zylindrisch verlaufenden Endabschnitt flächig
an der Oberfläche der abgedichteten Welle an.
Die zur Anwendung gelangende Scheibe hat bei einem Wellendurchmesser
von 16 mm einen Außendurchmesser von 25,0 mm, einen Innendurchmesser von 13 mm und eine Dicke von 1,5 mm. Die
axiale Erstreekung der sich nach dem Einbau ergebenden Anlagefläche zwischen der Scheibe und der Oberfläche der abgedichteten
Welle beträgt etwa 2 mm und ist insofern außerordentlich kurz bemessen. Der Radialwellendichtring läßt sich
kostengünstig herstellen und leicht einbauen. Er gewährleistet
bei einer Verwendung in der Kühlwasserpumpe eines Kraftfahrzeuges ein ausgezeichnetes Abdichtungsergebnis während
deren gesamter Lebensdauer. Nachteilig Einwirkungen der üblichen Frostschutzzusätze des zur Anwendung gelangenden Kühlwassers
wurden nicht beobachtet.
- Leerseite
Claims (5)
1. Radialwellendichtring umfassend ein aus einer ebenen Scheibe mit planparallelen Oberflächen erzeugtes Dichtelement
aus einem nicht elastomeren Kunststoff, vorzugsweise aus PTFE, das im Bereich seines Außenumfanges in
einem Versteifungsring und im Bereich seines Innenumfanges
unter Bildung eines zylindrischen Endabschnittes kalt in Richtung des abgedichteten Raumes vorgewölbt ist und unter
Vorspannung an der Welle anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe bei einer Dicke von 0,8 - 2 mm einen Innendurchmesser
aufweist, der gegenüber dem Durchmesser der Welle um etwa den 1 - 6-fachen Wert ihrer Dicke vermindert
ist und daß der Abstand des Versteifungsringes von der
Welle an der Einspannstelle der Scheibe 1,1 - 4 mal so groß ist, wie die Dicke der Scheibe.
2". Radialwellendichtring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Scheibe bei einer Dicke von 1,4 - 1,7 mm einen Innendurchmesser aufweist, der gegenüber dem Durchmesser
der Welle etwa um den 1,5 - 3-fachen Wert ihrer Dicke ver- £
mindert ist, wobei der Abstand des Versteifungsringes von ^.
der Welle an der Einspannstelle der Scheibe 1,2 - 1,7 mal so groß ist wie die Dicke der Scheibe.
3. Radialwellendichtring nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Scheibe und die Dichtungsachse in dem von dem Versteifungsring umschlossenen Bereich einen rechten
Winkel einschließen.
4. Radialwellendichtring nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Versteifungsring auf der von der Vorwölbung
abgewandten Seite einen nach innen weisenden Ringvorsprung aufweist, der bis in die unmittelbare Nähe der Welle
verlängert ist.
5. Radialwellendichtring nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Versteifungsring aus Kunststoff besteht.
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
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