DE3607662A1 - Lippendichtungsring - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Lippendichtungsring zur
Abdichtung rotierender Wellen oder auf- und abgehender Stangen
mit einer Dichtscheibe aus Polytetrafluorethylen oder einem
artverwandten Werkstoff, die an ihrem Innenumfang zur
Dichtlippe verformt mit Radialkraft auf der Welle oder Stange
aufliegt, und die am Außenumfang in ihrem Haftteil mit einem
bevorzugt metallischen Gehäusering durch Kleben,
Anvulkanisieren und/oder durch eine Klemmverbindung verbunden
ist.
Bei einem Lippendichtungsring mit einer Dichtmanschette aus
Polytetrafluorethylen oder einem artverwandten Werkstoff
besteht die Dichtmanschette aus einer Scheibe, deren Schenkel
am Innenumfang unter Bildung einer Dichtlippe abgebogen ist.
Der Schenkel am Außenumfang bildet den Haftteil und ist mit
einem radialen Schenkel des bevorzugt metallischen
Gehäuseringes durch Kleben, Anvulkanisieren und/oder eine
Klemmverbindung verbunden.
Aufgrund der hohen Medienbeständigkeit,
Temperaturbeständigkeit und des guten Gleitverhaltens sind
Polytetrafluorethylene und artverwandte Werkstoffe ein
optimales Dichtmaterial für Lippendichtungsringe. Die
beschriebenen Lippendichtungsringe sind darüberhinaus auch
relativ einfach und kostensparend unter Verwendung des
Polytetrafluorethylens herzustellen.
Polytetrafluorethylene und artverwandte Polymere sind jedoch
keine Elastomere, sondern thermoplastische Kunststoffe. Sie
besitzen nur geringe elastische Eigenschaften und sind relativ
verformungssteif. Sie neigen unter Druck- und
Temperatureinflüssen zum Fließen und zur bleibenden
plastischen Verformung. Als Folge davon liegt die Dichtlippe
nicht mehr ausreichend elastisch federnd auf der Dichtlippe
auf, Stöße durch Desachsierungen der Welle werden nicht
ausreichend elastisch abgefangen, und es kann schon nach
kurzer Laufzeit des Ringes zu Leckagen und Zerstörungen der
Lauffläche sowie Schäden im Haftteilbereich der
Dichtmanschette und auch Verschleißspuren auf der Welle oder
Stange kommen.
Zum Ausgleich dieser Nachteile ist es daher schon bekannt, den
zur Dichtlippe abgebogenen Dichtscheibenschenkel in einem
relativ großen Bereich auf der Welle oder Stange aufliegen zu
lassen und die Dichtlippe mit einem aufliegenden
Schraubenzugfederring zum radialen Anpressen an die
Dichtstelle zu belasten. Ebenso ist es bekannt, den Haftteil
der Dichtscheibe im Gehäusering zusammen mit Zwischenschichten
aus elastomerem Material zu verkleben, anzuvulkanisieren oder
zu verspannen und damit elastisch federnd zu lagern. Diese
Zusatzmaßnahmen erbringen jedoch noch nicht den gewünschten
Erfolg in vollem Umfang, und zusätzliche Bauteile verteuern
die Herstellung der Dichtungsringe.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,
einen Dichtungsring gemäß Oberbegriff des Hauptanspruches mit
einer verbesserten Lebensdauer zu schaffen. Der
erfindungsgemäße Dichtungsring soll zugleich einfach und
kostensparend herstellbar sein.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen
Lippendichtungsring gemäß Oberbegriff des Hauptanspruches
gelöst, dessen Dichtscheibe aus Polytetrafluorethylen oder
einem artverwandten Polymer beidseitig die Öffnung umgebende
rillenförmige Einschnitte besitzt, wobei die Einschnitte der
ersten Dichtscheibenfläche zwischen den Einschnitten der
gegenüberliegenden zweiten Dichtscheibenfläche angeordnet sind.
Das erfindungsgemäß mit Einschnitten versehene
Dichtscheibenmaterial besitzt jetzt gegenüber herkömmlich
einschnittsfreien Dichtscheiben eine wesentlich erhöhte
Flexibilität. Im Lippendichtungsring auf herkömmliche Weise
eingebaut liegt der die Dichtlippe bildende
Dichtscheibenschenkel auf der Welle oder Stange jetzt flexibel
und dadurch abdichtend auf, und die Entstehung von
Verschleißspuren an der Dichtstelle wird verringert. Falls
erforderlich, kann die durch die erfinderische Maßnahme
verringerte Eigenradialkraft der Dichtlippe durch einen auf
seiner Rückenfläche, wie bei elastomeren Lippendichtungsringen
üblich, aufliegenden Schraubenzugfederring verstärkt sein.
