DE3636005C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bürstendichtung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei bekannten Bürstendichtungen (DE-OS 33 05 649; CH-PS 34 322), ist vorgesehen, daß die Bürstenfasern auf parallel nebeneinanderliegenden und schräg zur Wellenachse verlaufenden Schraubenlinien befestigt sind. Ihre Kontaktpunkte mit der Gegendichtfläche sind dann gleichfalls in Schraubenlinien angeordnet. Dadurch üben sie auf an der Gegendichtfläche haftende Schmutzpartikeln bei einer vorbestimmten Drehrichtung der Welle einen Rückfördereffekt aus. Bei Änderung der Drehrichtung der Wellen ändert sich auch die Förderrichtung. Diese bekannten Dichtungen haben daher den Nachteil, daß sie nur jeweils für eine vorbestimmte Drehrichtung der Welle verwendbar sind. - Es ist in diesem Zusammenhang auch bekannt (DE-OS 33 05 649), daß die Bürstenfasern im Extremfall an der Berührungsfläche anliegen. Dadurch wird erreicht, daß sie sich im Betriebszustand unter dem Einfluß der Bewegung der Gegendichtfläche zusätzlich geneigt zur Wellenachse ausrichten. Es ist nicht ausdrücklich offenbart, daß dadurch eine von der Wellendrehrichtung unabhängige Förderrichtung erzielt wird. Es wird vorgeschlagen, daß dieses Mittel zusätzlich zu der schraubenförmigen Halterung und zusätzlich zu einer geneigten Halterung eingesetzt wird, die beide eine von der Wellendrehrichtung abhängige Förderrichtung bewirken.

Bekannt ist auch (DE-OS 23 65 912) eine Lippendichtung, deren Dichtfläche mit Flockenfasern besetzt ist, deren Spitzen in Reibungskontakt mit der Gegendichtfläche stehen und sich beim Umlauf der Wellen entgegen der Drehrichtung umbiegen, wodurch aufgrund der elastischen Rückstellkraft der Flockfasern eine Art Rückfördereffekt entsteht. Auf welche Weise dieser Rückfördereffekt zustande kommt, wenn nur die Spitzen der Flockfasern die Gegendichtfläche berühren, und wie dieser Rückfördereffekt auch nach längerer Betriebsdauer und entsprechender Verfilzung der Fasern aufrechterhalten werden soll, ist nicht erkennbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bürstendichtung zu schaffen, die die Fähigkeit hat, Schmutz und Verunreinigungen von der Gegendichtfläche in einer vorbestimmten Förderrichtung, unabhängig von der Drehrichtung der Gegendichtfläche zu bewegen.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht in den Merkmalen des Anspruchs 1.

Dadurch, daß die Fasern zwei unterschiedliche Förderflächen bilden, die je nach Bewegungsrichtung der Gegendichtfläche zur Einwirkung kommen, kann die Förderrichtung unabhängig von der Bewegungsrichtung der Gegendichtfläche vorbestimmt werden, wobei diese Wirkung nicht von schraubenlinienförmiger Anordnung der Fasern oder gestreckter Auflage derselben auf der Gegendichtfläche abhängig ist.

Zweckmäßigerweise sind die Fasern so gehalten, daß sie je nach Richtung der Relativbewegung zwischen den Fasern und der Oberfläche verschiedene Stellungen einnehmen, in denen die unterschiedlichen Förderflächen wirksam sind.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Fasern derart gehalten, daß sie aufgrund ihrer Biegesteifigkeit bestrebt sind, eine Stellung einzunehmen, in der sich die Längsachse der Endflächen der Fasern im wesentlichen rechtwinklig zu der Richtung der Relativbewegung zwischen den Fasern und der Gegendichtfläche erstreckt. Dabei sind die Fasern so gestaltet, daß sie an einem Ende ihres keil- und tropfenförmigen Querschnitts einen größeren Widerstand gegen die Verschiebung aus dieser Stellung als am anderen Ende derselben leisten. Dadurch nimmt die Endfläche der Fasern bei Relativbewegungen zwischen den Fasern und der Gegendichtfläche eine unterschiedliche Stellung je nach Richtung dieser Relativbewegung ein.

