DE3811443A1 - Dichtungsring - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Dichtungsring mit einem Trägerring und einer an diesem angeordneten, elastischen, ringförmigen Dichtlippe sowie auf ein Verfahren zur Her­ stellung eines Dichtungsrings und auf eine Verwendung dieses Dichtungsrings.

Zur Abdichtung von Lagern drehbarer Teile ist es erforder­ lich, einen Eintritt von Schmutz- oder Staubpartikeln durch den Spalt zwischen dem drehbaren und dem stationären Teil zu verhindern. Zu diesem Zwecke dient üblicherweise ein Dich­ tungsring mit einer elastischen Dichtlippe, welche sich in radialer Richtung erstreckt und ein Austreten von Fett aus dem Lager verhindert. Ein derartiger Dichtungsring ist als "Simmerring" bekannt. Die Dichtlippe ist dabei so angeord­ net, daß ein steigender Druck von der Lagerseite aus die Dichtwirkung des Dichtungsringes erhöht, d. h. die Dicht­ lippe gegen das abzudichtende Teil drückt. Ein wesentlicher Nachteil eines derartigen Dichtungsringes besteht darin, daß zwar ein Austreten von Fett aus dem Lager verhindert werden kann, daß andererseits jedoch ein Eindringen von Staub- oder Schmutzpartikeln in Richtung auf das Lager nicht in wir­ kungsvoller Weise verhindert werden kann.

Es ist deshalb üblich, einem derartigen Simmerring eine weitere Dichtung zuzuordnen, um das Eintreten von Staub- oder Schmutzpartikeln in den Bereich der Dichtlippe des Simmerringes zu unterbinden. Zu diesem Zwecke ist beispiels­ weise aus der DE-OS 29 47 340 ein kappenartiger Dichtring bekannt, welcher in eine Ringnut eingreift und eine Labyrinthdichtung bildet. Diese Maßnahme erweist sich je­ doch insbesondere bei sehr feinem Staub als nicht ausrei­ chend. Es wurde deshalb vorgeschlagen, zusätzlich einen Filzring anzuordnen, welcher zur Verringerung der Reibung mit Öl oder Fett getränkt ist. Dabei erweist es sich aber als nachteilig, daß das Fett oder Öl mit dem eintretenden Staub eine schleifpastenartige Masse bildet, welche zu einem hohen Verschleiß führt. Weiterhin verhärtet sich ein derar­ tiger Filzring im Laufe der Zeit und wird brüchig und spröde, wodurch seine Dichtwirkung erheblich nachläßt.

Aus dem Stand der Technik ist weiterhin ein Dichtungsring bekannt, welcher im wesentlichen einen Y-förmigen Quer­ schnitt aufweist und mit einem Trägerring sowie einer ela­ stischen, ringförmigen, an dem Trägerring angeordneten Dichtlippe versehen ist. Der Trägerring ist dabei in Form eines Metallteiles gebildet, an welchem die Dichtlippe an­ geklebt oder angeklemmt ist. Die Dichtlippe ist dabei so ausgerichtet, daß sie eintretenden Schmutz oder Staub dem Lager bzw. dem Simmerring gegenüber abdichtet. Ein derarti­ ger Dichtungsring erfordert, da der Trägerring aus Metall gefertigt ist, einen hohen Aufwand hinsichtlich des Korro­ sionsschutzes, da korrodierte Partikel des Trägerringes zu einer sofortigen Zerstörung der gesamten Dichtungsanordnung und des Lagers führen würden. Der Trägerring erfordert somit einen hohen produktionstechnischen Aufwand und ist entspre­ chend teuer. Weiterhin erweist sich das Anordnen der Dicht­ lippe als sehr aufwendig, da diese entweder an dem Träger­ ring angeklebt werden muß oder durch eine Verformung des Trägerrings, beispielsweise eine Bördelung, mit diesem ver­ klemmt werden muß. Da die Dichtlippe aus einem relativ wei­ chen, elastischen Werkstoff besteht, ist ein hoher ferti­ gungstechnischer Aufwand erforderlich, um Beschädigungen der Dichtlippe während der Herstellung des Dichtungsringes zu vermeiden.

Aus der US-PS 38 58 950 ist ein einteiliger Dichtungsring bekannt, welcher einstückig aus einem elastischen Material gefertigt ist. Bei diesem Dichtungsring erweist es sich als nachteilig, daß der Hauptkörper des Dichtungsrings ebenfalls aus elastischem Material gefertigt ist und somit nur eine geringe Steifigkeit oder Festigkeit aufweist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dichtungs­ ring der eingangs genannten Art zu schaffen, welcher einfach aufgebaut und leicht herstellbar ist, welcher eine hohe Lebensdauer aufweist, in zuverlässiger Weise auch feine Schmutz- oder Staubpartikel abdichtet und welcher mit ge­ ringen Kosten herstellbar ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Trägerring mit mehreren Ausnehmungen versehen ist, in wel­ chen Ansätze der Dichtlippe angeordnet sind.

