DE3641209C2

DE3641209C2 -

Info

Publication number: DE3641209C2
Application number: DE3641209A
Authority: DE
Inventors: Richard W. 7100 Heilbronn De Heinrich
Original assignee: Kaco GmbH and Co KG
Current assignee: Kaco GmbH and Co KG
Priority date: 1986-12-03
Filing date: 1986-12-03
Publication date: 1990-06-28
Also published as: DE3641209A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Dichtungsring, insbesondere einen Wellendichtring, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie Verfahren zur Herstellung eines solchen Dichtungsringes nach dem Oberbegriff der Ansprüche 11, 12 und 13.

Bei bekannten Dichtungsringen dieser Art bestehen die Dichtlippe und der Dichtteil aus demselben Material, einer sogenannten Kneter- oder Walzenmischung. Das Material wird im Kneter oder mit Walzen gemischt, wobei eine mehr oder weniger homogene Mischung erzielt wird. Es hat sich gezeigt, daß diese Mischungen nicht gleichmäßig homogen gemischt sind, sondern Einschlüsse, Anhäufungen von Füllstoffen und dgl. aufweisen. Befinden sie sich in der Dichtkante, dann kann diese schon nach kurzer Zeit in ihrer Dichtwirkung nachlassen, weil die Einschlüsse in der Dichtkante ausbrechen, wodurch die einwandfreie Anlage und damit die Abdichtung des Wellendichtringes gegenüber der Welle beeinträchtigt werden.

Es ist ein Wellendichtring bekannt (DE-OS 33 02 665), bei dem der die Dichtlippe aufweisende Bereich aus weichem Material besteht, während der übrige Teil des Wellendichtringes, der zur Befestigung in einem Lagerring dient, aus einer Mischung aus Nitrilgummi besteht, die relativ steif und hart ist. Für den Dichtkantenbereich und den übrigen Teil des Wellendichtringes werden somit ungleichartige Materialien verwendet. Auch bei diesem Dichtungsring besteht das Problem, daß der Dichtkantenbereich Einschlüsse aufweisen kann, die zu einem frühzeitigen Ausfall des Dichtungsringes führen können.

Bei einem anderen bekannten Wellendichtring (GB-PS 15 78 897) besteht der Dichtteil aus einem Elastomer. Im Dichtkantenbereich ist der Dichtteil mit einer Polytetrafluoräthylen-Beschichtung versehen. Auch hier werden somit für den Dichtkantenbereich und den übrigen Dichtlippenteil ungleichartige Materialien eingesetzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den gattungsgemäßen Dichtungsring und das gattungsgemäße Verfahren auszubilden, daß auf einfache Weise Einschlüsse im Bereich der Dichtkante vermieden werden.

Diese Aufgabe wird beim gattungsgemäßen Dichtring erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 und bei gattungsgemäßen Verfahren erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen der Ansprüche 11, 12 und 13 gelöst.

Der erfindungsgemäße Dichtungsring weist im Bereich seiner Dichtkante eine äußerst hohe Homogenität auf. Dadurch sind in der Dichtkante praktisch keine Einschlüsse vorhanden, so daß auch noch nach langer Einsatzdauer des Dichtungsringes eine einwandfreie und dichte Anlage der Dichtlippe an der Welle gewährleistet ist. Für die Dichtlippe und die Dichtkante werden nicht völlig verschiedene Materialien, sondern Werkstoffe aus zumindest gleichartigem Basismaterial eingesetzt. Dieses Basismaterial ist jedoch unterschiedlich homogen ausgebildet. Die besonders homogene, intensiv vermischte und feinst verteilt aufbereitete Mischung des Basismaterials ist zwar teurer als der Werkstoff des übrigen Dichtlippenteiles, jedoch wird für den Dichtkantenbereich nur sehr wenig Material benötigt. Zudem können diese kleinen Volumina innerhalb kurzer Zeit sehr homogen gemischt werden, so daß eine optimale Verteilung der Komponenten der Mischung erreicht wird. Für den übrigen Dichtlippenteil wird die herkömmliche, weniger homogen aufbereitete Mischung des Basismaterials verwendet, die wesentlich preisgünstiger ist als die besonders homogene Mischung für den Dichtkantenbereich.

So kann für den Dichtkantenbereich beispielsweise ein hochwertiges Fluorelastomer eingesetzt werden, während für den übrigen Dichtlippenteil ein weniger homogenes Fluorelastomer eingesetzt werden kann, das wesentlich preisgünstiger ist. Beide Arten von Fluorelastomer bestehen aus dem gleichen oder zumindest ähnlichen Basiselastomer. Da die Materialien für den Dichtkantenbereich und den übrigen Dichtlippenteil aus zumindest gleichem Basismaterial bestehen, treten bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Dichtungsringes keine Vernetzungsprobleme auf, die bei den bekannten Wellendichtringen aus ungleichartigen Materialien für Dichtkante und Dichtlippenteil vorhanden sind. Darum ist die Herstellung des erfindungsgemäßen Dichtungsringes einfach und dementsprechend preisgünstig. Es müssen lediglich die verschiedenen homogenen Rohlinge in die Form eingelegt oder eingespritzt werden. Dadurch ist eine sehr wirtschaftliche Herstellung des erfindungsgemäßen Dichtungsringes gewährleistet.