Wird die erfindungsgemäße Bürstendichtung als Zusatzdichtung in einer Wellendichtungsanordnung benutzt, deren Primärdichtung von einem Radial- oder Axialdichtring aus elastomerem Material, beispielsweise Gummi, besteht, werden Schmutz und Verunreinigungen unabhängig von der Drehrichtung stets von der Primärdichtung weg bewegt und somit daran gehindert, die Primärdichtung zu erreichen. Daraus ergibt sich ein verbesserter Gesamtdichtungseffekt wie auch eine verlängerte Lebensdauer der Primärdichtung.

Ein Ausführungsbeispiel der Bürstendichtung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert.

Fig. 1 ist ein Axialschnitt eines Teils einer Bürstendichtung, in der die Bürstendichtung als Zusatzdichtung enthalten ist.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform der Bürstendichtung in vergrößertem Maßstab.

Fig. 3a, 3b und 3c sind Schnitte gemäß der Linie III-III der Fig. 2 und zeigen die Bürstendichtung in unterschiedlichen Wirkungsstellen.

In Fig. 1 ist eine drehbare Welle 2 gezeigt, die sich durch eine Öffnung in einer Wand 4 erstreckt. Um die an unterschiedlichen Seiten der Wand 4 befindlichen Räume 6 und 8 gegeneinander abzudichten, ist in dem Spaltraum zwischen der äußeren Oberfläche der Welle 2 und der die Öffnung in der Wand 4 begrenzenden Oberfläche eine Radialdichtung angeordnet. Die Radialdichtung umfaßt eine Primärdichtung in der Form eines radialen Dichtrings 10 und eine Bürstendichtung 12. Der Radialdichtring 10 besteht aus Gummi und hat einen Halteteil 14, mittels dessen der Radialdichtring 10 mit der Wand 4 verbunden ist. Der Halteteil 14 ist mit einem Verstärkerring 16 aus Metall ausgerüstet. Der Radialdichtring 10 hat einen Dichtteil 18, der eine Dichtlippe 20 umfaßt, die radial gegen die zylindrische Außenfläche der Welle 2 mittels einer Feder 22 gedrückt wird.

Die Bürstendichtung 12 hindert Schmutz und Verunreinigungen, die sich im Raum 8 befinden, am Erreichen der Dichtlippe 20. Dadurch werden eine verbesserte Dichtwirkung der Dichtungsanordnung und auch eine längere Lebensdauer des Dichtrings 10 erreicht, weil schleifende Partikeln daran gehindert werden, die Dichtlippe 20 zu verschleißen. Die Bürstendichtung 12 ist so geformt, daß Schmutzpartikeln unabhängig von der Drehrichtung der Welle 2 weg von der Dichtungsanordnung bewegt werden. Dies wird durch eine besondere Gestalt der Fasern 24, der Bürstendichtung 12 erreicht. Ein Ende der Fasern ist fest von einer Oberfläche 26 des Dichtrings 10 gehalten. An ihrem der Oberfläche 26 entgegengesetzten Ende wirken die Fasern 24 mit der zylindrischen Außenfläche der Welle 2 als Gegendichtfläche zusammen. Wenn die Welle rotiert, befinden sich daher die Fasern mittels ihrer Endflächen in Gleitkontakt mit der zylindrischen Oberfläche 2 a der Welle 2, um den Schmutz von der Wellenoberfläche zu entfernen.

Gemäß Fig. 2 sind die Fasern 24 fest von dem Dichtring 10 an der Oberfläche 26 mit ihren oberen Enden gehalten, während die Fasern sich von der Oberfläche 26 im wesentlichen senkrecht zu der Oberfläche 2 a erstrecken, die die Außenfläche der Welle 2 darstellt. Die Fasern 24 wirken mit der Oberfläche 2 a mittels ihrer Kontaktflächen 28 an ihren freien Enden zusammen.

Fig. 3a zeigt die Querschnittsgestalt der Fasern 24, wobei diese Querschnittsgestalt der Form der Kontaktflächen 28 entspricht. In der Vorrichtung der Fig. 2 und 3 haben die Fasern im wesentlichen tropfenförmige Querschnittsgestalt und Kontaktflächen 28. Die Fasern 24 sind an der Fläche 26 befestigt und von dieser so gehalten, daß die Längs- und Symmetrieachse 30 der Fasern in ihrem Ruhezustand sich im wesentlichen quer zu der vorgesehenen Richtung 31 der Relativbewegung zwischen der Oberfläche 2 a und den Fasern 24 erstreckt. Die Ränder der Kontaktflächen 28 der Fasern 24 bilden schräge Förderflächen 32, die Schmutz und Verunreinigungen von der Oberfläche 2 a entfernen, wenn die Oberfläche 2 a und die Fasern im Verhältnis zueinander bewegt werden.