Der erfindungsgemäße Dichtungsring zeichnet sich durch eine Reihe erheblicher Vorteile aus. Da die Dichtlippe mit mehre­ ren Ansätzen versehen ist, welche in Ausnehmungen des Trägerringes angeordnet sind, ist es möglich, die Dichtlippe auf besonders einfache und wirkungsvolle Weise an dem Trä­ gerring anzuordnen, ohne daß dazu besonders aufwendige Her­ stellungsverfahren erforderlich wären. Durch die form­ schlüssige Verbindung der Dichtlippe mit dem Trägerring wird erreicht, daß die Dichtlippe fest an dem Trägerring angeord­ net ist, ohne daß die Gefahr besteht, daß während des Befe­ stigungsvorganges Beschädigungen der Dichtlippe auftreten, da keine Verklemmung zwischen dem Trägerring und der Dicht­ lippe erforderlich ist. Ein weiterer Vorteil ist dadurch gegeben, daß jeweils die am besten geeigneten Materialien für die Dichtlippe verwendet werden können, da, bedingt durch die formschlüssige Anordnung der Dichtlippe auch bei sehr weichen Materialien eine betriebssichere Befestigung an dem Trägerring erfolgen kann.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungs­ gemäßen Dichtringes ist dadurch gegeben, daß die Ausnehmun­ gen konisch ausgebildet sind und sich von der Dichtlippe weg erweitern. Durch diese Ausgestaltung wird verhindert, daß die Dichtlippe während des Betriebs von dem Trägerring ab­ rutschen kann.

Erfindungsgemäß erweist es sich als günstig, die Ausnehmun­ gen in einem scheibenförmigen Bereich des Trägerrings anzu­ ordnen. Auf diese Weise wird vermieden, daß die Ausnehmungen die Festigkeit des Trägerringes ungünstig beeinflussen.

Eine weitere besonders vorteilhafte Weiterbildung des erfin­ dungsgemäßen Dichtungsringes ist dadurch gegeben, daß der Trägerring mit einem Abschirmring versehen ist, welcher sich im wesentlichen in die gleiche Richtung erstreckt, wie die Dichtlippe. Dabei kann der Abschirmring mit einer Ringkante versehen sein, die in einem geringen Abstand von einem rela­ tiv zum Dichtring bewegbaren Teil anzuordnen ist. Mittels des Abschirmringes ist es möglich, gröbere Schmutzpartikel von der Dichtlippe fernzuhalten, so daß mechanische Beschä­ digungen vermieden werden können. Zu diesem Zwecke ist in vorteilhafter Weise der Abschirmring in Richtung des abzu­ dichtenden Materialdurchtritts vor der Dichtlippe angeord­ net.

Eine besonders günstige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Dichtungsringes ist dadurch gegeben, daß der Trägerring und die Dichtlippe aus Kunststoff hergestellt sind. Dadurch ist es möglich, beide Teile in einem kostengünstigen Spritzguß­ verfahren herzustellen, wobei es sich hinsichtlich des er­ findungsgemäßen Verfahrens als besonders vorteilhaft er­ weist, in dem Trägerring mehrere Ausnehmungen auszubilden und nachfolgend die Dichtlippe mittels eines Spritzgußver­ fahrens an dem Trägerring auszuformen, wobei das Material der Dichtlippe in die Ausnehmungen eingebracht wird. Es ist jedoch auch möglich, den Trägerring in Form eines Metall­ teiles auszubilden, in welches die Ausnehmungen beispiels­ weise eingestanzt sind. Bei einer Ausgestaltung des Dich­ tungsringes aus zwei miteinander verbundenen Kunststofftei­ len ist es möglich, trotz eines automatisierten Herstel­ lungsverfahrens ein hohes Maß an Präzision zu gewährleisten. Weiterhin erweist es sich als besonders vorteilhaft, daß der Trägerring und die Dichtlippe jeweils aus besonders ge­ eigneten Materialien gefertigt werden können, wobei der Trägerring ein hohes Maß an Festigkeit aufweisen kann, während die Dichtlippe aus einem sehr weichen, elastischen Material bestehen kann. Ein weiterer Vorteil dieser Ausge­ staltung liegt darin, daß der gesamte Dichtungsring keiner Korrosion unterworfen ist, so daß eine besonders hohe Stand­ zeit erzielt werden kann.

Um eine noch bessere Abdichtwirkung zu erzielen, ist es mög­ lich, an der Dichtlippe zwei zueinander parallele, elasti­ sche Dichtkanten vorzusehen. Durch diese Maßnahme wird zum einen die Lebensdauer erhöht, zum anderen ergibt sich ein hohes Maß an Ausfallsicherheit, da bei Zerstörung oder Be­ schädigung einer Dichtkante noch eine weitere Dichtkante zur Verfügung steht.