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

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 in vergrößerter Darstellung einen Teil einer Dichtlippe eines erfindungsgemäßen Wellendichtringes im Axialschnitt,

Fig. 2 einen Teil einer Vulkanisierform zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Wellendichtringes, wobei der Rohling in der offenen Form in einer Ausgangslage angeordnet ist,

Fig. 3 den Wellendichtring nach Fig. 2 nach der Vulkanisation bei geschlossener Form.

Wie Fig. 3 zeigt, besteht der fertig vulkanisierte Wellendichtring 1 aus einem napfförmigen Gehäuse 2 und einem Dichtteil 3, das an den ringscheibenförmigen Boden 4 des Gehäuses anvulkanisiert ist.

Das Dichtteil 3 ist ringförmig ausgebildet und hat einen etwa radial nach außen ragenden Endabschnitt 5, mit dem es einen Rand 6 des Bodens 4 umgibt. Der andere, ringförmige Endabschnitt des Dichtteiles 3 ist verdickt ausgebildet und bildet eine Dichtlippe 7 mit einer Dichtkante 8, mit der der Wellendichtring während des Betriebs dichtend an der Mantelfläche einer (nicht dargestellten) Welle anliegt. Die Dichtlippe 7 weist an ihrer von der Dichtkante 8 abgewandten Außenseite 9 eine im Querschnitt etwa halbkreisförmige Ringnut 10 auf, in die nach Entnahme des Wellendichtringes 1 aus der Vulkanisierform 11 eine Feder 12 eingesetzt wird, die in Fig. 1 anhand der vergrößert wiedergegebenen Dichtlippe 7 dargestellt ist.

Der die Dichtkante 8 enthaltende Dichtkantenbereich 13 besteht aus einem homogeneren Material als der übrige Dichtlippenteil 7′. Vorzugsweise besteht die Dichtlippe 7 einschließlich des Dichtkantenbereiches 13 aus dem gleichen Werkstoff, wobei das Material im Dichtkantenbereich 13 wesentlich homogener gemischt ist als im übrigen Bereich. Zur Herstellung des äußerst homogenen Dichtkantenbereiches 13 wird eine Art Labormischung verwendet, die sich dadurch auszeichnet, daß sie sehr homogen gemischt wird. Für den Dichtkantenbereich 13 wird nur wenig Material benötigt. Diese kleineren Volumina lassen sich innerhalb kurzer Zeit sehr homogen mischen, so daß eine optimale Verteilung der Komponenten in der Mischung erreicht wird. Die kleineren Materialvolumina werden üblicherweise als Labormischungen bezeichnet. Für den übrigen Teil 7′ der Dichtlippe 7 wird die übliche Produktionsmischung verwendet, die zwar auch homogen gemischt ist, aber noch Einschlüsse aufweisen kann. Solche Einschlüsse treten in der Labormischung, die extrem sorgfältig gemischt wird, nicht auf, darum wird bei dem Wellendichtring verhindert, daß in dem kritischen Dichtkantenbereich 13 unerwünschte Einschlüsse auftreten, die die Dichtigkeit nachteilig beeinflussen würden. Somit ist selbst nach längerer Einsatzdauer noch eine gleichmäßige dichte Anlage der Dichtkante an der Welle gewährleistet.

Wie in Fig. 2 schematisch dargestellt ist, kann der Wellendichtring 1 nach Fig. 3 durch Vulkanisation von zwei Rohlingen 14, 15 in der Vulkanisierform 11 hergestellt werden. Die Rohlinge 14, 15 bestehen aus dem gleichen Werkstoff bzw. aus der gleichen Werkstoffmischung, jedoch besteht der Rohling 15 aus der sehr homogenen, keine Einschlüsse mehr aufweisenden Labormischung und der Rohling 14 aus der Produktionsmischung. Der Rohling 15 ist zur Bildung des Dichtkantenbereiches 13 vorgesehen und wesentlich kleiner als der Rohling 14. Dieser hat vorzugsweise rechteckige Querschnittsform, während der Rohling 15 beliebige, beispielsweise runde oder dreieckige Querschnittsform haben kann. Der Rohling 15 hat mindestens doppelt so große Querschnittsdicke wie der Rohling 14 und auch größere axiale Dicke. Zur Vulkanisation des Wellendichtringes wird zunächst der Rohling 15 auf dem Boden 16 der einen Formhälfte 17 angeordnet und dann der Rohling 14 auf den Boden 4 des vormontierten Gehäuses 2 gesetzt. Beim Schließen der Form 11 werden die Rohlinge 14, 15 zur Dichtlippe 7 geformt und anschließend durch Vulkanisation mit dem Gehäuse 2 verbunden. Der plastisch verformte Rohling 15 bildet den Dichtkantenbereich 13, dessen durch Bearbeitung entstehende Dichtkante 8 keine Einschlüsse aufweist. Der plastisch verformte Rohling 14 bildet den übrigen Dichtlippenteil. Die Rohlinge 14, 15 können zur besseren Unterscheidung und/oder zur Erleichterung ihrer Anordnung in der Form 11 unterschiedliche Farbe aufweisen.