Wenn die Oberfläche 2 a sich in der durch Pfeil 34 in Fig. 3b bezeichneten Richtung bewegt, werden die Fasern an ihren Kontaktflächen 28 die in Fig. 3b gezeigte Stellung einnehmen, in der die Förderfläche 32, die von den Schmutzpartikeln auf der Oberfläche 2 a beaufschlagt wird, eine zur Wellenachse winkelige Stellung einnimmt, die dafür sorgt, daß die Schmutzpartikeln auf der Oberfläche 2 a in der durch den Pfeil 36 gezeigten Richtung verschoben werden, d. h., in einer Richtung weg von dem Radialdichtring 10. Die gezeichnete Stellung der Kontaktfläche 28 wird durch die Tatsache herbeigeführt, daß die Fasern 2 a einen größeren Verformungswiderstand an dem Ende 38 der Kontaktfläche 28 als an ihrem Ende 40 bieten. Dieser Unterschied wird verständlicherweise dadurch hervorgerufen, daß der Faserquerschnitt an dem Ende 38 breiter als an dem Ende 40 ist.

Wie aus Fig. 3c hervorgeht, werden die Fasern 24 a dann, wenn die Oberfläche 2 a in der durch Pfeil 42 angegebenen Richtung bewegt wird, eine Stellung einnehmen, die gegenüber der in Fig. 3b gezeigten Stellung im Gegenuhrzeigersinn verdreht ist. In dieser ist die Förderfläche 32 auf der gegenüberliegenden Seite der Fasern wirksam, um Schmutz auf der Oberfläche 2 a zu verschieben. Infolge der Veränderung der Winkelrichtung der Fasern wird dieselbe Förderrichtung für den Schmutz erreicht, d. h., weg von dem Radialdichtring 10, obwohl die Bewegungsrichtung der Oberfläche 2 a umgekehrt wurde.

Claims (3)

1. Bürstendichtung, die eine Anzahl von fest an einem Ende gehaltenen Fasern umfaßt, die sich im wesentlichen senkrecht zu der Gegendichtfläche erstrecken und an ihrer dem Halteende entgegengesetzten Endfläche mit der Gegendichtfläche in Kontakt stehen und aufgrund ihrer Relativbewegung Schmutz und Verunreinigungen davon entfernen, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern (24) keil- oder tropfenförmigen Querschnitt aufweisen und die Endflächen der Fasern jeweils zwei Förderflächen (32) bilden, die bei der Relativbewegung zwischen den Fasern und der Gegendichtfläche so ausgerichtet sind, daß sie jeweils bei entgegengesetztem Richtungssinn (34; 42) der Relativbewegung Schmutz und Verunreinigungen in derselben Richtung (36) quer zu der Richtung der Relativbewegung verschieben.

2. Bürstendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern zwischen zwei verschiedenen Stellungen bewegbar sind, in denen bei entgegengesetzter Richtung (34; 42) der Relativbewegung zwischen den Fasern (24) und der Gegendichtfläche (2) unterschiedliche Förderflächen (32) wirksam sind.

3. Bürstendichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern derart gehalten sind, daß sie bestrebt sind, eine Stellung einzunehmen, in der sich die Achse (30) der Endfläche der Fasern im wesentlichen rechtwinklig zu der Richtung der Relativbewegung (32; 42) zwischen den Fasern und der Gegendichtfläche erstreckt, und daß die Fasern an einem Ende (38) der Endfläche ihres keil- oder tropfenförmigen Querschnittes einen größeren Widerstand gegen ihre Verschiebung aus dieser Stellung als am anderen Ende (40) derselben leisten, so daß die der Endfläche benachbarten Bereiche der Fasern unterschiedliche Stellungen abhängig von der Richtung der Relativbewegung zwischen den Fasern und der Gegendichtfläche einnehmen.