DE3526731C2 - - Google Patents

Description

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

Bei einem bekannten Radialwellendichtring (DE-OS 21 16 365, Fig. 2), ist der Befestigungs- und Dichtteil des ring­ förmigen Dichtelementes scheibenförmig ausgebildet, so daß sie senkrecht zur Achse des Radialwellendichtringes liegen. Wenn der Radialwellendichtring auf eine abzudichtende Welle aufgezogen wird, wird der Dichtteil gegenüber dem Be­ festigungsteil elastisch gebogen. Da der Befestigungsteil senkrecht zur Achse des Radialwellendichtringes bzw. der abzudichtenden Welle liegt, wird der Dichtteil verhältnis­ mäßig 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 Wärme­ entwicklung im Kontaktbereich zwischen dem Dichtteil und der Welle kommt.

Beim gattungsgemäßen Radialwellendichtring (DE-OS 21 16 365, Fig. 4) verläuft der Befestigungsteil wiederum senkrecht zur Dichtringachse, während der Dichtteil stumpfwinklig zum Befestigungsteil liegt und zwischen einem Klemmteil und dem Stützkörper gehalten ist. Die Anpreßkraft des Dichtteiles an der Welle ist dadurch im Vergleich zum oben genannten Dichtelement zwar herabgesetzt. Der Dicht­ teil liegt aber immer noch relativ steil zur Achse des Dichtringes und damit mit relativ starker Vorspannung an der Welle an. Die Verminderung der Anpreßkraft durch die stumpfwinklige Lage des Dichtteiles wird auch dadurch wieder weitgehend aufgehoben, daß der Dichtteil zwischen dem Klemmteil und dem Stützkörper über einen relativ großen Abschnitt eingespannt ist. Dadurch ist der Dichtteil relativ kurz, was zu einer Versteifung beim Biegen des Dichtteiles in Richtung auf seine Funktionsstellung führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Radialwellendichtring der gattungsbildenden Art so auszubilden, daß unter Beibehaltung eines für das Abdichten erforderlichen verhältnismäßig langen Dichtteiles die Anpreßkraft nur so hoch ist, daß keine unzulässig hohe Erwärmung im Kontaktbereich auftritt.

Diese Aufgabe wird beim gattungsgemäßen Radialwellen­ dichtring erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Beim erfindungsgemäßen Radialwellendichtring liegt der Befestigungsteil des Dichtelementes, im Axialschnitt gesehen, unter einem spitzen Winkel zur Achse des Radialwellendichtringes auf dem Mantel eines gedachten Kegels. Dadurch liegt der Dichtteil relativ flach zur Welle und wird dadurch beim Aufziehen des Radialwellen­ dichtringes auf eine Welle gegenüber dem Befestigungs­ teil nicht stark elastisch verformt, so daß die Vor­ spannung, unter der der Dichtteil im Einbauzustand auf der Welle aufliegt, nur so hoch ist, daß die erforderliche Abdichtung gewährleistet ist. Die Anpreßkraft des Dicht­ teiles auf die Welle ist dadurch verhältnismäßig gering, so daß es im Kontaktbereich zwischen dem Dichtteil und der Welle nicht zu einer unzulässig hohen Wärmeent­ wicklung kommt. Der erfindungsgemäße Radialwellendicht­ ring hat dadurch eine lange Lebensdauer. Je nach der Neigung des Befestigungsteiles gegenüber der Achse des Radialwellendichtringes kann der Verformungsgrad und damit die Vorspannkraft des Dichtteiles einfach einge­ stellt und auf den jeweiligen Einsatzteil 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.

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

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 denbereich 10 über, der mit der Dichtungsachse 3, im Axial­ schnitt gesehen, einen spitzen Winkel α einschließt.

Auf der Ummantelung 5 ist innerhalb des Radialwellendicht­ ringes ein Befestigungsteil 11 eines Dichtelementes 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 das Dicht­ element 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 β des radial inneren Bodenbereiches 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 (3)

1. Radialwellendichtring mit einem Stützkörper, der einen quer zu seiner Achse liegenden Boden hat und mit einem ringförmigen Dichtelement aus Polytetrafluorethylen, das mit einem Befestigungsteil am Radialwellendichtring befestigt ist und einen Dichtteil aufweist, der, im Axial­ schnitt gesehen, stumpfwinklig zum Befestigungsteil liegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsteil (11, 11 a) des Dichtelementes (12, 12 a), im Axialschnitt gesehen, über seine ganze Länge unter einem spitzen Winkel (β) zur Achse (3) des Radialwellendichtringes auf dem Mantel eines gedachten, in Richtung auf den Boden (4, 4 a) des Stützkörpers (1, 1 a) sich öffnenden Kegel liegt.

2. Radialwellendichtring nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zumindest der dem Befestigungsteil (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 Radial­ wellendichtringes auf dem Mantel eines gedachten, in gleicher Richtung wie der Befestigungsteil (11, 11 a) des Dichtelementes (12, 12 a) sich öffnenden Kegels liegt.

3. Radialwellendichtring nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsteil (11, 11 a) des Dichtelementes (12, 12 a) und der dem Befestigungsteil (11, 11 a) gegenüberliegende Bereich (10) des Bodens (4, 4 a) des Stützkörpers (1, 1 a) gleiche Kegelwinkel (α, β) haben.