DE3542211A1 - Dichtung und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtung nach dem Oberbe­ griff des Anspruches 1 und ein Verfahren zur Herstel­ lung einer solchen Dichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 12.

Bei Dichtungen dieser Art besteht der Stützkörper aus Kunststoff und der Dichtteil aus Polytetrafluoräthylen. Der Dichtteil ist mit dem Stützkörper durch Kleben ver­ bunden. Bei starken Beanspruchungen besteht die Gefahr, daß die Verbindung zwischen dem Dichtteil und dem Stütz­ körper beeinträchtigt wird, so daß die beiden Dichtungs­ teile nicht mehr einwandfrei und sicher miteinander ver­ bunden sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsge­ mäße Dichtung und das gattungsgemäße Verfahren so auszu­ bilden, daß der Stützkörper auf einfache Weise sicher mit dem Dichtteil verbunden und ein Ablösen des Dicht­ teiles vom Stützkörper zuverlässig verhindert wird.

Diese Aufgabe wird bei einer Dichtung der gattungsbilden­ den Art erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 und beim gattungsgemäßen Verfahren er­ findungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 12 gelöst.

Infolge der erfindungsgemäßen Ausbildung ist der Stütz­ körper über das in die Vertiefung eingedrungene Material formschlüssig mit dem Dichtteil verbunden, so daß eine feste und haltbare Verbindung zwischen den beiden Dich­ tungsteilen sichergestellt ist. Die erfindungsgemäße Dichtung kann auf einfache Weise hergestellt werden, indem lediglich in dem Dichtteil Schlitze vorgesehen werden, die dann durch Verformen, insbesondere Biegen des Dichtteiles, unter Bildung der Vertiefungen aufgeweitet werden. Beim anschließenden Spritzen fließt das Material des Stützkörpers in die Vertiefungen, wodurch eine großflächige Verbindung zwischen dem Dichtteil und dem Stützteil erreicht ist.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zweier in der Zeich­ nung dargestellter Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine Hälfte einer erfindungsgemäßen Dichtung im Axialschnitt,

Fig. 2 im Axialschnitt eine Hälfte einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dichtung.

Die Dichtung nach Fig. 1 dient zum Abdichten von hin- und hergehenden Maschinenteilen. Sie sind dabei in einem Einbauraum entweder in einem statischen oder im hin- und hergehenden Maschinenteil angeordnet. Im ersten Fall steht die Dichtung still und liegt mit ihrer Dichtlippe am hin- und hergehenden Maschinen­ teil dichtend an, während die Dichtung im anderen Fall mit dem bewegten Maschinenteil mitbewegt wird und dabei mit der Dichtlippe am ruhenden Maschinen­ teil gleitet.

Die Dichtung nach Fig. 1 hat einen ringförmigen Stützkörper 1 und ein umfangsseitig angeordnetes ring­ förmiges Dichtteil 2 mit zwei Dichtlippen 3 und 4. Der Stützkörper 1 besteht aus einem Kunststoffspritz­ teil, während der Dichtteil 2 aus einem Polytetra­ fluoräthylen-Rohr hergestellt ist. Die Dichtung weist somit hervorragende Reibungseigenschaften und chemische Resistenz auf, so daß sie sich besonders für die Verwendung in der Lebensmittel- und chemischen Industrie eignet.

Da der Dichtteil 2 eine sehr geringe Reibung zwischen den jeweiligen Reibpartnern gewährleistet, hat die Dichtung einen sogenannten Stick-Slip freien, d.h. einen ruckfreien Lauf. Sogar ein reiner Trockenlauf wird dadurch möglich.

Die Dichtung hat somit eine hohe Einsatzdauer und kann zur Außen- und Innenabdichtung sowie für oszillierende oder rotierende Bewegung eingesetzt werden.

Der Stützkörper 1 hat etwa T-förmigen Querschnitt, dessen Längsmittelachse A senkrecht zur Achse R der Dichtung verläuft.

Der radial äußere Randabschnitt des Stützkörpers 1 ist axial nach beiden Seiten verbreitert und bildet den Quersteg 5 des T-förmigen Querschnittes. Die radial inneren Außenseiten 6, 7 des Quersteges 5 gehen abge­ rundet in die benachbarten Stirnseiten 8, 9 des Quer­ steges und der Längsseiten 10, 11 des übrigen Stütz­ körperteiles 12 über.

Der Dichtteil 2 ist durch einen Rohrabschnitt gebildet, dessen Enden 13, 14 gegenüber einem Mittelteil 15 auf­ geweitet sind. Das Mittelteil liegt mit seiner Innen­ fläche 16, die eine Verbindungsfläche bildet, ganz­ flächig an der Stützkörperaußenseite 17 an.

