DE3526731A1 - Radialwellendichtring - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Radialwellendichtring nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei einem solchen bekannten Radialwellendichtring ist der Befestigungsteil des aus Polytetrafluorethylen bestehenden ringförmigen Dichtelementes scheibenförmig ausgebildet und liegt senkrecht zur Achse des Radialwellendichtringes. Wenn er auf eine abzudichtende Welle aufgezogen wird, wird der Dichtteil gegenüber dem Befestigungsteil elastisch gebogen. Da der Befestigungsteil senkrecht zur Achse des Radialwellendichtringes bzw. der abzudichtenden Welle liegt, wird der Dichtteil verhältnismäßig stark gebogen. Dadurch liegt der Dichtteil unter einer verhältnismäßig hohen Vorspannung auf der Welle auf. Es hat sich gezeigt, daß es dann zu einer unzulässig hohen Wärmeentwicklung im Kontaktbereich zwischen dem Dichtteil und der Welle kommt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den gattungsge­ mäßen Radialwellendichtring so auszubilden, daß unter Bei­ behaltung eines für das Abdichten erforderlichen verhält­ nismäßig langen Dichtteiles die Anpreßkraft nur so hoch ist, daß keine unzulässig hohe Erwärmung im Kontaktbereich auftritt.

Diese Aufgabe wird beim gattungsgemäßen Radialwellendicht­ ring erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Beim erfindungsgemäßen Radialwellendichtring liegt der Befestigungsteil des Dichtelementes, im Axialschnitt ge­ sehen, unter einem spitzen Winkel zur Achse des Radial­ wellendichtringes. Dadurch wird der Dichtteil beim Auf­ ziehen des Radialwellendichtringes auf eine Welle relativ zum Befestigungsteil nicht stark elastisch verformt, so daß die Vorspannung, unter der der Dichtteil im Einbau­ zustand auf der Welle aufliegt, nur so hoch ist, daß die erforderliche Abdichtung gewährleistet ist. Die Anpreß­ kraft des Dichtteiles auf die Welle ist dadurch verhältnis­ mäßig gering, so daß es im Kontaktbereich zwischen dem Dichtteil und der Welle nicht mehr zu einer unzulässig hohen Wärmeentwicklung kommt. Der erfindungsgemäße Radial­ wellendichtring hat dadurch eine lange Lebensdauer. Je nach der Neigung des Befestigungsteiles gegenüber der Achse des Radialwellendichtringes kann der Verformungs­ grad und damit die Vorspannkraft des Dichtteiles einfach eingestellt und auf den jeweiligen Einsatzfall des Radial­ wellendichtringes abgestimmt werden. Der Dichtteil selbst hat gleiche Länge wie die bekannten Radialwellendichtringe, bei denen der Befestigungsteil senkrecht zur Achse des Radialwellendichtringes liegt.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den wei­ teren Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.

Die Erfindung wird anhand zweier in den Zeichnungen darge­ stellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 im Schnitt einen Teil einer ersten Ausführungsform eines erfindungsge­ mäßen Radialwellendichtringes,

Fig. 2 in einem Schnitt einen Teil einer zweiten Ausführungsform eines er­ findungsgemäßen Radialwellendicht­ ringes.

Der Radialwellendichtring gemäß Fig. 1 hat einen napf­ förmigen Stützkörper 1, der aus Metall oder einem harten Kunststoff bestehen kann. Sein zylindrischer Mantel 2 ist etwa in halber axialer Länge radial nach innen abge­ setzt und geht in einen quer zur Achse 3 des Radialwellen­ dichtringes verlaufenden Boden 4 über. Auf der Außenseite ist der Mantel 2 bis zu seiner Kröpfung von einer Um­ mantelung 5 umgeben, die auch den Boden 4 an dessen Außen­ seite bedeckt. Die Ummantelung 5 umschließt einen Rand 6 einer im Boden 4 vorgesehenen Ausnehmung und setzt sich auf der Innenseite des Bodens bis zur Innenseite des Mantels 2 fort. Damit ist der Boden 4 vollständig von der Ummantelung 5 umgeben, die aus gummielastischem Mate­ rial besteht. Da sich die Ummantelung 5 bis zur Ab­ kröpfung im Mantel 2 des Stützkörpers 1 erstreckt und im wesentlichen mit ihrer Außenseite 7 eine Fortsetzung der Außenseite 8 des Mantels 2 bildet, liegt der Radialwellen­ dichtring in der Einbaulage mit einem Teil eines Mantels 2 und mit der gummielastischen Ummantelung 5 an der Wan­ dung des Einbauraumes an. Dadurch ist ein fester und mediumsdichter Sitz des Radialwellendichtringes im Einbau­ raum gewährleistet. Die Außenseite 7 der Ummantelung 5 ist vorzugsweise wellenförmig profiliert. Die profilierten Bereiche werden beim Einpressen in den Einbauraum elastisch verformt und sorgen damit für eine einwandfreie Dichtheit in der Berührungsfläche zwischen dem Radialwellendichtring und der Wandung des Einbauraumes.