Der erfindungsgemäße Dichtungsring wird in bevorzugter Weise bei Kreiseleggen verwendet, insbesondere zur Lagerung eines Kreisels. Da der Kreisel entweder im Erdboden oder direkt über dem Erdboden geführt wird, tritt ein erhebliches Maß an Staubentwicklung auf, wobei sowohl bei feuchter als auch bei trockener Erde größere Schmutzmengen an den Kreiseln anhaf­ ten und in den Spalt zwischen dem feststehenden und dem drehenden Teil der Lagerung eindringen. Dabei erweist es sich als unumgänglich, zum Schutz des Lagers eine Dichtungs­ anordnung zu verwenden, welche in zuverlässiger Weise das Eintreten von Schmutz oder Staub verhindert und eine hohe Standzeit aufweist. Diese Anforderungen werden durch den erfindungsgemäßen Dichtungsring erfüllt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei­ spielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine Schnittansicht einer Lager- und Dich­ tungsanordnung unter Verwendung des erfin­ dungsgemäßen Dichtungsrings und

Fig. 2 eine Ansicht, ähnlich Fig. 1, in welcher zwei weitere Ausführungsbeispiele des erfindungs­ gemäßen Dichtungsrings dargestellt sind.

In Fig. 1 ist eine Lager- und Dichtungsanordnung einer Welle 10 dargestellt. Die Welle 10 ist in einem Gehäuse 11 mittels eines üblichen Lagers 12 gelagert. In dem Gehäuse 11 ist ein Haltering 13 eingsetzt, welcher das Lager in seiner Position hält. Angrenzend an das Lager ist in üblicher Weise ein Simmerring 14 angeordnet, dessen Dichtlippe sich in radialer Richtung erstreckt und ein Austreten von Fett aus dem Lager 12 verhindert. Der Simmerring 14 ist nichtdrehbar in dem Gehäuse 11 angeordnet, wobei die Dichtlippe 15 sich in einer Relativbewegung zu einer Buchse 16, die mit der Welle 10 verbunden ist, befindet. An der Buchse 16 ist, beispiels­ weise mittels einer Schweißverbindung, ein Abdeckring 17 befestigt, welcher zu dem Gehäuse 11 einen geringen Abstand in Form eines Spaltes 18 aufweist. Zwischen dem Simmerring 14 und dem Abdeckring 17 ist der erfindungsgemäße Dichtungs­ ring angeordnet.

Der Dichtungsring umfaßt einen Trägerring 1, welcher auf die Buchse 16 aufgesetzt ist und einen scheibenförmigen Bereich 6 umfaßt, welcher sich im wesentlichen in radialer Richtung erstreckt. An dem radial außenliegenden Ende ist der Träger­ ring 1 mit einem Abschirmring 5 versehen, welcher eine Ring­ kante 7 aufweist, die einen geringfügigen Abstand zu dem relativ zu ihr bewegbaren Teil 8 des Simmerrings 14 auf­ weist. Durch den Spalt 18 und durch das Zusammenwirken der Ringkante 7 mit dem Teil 8 des Simmerrings 14 wird das Ein­ treten von größeren Schmutzpartikeln verhindert.

Der scheibenförmige Bereich 6 des Trägerrings 1 ist mit meh­ reren Ausnehmungen 3 versehen, welche bei dem gezeigten Aus­ führungsbeispiel konisch ausgebildet sind. In den Ausnehmun­ gen 3 sind Ansätze 4 einer Dichtlippe 2 angeordnet, so daß die Dichtlippe 2 formschlüssig an dem Trägerring 1 gehalten wird. Die Dichtlippe 2 ist aus einem elastischen Material gefertigt und befindet sich in Anlage an dem Simmerring 14, um ein Eintreten von Staub oder Schmutz in Richtung auf die Dichtlippe 15 des Simmerrings 14 zu verhindern.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel kann der Trägerring 1 in Form eines Kunststoffteils ausgebildet sein, welches mittels eines Spritzgußverfahrens gefertigt ist. In einem weiteren Spritzguß-Vorgang ist es möglich, anschließend die Dichtlippe 2 direkt an dem Trägerring 1 auszubilden, d. h. an diesen anzuspritzen. Dadurch ist es möglich, den erfin­ dungsgemäßen Dichtungsring besonders kostengünstig herzu­ stellen.

In Fig. 2 sind zwei weitere Ausführungsbeispiele des erfin­ dungsgemäßen Dichtungsringes dargestellt. Im übrigen ent­ spricht die Lager- und Dichtungsanordnung dem in Fig. 1 ge­ zeigten Ausführungsbeispiel, wobei gleiche Teile mit glei­ chen Bezugsziffern versehen wurden.