Das Mittelteil 15 weist vorzugsweise vier durch Schlitze oder Ein­ stiche 18 bis 21 gebildete Vertiefungen auf, die sich von der Innenseite 16 des Mittelteiles aus bis über etwa 1/5 bis 4/5 der Wandstärke erstrecken. Die Ein­ stiche 18, 19 und 20, 21 liegen paarweise mit geringem Abstand nebeneinander und neben der Dichtlippe 3 bzw. 4. Der Abstand der jeweils innen liegenden Einstiche 19, 21 ist wesentlich größer als der Abstand der Einstiche 18, 19 und 20, 21 voneinander. Die Einstiche 18, 19 und 20, 21 bilden vorzugsweise die Gänge jeweils einer gewindeartigen Vertiefung. Die Einstiche 18, 19 bzw. 20, 21 liegen jeweils auf einer gemeinsamen Wendelbahn. Die Einstiche 18, 19 sind dann Teil einer ersten Wendelbahn und die Einstiche 20, 21 Teil einer zweiten Wendelbahn. Die Einstiche können aber auch auf einer kreisförmigen Bahn verlaufen und auch nur auf teilkreisförmigen Abschnitten liegen. Die Einstiche 18 bis 21 erweitern sich V-förmig nach außen. Die Quermittelebenen der Einstiche 18, 19 und 20, 21 verlaufen unter einem vorzugsweise gleichen spitzen Winkel zu der die Längsmittelebene A ent­ haltenden Radialebene der Dichtung. Ferner sind die Einstiche 18, 19 entgegengesetzt zu den Einstichen 20, 21 geneigt. Die äußeren Einstiche 18 und 20 erstrecken sich bis in den Bereich der Dichtlippen 3 und 4.

Zum Verbinden des Dichtteiles 2 mit dem Stützkörper 1 wird dieser in das Dichtteil eingespritzt. Hierbei werden die schrägen Einstiche 18 bis 21 mit dem Kunst­ stoffmaterial des Stützkörpers ausgefüllt, wobei eine sichere, formschlüssige Verbindung bzw. Verankerung des Stützkörpers an der Innenseite 16 des Dichtteiles 2 erreicht wird.

Die Dichtung nach Fig. 2 ist ein Radialwellendichtring mit einem Gehäuse 1 a und einem Dichtteil 2 a.

Der Stützkörper 1 a besteht aus gespritztem Kunststoff und hat etwa L-förmigen Querschnitt. Er ist so ange­ ordnet, daß sein längerer Querschnittsschenkel 23 in axialer Richtung und der kürzere, dickere Querschnitts­ schenkel 24 in radialer Richtung verlaufen. Der freie Endabschnitt 25 des Schenkels 24 ist durch abge­ schrägte Seitenflächen 26, 27 verjüngt.

Der Dichtteil 2 a ist aus einer ringförmigen Scheibe aus Polytetrafluoräthylen hergestellt, die in sich gekrümmt ist. Der Dichtteil ist mit einem Halteab­ schnitt 28, der geringfügig kürzer ist als die halbe Breite des Dichtteiles, in den Schenkel 24 einge­ bettet, derart, daß sein radial nach außen ragendes Ende 29 etwa in halber Breite des Schenkels 23 liegt. Die konvex nach außen gewölbte Außenseite 30 des Halteabschnittes 28 weist zur sicheren Verbindung mit dem Stützkörper 1 a drei Einschnitte 31 bis 33 auf. Sie sind entsprechend den Einschnitten gem. Fig. 1 V-förmig nach außen erweitert und gewindeähnlich aus­ gebildet. Sie erstrecken sich bis nahezu über die halbe Dicke des Halteabschnittes 28. Der außerhalb des Stützkörpers 1 a liegende Dichtteilabschnitt 34 bildet mit seinem freien Ende eine Dichtlippe 35, die dichtend am drehenden Maschinenteil 36 beispielsweise einer Welle, anliegt.

Die Einstiche 31 bis 33 können als geschlossene Ringe oder auch einstückig als Wendel ausgebildet sein. Zu­ sätzlich zu diesen Einstichen können auch auf der gegenüberliegenden Außenseite 37 des Halteabschnittes 28 weitere Einstiche vorgesehen sein, die vorzugsweise versetzt zu den Einstichen 31 bis 33 liegen.

Die gewindeartigen Einstiche 31 bis 33 können auch bis in den Dichtteilabschnitt 34 verlängert sein. Sie dienen dort als gewindeartige Drallnuten, die an der Dichtlippe 35 vorhandenes Medium zurückfördern und dadurch zu einer wesentlichen Verbesserung der Dichtwirkung führen.

Bei der Herstellung der Dichtung nach Fig. 1 wird zunächst von einem PTFE-Rohr ein Rohrabschnitt abgeschnitten aus dem der Dichtteil 2 gebildet wird. Im Mittelteil 15 des Rohrabschnittes bzw. Dichtteiles 2 werden dann auf dessen Innenseite die Einstiche 18 bis 21 ange­ bracht, die dann noch nicht in der in Fig. 1 darge­ stellten Form aufgeweitet sind. Danach wird der Rohr­ abschnitt an seinen Enden in die in Fig. 1 darge­ stellte Form aufgeweitet, wobei auch die Einstiche 18 bis 21 in der dargestellten Weise V-förmig aufgeweitet werden. Hiernach wird in den Dichtteil 2 das Material des Stützkörpers 1 eingespritzt, wobei das Material in die Einstiche 18 bis 21 fließt und diese vollständig ausfüllt.