Der Boden 4 weist im Anschluß an den Mantel 2, in den er bogenförmig gekrümmt übergeht, einen radial verlaufenden Abschnitt 9 auf, der senkrecht zur Achse 3 des Radial­ wellendichtringes liegt. Der Bodenabschnitt 9 geht, im Axial­ schnitt gesehen, stumpfwinklig in einen radial inneren Bo­ denabschnitt 10 über, der mit der Dichtungsachse 3, im Axial­ schnitt gesehen, einen spitzen Winkel einschließt.

Auf der Ummantelung 5 ist innerhalb des Radialwellendicht­ ringes ein Befestigungsteil 11 eines Dichtteiles 12 aus Polytetrafluorethylen befestigt. Im Ausführungsbeispiel erstreckt sich der Befestigungsteil 11 bis zur Innenwan­ dung 13 des nach innen abgesetzten Mantelteiles 14. Da­ durch läßt sich der Befestigungsteil 11 über eine aus­ reichend große Fläche sicher mit der Ummantelung 5 ver­ binden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Dicht­ teil 12 an die Ummantelung 5 anvulkanisiert, kann aber auch in anderer Weise, beispielsweise durch Ankleben, an der Ummantelung befestigt sein. Der Befestigungsteil 11 liegt, im Axialschnitt gesehen, ebenfalls unter einem spitzen Winkel β zur Dichtungsachse 3. Infolge dieser Neigung liegt der Befestigungsteil 11 auf dem Mantel eines gedachten Kegels mit dem Öffnungs­ winkel 2 β. Der Befestigungsteil 11 geht dann stetig ge­ krümmt in den radial inneren Dichtteil 15 über, der im Einbauzustand in die Lage 15′ elastisch verformt wird, in der er unter elastischer Vorspannung auf der ange­ deuteten abzudichtenden Welle 16 aufliegt. Der Dichtteil 15 kann auf seiner radial inneren Seite eine Rückförder­ einrichtung 17, wie ein Rückfördergewinde oder Drallnuten, aufweisen. Da der Befestigungsteil 11 unter dem spitzen Winkel β zur Dichtungsachse 3 liegt, wird der Dichtteil 15 im Einbauzustand nicht unzulässig stark elastisch ver­ formt. Dadurch liegt der Dichtteil 15 nur mit einer so hohen Vorspannung auf der Welle 16 auf, daß im Kontaktbe­ reich zwischen dem Dichtteil und der Welle keine unzu­ lässig hohe Wärmeentwicklung auftritt. Die Höhe der Vor­ spannkraft kann durch die Neigung des Befestigungsteiles 11 einfach eingestellt werden. Je größer der spitze Winkel β ist, desto stärker wird der Dichtteil 15 im Einbauzu­ stand verformt und desto größer ist die Anpreßkraft des Dichtteiles. Durch Wahl des Neigungswinkels β läßt sich somit die Vorspannkraft des Dichtteiles im Einbauzustand einfach einstellen. Der Neigungswinkel α des radial inneren Bodenabschnittes 10 kann gleich wie der Neigungswinkel β sein. Dies hat den Vorteil, daß die Ummantelung 5 zwischen dem Befestigungsteil 11 des Dichtelementes 12 und dem Boden 4 über die Länge des Befestigungsteiles etwa gleich dick ist. Der Befestigungsteil 11 kann Abstand von der Innenwandung 13 des Mantelteiles 14 haben. Wenn sich der Befestigungsteil 11 jedoch bis zum Mantelteil 14 erstreckt, können sich die beim elastischen Biegen des Dichtteiles 15 auftretenden Kräfte über eine größere Fläche verteilen, so daß die Beanspruchung des Verbindungs­ bereiches zwischen dem Befestigungsteil 11 und der Um­ mantelung so klein bleibt, daß ein Ablösen des Befestigungs­ teiles von der Ummantelung infolge der auftretenden Kräfte nicht zu befürchten ist.