In Fig. 2 ist im rechten Teil ein Ausführungsbeispiel des Dichtungsringes dargestellt, bei welchem die Dichtlippe 2 zwei Dichtkanten 9 a und 9 b umfaßt, welche parallel zueinan­ der, d. h. in Form zweier konzentrischer Ringe, angeordnet sind. Durch diese Ausgestaltung ist es möglich, die Dicht­ wirkung wesentlich zu erhöhen.

Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Trägerring 1 in seinem Fußbereich eine größere Breite auf, während der scheibenförmige Bereich 6 nur mit einer geringen Breite versehen ist. Weiterhin sind die Ansätze 4 und die Ausnehmungen 3 nicht konisch ausgebildet, wobei es möglich ist, die Ansätze 4 zylinderisch oder rechteckig auszubilden. Da die Dichtlippe 2 nach der Herstellung des Trägerrings 1 an diesem angespritzt wird, sind an die Formgenauigkeit und Präzision der Ausnehmungen 3 des Trägerrings 1 keine beson­ deren Anforderungen zu stellen.

Die Fig. 2 zeigt in ihrem linken Teil ein Ausführungsbei­ spiel ähnlich dem im oberen Teil der Fig. 2 gezeigten Aus­ führungsbeispiel, bei welchem jedoch die Dichtlippe 2 ledig­ lich mit einer Dichtkante versehen ist, welche durch die Elastizität des Materials der Dichtlippe 2 in im wesentli­ chen axialer Richtung gegen den Simmerring 14 vorgespannt ist.

Die Erfindung ist nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt, vielmehr ergeben sich für den Fachmann insbeson­ dere hinsichtlich der Dimensionierung und Ausgestaltung des Dichtungsringes vielfältige Abwandlungsmöglichkeiten. So ist es erfindungsgemäß sowohl möglich, die Dichtlippe in axialer oder in radialer Richtung gegen ein Teil der Lageranordnung in Anlage zu bringen. Weiterhin ist es für den Fachmann möglich, die Materialauswahl in einem weiten Umfang zu variieren und den jeweiligen Anforderungsbedingungen anzu­ passen, wobei erfindungsgemäße insbesondere korrosionsun­ empfindliche Materialien verwendet werden können und wobei insbesondere die Dichtlippe aus einem besonders weichen oder elastischen Material hergestellt werden kann, während der Trägerring aus einem Material gefertigt ist, welches eine hohe Festigkeit gewährleistet.

Claims (13)

1. Dichtungsring mit einem Trägerring und einer an diesem angeordneten, elastischen, ringförmigen Dichtlippe, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerring (1) mit mehreren Ausnehmungen (3) versehen ist, in welchen An­ sätze (4) der Dichtlippe (2) angeordnet sind.

2. Dichtungsring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (3) konisch ausgebildet sind und sich von der Dichtlippe (2) weg erweitern.

3. Dichtungsring nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (3) in einem schei­ benförmigen Bereich (6) des Trägerrings (1) ausgebildet sind.

4. Dichtungsring nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerring (1) mit einem Ab­ schirmring (5) versehen ist, welcher sich im wesent­ lichen in die gleiche Richtung erstreckt, wie die Dicht­ lippe (2).

5. Dichtungsring nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschirmring (5) mit einer Ringkante (7) ver­ sehen ist, die in einem geringen Abstand von einem re­ lativ zum Dichtungsring bewegbaren Teil (8) anzuordnen ist.

6. Dichtungsring nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Abschirmring (5) in Richtung des ab­ zudichtenden Materialdurchtritts vor der Dichtlippe (2) angeordnet ist.

7. Dichtungsring nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerring (1) und die Dicht­ lippe (2) aus Kunststoff hergestellt sind.

8. Dichtungsring nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtlippe (2) zwei zueinander parallele elastische Dichtkanten (9 a, 9 b) umfaßt.

9. Dichtungsring nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtlippe (2) und der Abschirm­ ring (5) in axialer Richtung ausgerichtet sind.

10. Verfahren zur Herstellung eines Dichtungsringes mit einem Trägerring und einer an diesem angeordneten, elastischen, ringförmigen Dichtlippe, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in dem Trägerring (1) mehrere Ausnehmungen (3) ausgebildet werden und daß nachfolgend die Dicht­ lippe (2) mittels eines Spritzgußverfahrens an dem Trägerring (1) ausgeformt wird, wobei das Material der Dichtlippe (2) in die Ausnehmungen (3) eingebracht wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (1) mittels eines Spritzgußverfahrens aus Kunststoff gefertigt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeich­ net, daß die Ausnehmungen (3) des Trägerrings (1) konisch ausgebildet sind.

13. Verwendung des Dichtungsrings nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Abdichtung eines Lagers eines Kreisel einer Kreiselegge.