DE3607662A1

DE3607662A1 - Lippendichtungsring

Info

Publication number: DE3607662A1
Application number: DE19863607662
Authority: DE
Inventors: Edwin Dipl Ing Hesse
Original assignee: Goetze GmbH
Current assignee: Goetze GmbH
Priority date: 1986-03-08
Filing date: 1986-03-08
Publication date: 1987-09-17

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

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.