Durch die erhöhte Flexibilität des Dichtscheibenmaterials
werden darüberhinaus durch vor allem Desachsierungen der Welle
oder Stange hervorgerufene Stöße abgefangen und übertragen
sich nicht auf die Verbindung der Dichtscheibe am Gehäusering
im Haftteil, und die Verbindung zum Gehäusering ist somit
weitgehend vor Zerstörungen gesichert. Insgesamt gesehen, kann
somit der erfindungsgemäße Lippendichtungsring mit einer
gegenüber herkömmlichen Lippendichtungsringen mit
Dichtscheiben aus Polytetrafluorethylen wesentlich
verlängerten Lebensdauer und dadurch betriebssicher verwendet
werden.
Die rillenförmigen, die Öffnung der Dichtscheibe umgebenden
Einschnitte können entweder konzentrisch oder exzentrisch, und
sie können spiralig verlaufen. Die spiraligen Einschnitte im
auf der Dichtstelle aufliegenden Dichtlippenbereich können
zugleich als ein an sich bekannter Rückförderungsdrall mit
entsprechend der Rotation der Welle eingestelltem Links- oder
Rechtsdrall dienen.
Die Tiefe der Einschnitte ist maximal etwa gleich der halben
axialen Wandstärke der Dichtscheibe. Die Einschnitte können
auch die Form von Nuten mit einem rechteckigen Querschnitt mit
im Extremfall geringer radialer Breite oder aber auch einen
V- bis U-förmigen Querschnitt besitzen. Die Einschnitte können
dabei rechtwinklig oder spitzwinklig abgewinkelt zur
Oberfläche der Dichtscheibe verlaufen. Während bevorzugt die
Einschnitte durch einen spanabhebenden Prozeß in die
Dichtscheibe eingearbeitet sind, können sie gegebenenfalls in
die Dichtscheiben eingeprägt oder bei der Formgebung direkt
eingeformt sein. Der radiale Abstand der Einschnitte
untereinander sollte bevorzugt größer als ihre Tiefe sein. Die
Dichtscheibenflächen sind ferner bevorzugt beidseitig
ganzflächig mit Einschnitten versehen. Im Sinne der Erfindung
genügt es aber auch, wenn die Einschnitte nur im Bereich
zwischen Dichtlippenteil und Haftteil der Dichtscheibe
beidseitig angeordnet sind.
Durch die Erfindung ist somit ein Lippendichtungsring mit
einer Dichtscheibe aus Polytetrafluorethylen oder einem
artverwandten Polymer geschaffen, der gegenüber herkömmlichen
entsprechenden Lippendichtungsringen eine verbesserte
Lebensdauer besitzt. Die höhere Flexibilität der Dichtscheibe
verhindert sowohl Zerstörungen in ihrem Dichtlippenbereich als
auch in ihrem Haftteilbereich, so daß der erfindungsgemäße
Lippendichtungsring betriebssicher mit erhöhter Lebensdauer
verwendet werden kann. Da die Einschnitte ferner
gegebenenfalls schon bei der Formgebung in die Dichtscheibe
eingearbeitet werden können, ist der erfindungsgemäße
Lippendichtungsring darüberhinaus auch einfach und dadurch
kostensparend herstellbar.
Die Erfindung wird durch die drei Abbildungen näher erläutert,
und zwar zeigt:
Fig. 1 den Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen
Lippendichtungsring
Fig. 2 den Querschnitt durch einen weiteren
Lippendichtungsring gemäß der Erfindung
Fig. 3 a) bis d) Querschnittsbilder verschiedener
Dichtscheibenformen mit erfindungsgemäßen Einschnitten
Fig. 4 a) bis c) Aufsichtsbilder auf verschiedene
Dichtscheiben gemäß der Erfindung.
In Fig. 1 ist (1) der Lippendichtungsring mit einer
Dichtscheibe (2) aus Polytetrafluorethylen, die am Innenumfang
zur Dichtlippe (3) abgebogen auf der Welle (4) aufliegt,
während sie am Außenumfang im Haftteil (5) zwischen den
radialen Schenkeln (6,7) des Gehäuseringes (8) und des
Klemmringes (9) eingespannt ist. Die Dichtscheibe (2) ist
beidseitig mit Einschnitten (9, 10) versehen, die sich über die
gesamte Dichtscheibenfläche erstrecken. Die Einschnitte (9)
der ersten Dichtscheibenfläche sind versetzt zu den
Einschnitten (10) der zweiten Dichtscheibenfläche angeordnet,
so daß ein Einschnitt (9) der ersten Dichtscheibenfläche
zwischen zwei Einschnitten (10) der zweiten
Dichtscheibenfläche liegt. Die Einschnitte (9, 10) erstrecken
sich in axialer Richtung der nicht verformten Dichtscheibe (2).