Im Axialschnitt (Fig. 1) ist der Dichtteil 15 etwa so lang wie der Befestigungsteil 11. Dadurch hat der Dichtteil 15 eine verhältnismäßig große Länge.

Der Radialwellendichtring ist mit einer Dichtlippe 18 ver­ sehen, die entgegengesetzt zum Dichtteil 15 geneigt und im Ausführungsbeispiel einstückig mit der Ummantelung 5 ausgebildet ist. Die Dichtlippe 18 liegt innerhalb des Radialwellendichtringes.

Der Radialwellendichtring gemäß Fig. 2 ist grundsätzlich gleich ausgebildet wie das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1. Das Dichtelement 12 a ist jedoch nicht mit der Ummantelung 5 a durch Vulkanisieren, Verkleben oder dergleichen ver­ bunden, sondern zwischen der Ummantelung und einem Klemm­ teil 19 eingeklemmt. Er hat einen auf dem Befestigungsteil 11 a aufliegenden Klemmkonus 20, mit dem der Befestigungs­ teil fest gegen die Ummantelung 5 a gedrückt wird. Der Klemmkonus 20 geht über einen konischen Zwischenabschnitt 21 in einen zylindrischen Endteil 22 über, der an der Innenwandung 23 des Mantels 2 a des Stützkörpers 1 a unter Preßsitz anliegt. Das freie Ende 24 des Mantels 2 a ist radial nach innen abgewinkelt und übergreift den Endteil 22 des Klemmteiles 19. Der Boden 4 a des Stützkörpers 1 a liegt über seine gesamte radiale Breite, im Axialschnitt gesehen, unter einem spitzen Winkel zur Achse des Radial­ wellendichtringes.

Der Befestigungsteil 11 a hat bei dieser Ausführungsform Abstand von der Innenwandung 13 a des Mantelteiles 14 a. Er ist an der Innenseite von der Ummantelung 5 a abgedeckt. Der Klemmkonus 20 erstreckt sich über den größten Teil der radialen Breite des Befestigungsteiles 11 a, so daß er zu­ verlässig sicher festgeklemmt werden kann. Im übrigen ent­ spricht diese Ausführungsform dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1.

Claims (6)

1. Radialwellendichtring mit einem Stützkörper und einem ringförmigen Dichtelement aus Polytetrafluorethylen, das mit einem Befestigungsteil am Radialwellendichtring befestigt ist und einen Dichtteil aufweist, der, im Axialschnitt gesehen, stumpfwinklig zum Befestigungs­ teil liegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsteil (11, 11 a) des Dichtelementes (12, 12 a), im Axialschnitt gesehen, unter einem spitzen Winkel (β) zur Achse (3) des Radialwellendichtringes liegt.

2. Radialwellendichtring nach Anspruch 1, dessen Stütz­ körper einen quer zu seiner Achse liegenden Boden hat, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der dem Be­ festigungsteil (11, 11 a) des Dichtelementes (12, 12 a) gegenüberliegende Bereich (10) des Bodens (4, 4 a), im Axialschnitt gesehen, unter einem spitzen Winkel (α) zur Achse (3) des Radialwellendichtringes liegt.

3. Radialwellendichtring nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsteil (11, 11 a) des Dichtelementes (12, 12 a) auf dem Mantel eines gedachten, in Richtung auf den Boden (4, 4 a) des Stützkörpers (1, 1 a) sich öffnenden Kegels liegt.

4. Radialwellendichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der dem Befesti­ gungsteil (11, 11 a) des Dichtelementes (12, 12 a) gegen­ überliegende Bereich (10) des Bodens (4, 4 a) des Stütz­ körpers (1, 1 a) auf dem Mantel eines gedachten, in gleicher Richtung wie der Befestigungsteil (11, 11 a) des Dichtelementes (12, 12 a) sich öffnenden Kegels liegt.

5. Radialwellendichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsteil (11, 11 a) des Dichtelementes (12, 12 a) und der dem Befesti­ gungsteil (11, 11 a) gegenüberliegende Bereich (10) des Bodens (4, 4 a) des Stützkörpers (1, 1 a) gleiche Kegel­ winkel (α, β ) haben.

6. Radialwellendichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsteil (11, 11 a) des Dichtelementes (12, 12 a) und der dem Befesti­ gungsteil (11, 11 a) gegenüberliegende Bereich (10) des Bodens (4, 4 a) des Stützkörpers (1, 1 a) unterschiedliche Kegelwinkel (α, b ) haben.