Im dargestellten Beispiel ist die Dichtkante 8 durch Bearbeitung entstanden. Die Erfindung bezieht sich aber auch auf ein Verfahren, bei dem die Dichtkante angepreßt bzw. angespritzt wird, d.h. bei dem auf eine zusätzliche Bearbeitung zur Herstellung der Dichtkante verzichtet werden kann.

Die Rohlinge 14, 15 brauchen nicht vorgefertigt zu werden. Vielmehr kann der Wellendichtring auch im Spritzgießverfahren hergestellt werden. Hierbei wird zunächst das sehr homogene Material für den Dichtkantenbereich 13 direkt auf dem Boden 16 des Formteiles 17 und anschließend das Material für den übrigen Dichtlippenteil 7′ in die Form 11 gespritzt oder auch gleichzeitig über zwei Einspritzdüsen eingebracht. Auch ist es möglich, beim Spritzgießverfahren den Rohling 15 in die Form 11 zu legen und anschließend das Material für den übrigen Dichtlippenteil 7′ in die Form zu spritzen.

Claims

1. Dichtungsring, insbesondere Wellendichtring, mit einem Gehäuse und einem Dichtteil, der eine Dichtlippe mit einer Dichtkante aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß

a) als Werkstoff für die Dichtlippe (7) und die Dichtkante (8) zumindest gleichartiges Basismaterial verwendet wird, wobei
b) der Werkstoff im Bereich der Dichtkante aus einer besonders homogenen, intensiv vermischten und feinst verteilt aufbereiteten Mischung des Basismaterials und
c) der Werkstoff des übrigen Dichtlippenteiles (7′) aus einer herkömmlichen, weniger homogen aufbereiteten Mischung des Basismaterials besteht.

2. Dichtungsring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für den Dichtkantenbereich (13) und den übrigen Dichtlippenteil (7′) Rohlinge (14, 15) verwendet sind.

3. Dichtungsring nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohling (14) für den Dichtkantenbereich (13) kleineren Querschnitt hat als der Rohling (14) für den übrigen Dichtlippenteil (7′).

4. Dichtungsring nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohlinge (14, 15) als Ringe ausgebildet sind.

5. Dichtungsring nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohlinge (15) für den Dichtkantenbereich (13) kleineren Ringdurchmesser hat als der Rohling (14) für den übrigen Dichtlippenteil (7′).

6. Dichtungsring nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohlinge (14, 15) unterschiedliche Querschnittsform haben.

7. Dichtungsring nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohling (15) für den Dichtkantenbereich (13) runden Querschnitt hat.

8. Dichtungsring nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohling (15) für den Dichtkantenbereich (13) dreieckigen Querschnitt hat.

9. Dichtungsring nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohling (14) für den übrigen Dichtlippenteil (7′) eckigen, vorzugsweise rechteckigen Querschnitt hat.

10. Dichtungsring nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohlinge (14, 15) unterschiedlichen Farbeton haben.

11. Verfahren zur Herstellung eines Dichtungsringes nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem der Dichtungsring in einer Form hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß

a) zur Bildung des Dichtkantenbereiches (13) und des übrigen Dichtteiles (7′) in die Form (11) zwei Rohlinge (14, 15) einlegt werden, deren Basismaterial zumindest gleichartige Komponentenzusammensetzung aufweist, wobei
b) der Werkstoff im Bereich der Dichtkante aus einer besonders homogenen, intensiv vermischten und feinst verteilt aufbereiteten Mischung des Basismaterials und
c) der Werkstoff des übrigen Dichtlippenteils (7′) aus einer herkömmlichen, weniger homogen aufbereiteten Mischung des Basismaterials besteht und
d) die Rohlinge (14, 15) anschließend plastisch verformt werden.

12. Verfahren zur Herstellung eines Dichtungsringes nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem der Dichtungsring in einer Form hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in die Form (11) zunächst der den Dichtkantenbereich (13) bildende, sehr homogen gemischte Werkstoff und anschließend der den übrigen Dichtlippenteil (7′) bildende, weniger homogen gemischte Werkstoff gespritzt wird.

13. Verfahren zur Herstellung eines Dichtungsringes nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem der Dichtungsring in einer Form hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in die Form (11) zunächst ein Rohling (15) für den Dichtkantenbereich (13) eingelegt und anschließend der den übrigen Dichtlippenteil (7′) bildende Werkstoff in die Form gespritzt wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der aus unterschiedlich homogen gemischten Materialien bestehende Dichtteil (3) an das Gehäuse (2) anvulkanisiert wird.