Im Querschnittsbild der Fig. 2 sind die Einschnitte (9′, 10′)
nur in einem mittleren Bereich der Dichtscheibe (2′) zwischen
dessen Dichtlippenteil (3′) und Haftteil (5′) angeordnet.
Die Querschnittsbilder der Fig. 3 a) bis 3 d) zeigen die
Querschnitte von Dichtscheiben (11) aus Polytetrafluorethylen
mit beidseitigen ganzflächigen Einschnitten (12, 13). Die
Einschnitte (12, 13) in Fig. 3a) erstrecken sich spitzwinklig
abgewinkelt zur Oberfläche der Dichtscheibe (11). In Fig. 3b)
besitzen die Einschnitte (12′, 13′) ein V-Profil, in Fig. 3c)
besitzen die Einschnitte (12′′, 13′′) ein U-Profil, und in
Fig. 3 d) besitzen die Einschnitte (12′′′, 13′′′) einen
rechtwinklig dreieckigen Querschnitt. Die Einschnitte (12,13)
erstrecken sich etwa bis zur Mitte der Dichtscheibendicke
(11), und ihr Abstand untereinander ist größer als ihre Dicke.
Die Einschnitte (12 und 13) sind versetzt zueinander
angeordnet, so daß ein Einschnitt (12) der ersten
Dichtscheibenseite zwischen zwei Einschnitten (13) der zweiten
Dichtscheibenseite liegt.
Die Aufsichtsbilder der Fig. 4 a) bis 4 c) zeigen den
Verlauf der Einschnitte (14) auf einer Dichtscheibenfläche
(15). In Fig. 4 a) umgeben die Einschnitte (14) die Öffnung
(16) in der Form konzentrischer Ringe, in Fig. 4 b) umgeben
die Einschnitte (14′) die Öffnung (16′) in der Form
exzentrischer Ringe, und in Fig. 4 c) bilden die Einschnitte
(14′′) eine die Öffnung (16′′) umgebende Spirale.
Claims (11)
1. Lippendichtungsring zur Abdichtung rotierender Wellen
oder auf- und abgehender Stangen mit einer Dichtscheibe
aus Polytetrafluorethylen oder einem artverwandten
Werkstoff, die an ihrem Innenumfang, zu einer Dichtlippe
verformt, auf der Welle der Stange aufliegt, und die am
Außenumfang in ihrem Haftteil mit einem bevorzugt
metallischen Gehäusering durch Kleben, Anvulkanisieren
und/oder eine Klemmverbindung verbunden ist, dadurch
gekennzeichnet, daß die Dichtscheiben (2, 11, 14)
beidseitig die Öffnungen (16) umgebende rillenförmige
Einschnitte (9, 10, 12, 13, 15) besitzen, wobei die
Einschnitte (9, 12) der ersten Dichtscheibenfläche
zwischen den Einschnitten (10, 13) der gegenüberliegenden
zweiten Dichtscheibenfläche angeordnet sind.
2. Lippendichtungsring nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Einschnitte (9, 10) sich über die
gesamte Dichtscheibenfläche erstrecken.
3. Lippendichtungsring nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Einschnitte (9′, 10′) in einem
mittleren, die Öffnung umgebenden Bereich zwischen
Dichtlippenteil (3′) und Haftteil (5′) angeordnet sind.
4. Lippendichtungsring nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Einschnitte (14) die Öffnung (16)
der Dichtscheibe (5) in der Form konzentrischer Ringe
umgeben.
5. Lippendichtungsring nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Einschnitte (14′) die Öffnung
(16′) in der Form exzentrischer Ringe umgeben.
6. Lippendichtungsring nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Einschnitte (14′′) die Öffnung
(16′′) spiralig umgeben.
7. Lippendichtungsring nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Tiefe der Einschnitte maximal
gleich der halben Dicke der Dichtscheiben (2, 11, 14) ist.
8. Lippendichtungsring nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß der Abstand der Einschnitte
(9, 10, 13, 12, 14) untereinander größer als seine Tiefe ist.
9. Lippendichtungsring nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die Einschnitte
(9, 10, 13′, 12′, 12′′, 13′′, 14) sich rechtwinklig abgewinkelt
zur Oberfläche der Dichtscheibe (2, 11′, 14′, 15′)
erstrecken.
10. Lippendichtungsring nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die Einschnitte (12, 13, 12′′, 13′′, 14)
sich spitzwinklig abgewinkelt zur Dichtscheibenoberfläche
(11, 11′′′, 15) erstrecken.
11. Lippendichtungsring nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Einschnitte (9, 10, 12, 13, 14) die
Form von Nuten mit einem rechteckigen (9, 10, 12, 13),
dreieckigen (12′, 13′, 12′′′, 13′′′) oder U-förmigen
(13′′, 12′′) Querschnitt besitzen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19863607662 DE3607662A1 (de) | 1986-03-08 | 1986-03-08 | Lippendichtungsring |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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