Entsprechend werden auch die Einstiche 31 bis 33 der Dichtung nach Fig. 2 hergestellt und mit dem Stütz­ körper 1 a verbunden.

Zunächst wird zur Bildung des Dichtteiles 2 a eine Ringscheibe von einem aus Polytetrafluoräthylen- Rohr abgetrennt. Anschließend werden im radial äußeren Bereich der Ringscheibe auf der einen Seite gewindeähnlich angeordnete Schlitze durch Einstechen angebracht. Daraufhin wird die Scheibe quer zu ihrer Achse gekrümmt, wobei die Schlitze unter Bildung der Einstiche V-förmig aufgespreizt werden. Anschließend wird der so hergestellte Dichtteil 2 a unter Bildung des Stützkörpers 1 a umspritzt, wobei das Material die Einstiche 31 bis 33 form­ schlüssig ausfüllt und dadurch eine sichere Verbindung zwischen dem Stützkörper und dem Dichtteil schafft. Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen kann der Stützkörper 1, 1 a aus Kunststoffmaterial, aus Gummimate­ rial und dgl. bestehen.

Claims (17)

1. Dichtung zum Abdichten von Maschinenteilen, mit einem Stützkörper und mit mindestens einem aus gut gleitfähigem Werkstoff, insbesondere Polytetrafluor­ äthylen, bestehenden Dichtteil, die über aneinander­ liegende Verbindungsflächen fest miteinander verbun­ den sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsfläche (16; 30) des Dichtteiles (2; 2 a) mindestens eine Ver­ tiefung (18 bis 21; 31 bis 33) aufweist, die mit dem Material des Stützkörpers (1; 1 a) ausgefüllt ist.

2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung (18 bis 21; 31 bis 33) durch wenigstens einen Einstich gebil­ det ist.

3. Dichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung (18 bis 21; 31 bis 33) gewindeartig ausgebildet ist.

4. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung (18 bis 21; 31 bis 33) mehrere Windungen aufweist.

5. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere gewindeartige Ver­ tiefungen (18 bis 21; 31 bis 33) vorgesehen sind, die sich etwa V-förmig nach außen verbreitern.

6. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsmittelebene der Vertiefungen (18 bis 21; 31 bis 33) quer, vorzugsweise unter einem spitzen Winkel, zur Längsmittelebene des Stützkörpers (1, 1 a) verläuft.

7. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (18 bis 21) von etwa 1/5 bis 4/5 der Dicke des Dichtteiles (2) reichen.

8. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der der Dichtteil zwei den Stützkörper auf beiden Seiten überragende Dichtlippen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar benachbart zu den Dichtlippen (3, 4) jeweils eine gewindeartige Vertiefung (18, 19; 20, 21) vorgesehen ist.

9. Dichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die auf verschiedenen Seiten der Längsmittelebene (A) des Stützkörpers (1) liegenden Vertiefungen (18, 19; 20, 21) entgegenge­ setzte Steigungen haben.

10. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtteil (2 a) einen vom Stützkörper (1 a) umspritzten Halteabschnitt (28) aufweist, dessen eine Außenfläche die Verbindungs­ fläche (30) mit der Vertiefung (31 bis 33) bildet.

11. Dichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (31 bis 33) des teilkreisförmig ge­ krümmten Halteabschnittes (28) etwa gleichen Abstand voneinander aufweisen.

12. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Vertiefung (31 bis 33) bis in den Dichtteilabschnitt (34) zur Bildung einer Rückför­ dereinrichtung verlängert ist.

13. Verfahren zum Herstellen einer Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem der Dichtteil aus einem Polytetrafluoräthylenteil zugeschnitten und anschließend verformt wird und bei dem der Stützkörper an den Dichtteil angespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Zuschneiden des Dichtteiles (2, 2 a) die Vertiefungen (18 bis 21; 31 bis 33) durch Einschneiden angebracht werden und daß danach der Dichtteil (2, 2 a) mindestens teilweise unter Aufweiten der Vertiefungen verformt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtteil (2, 2 a) von einem Rohr abgeschnitten wird und daß nach dem Einbringen der Vertiefungen (18 bis 21; 31 bis 33) der Rohrabschnitt aufgeweitet wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Rohrenden (13, 14) aufgeweitet werden und daß danach in den zwischen ihnen liegenden Mittelteil (15) des Dichttei­ les (2) das Material des Stützkörpers (1) eingespritzt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtteil (2 a) als Scheibe von einem Rohr abgeschnitten wird, die nach dem Anbringen der Vertiefungen (31 bis 33) quer zu ihrer Achse unter Aufweiten der Vertiefungen gebogen wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Aufweiten der Vertiefungen (31 bis 33) der sie aufweisende Halteab­ schnitt (28) des Dichtteiles (2 a) mit dem Material des Stützkörpers (1 a) umspritzt wird.