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Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Wellendichtungen, insbesondere auf Steinschutt oder Trümmer ausschließende Wellendichtungen, mit einer erhöhten Lebensdauer, die durch Minimierung der Reibungsberührung zwischen den drehenden und den feststehenden Dichtungsoberflächen und durch Einfangen von schmirgelnden Verunreinigungsteilen innerhalb eines porösen Filterelements erreicht wird.
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Vorbekannten Steinschutt oder Trümmer ausschließenden Dichtungen haften verschiedene Probleme an, die die Erzeugung übermäßiger Wärme durch Reibungsberührung zwischen den drehenden und den feststehenden Dichtungselementen einschließen. Diese Reibungswärme wird in erster Linie durch die relativ großen Berührungskräfte verursacht, die zwischen den drehenden und den feststehenden Dichtungselementen auftreten. Während diese großen Berührungskräfte als notwendig erachtet werden, um eine zuverlässige Abdichtung zu bewirken, haben sie sich als Ursache für einen raschen Verschleiß der sich berührenden Dichtungsoberflächen herausgestellt und haben zu einer wesentlich verkürzten Dichtungslebensdauer geführt.
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Ein Versuch, dieses Erwärmungsproblem zu lösen, besteht darin, eine Berührung zwischen den sich relativ zueinander drehenden Elementen durch Vorsehen eines kleinen Zwischenraums zwischen diesen zu vermeiden. Indessen bringt dieser Versuch ein anderes Problem mit sich, und zwar dahingehend, daß Steinschuttstücke oder Trümmer durchtreten können oder innerhalb des Zwischenraums eingefangen werden können. Dies resultiert in einem extrem raschen Verschleiß sowohl der Dichtungselemente als auch der drehenden Welle.
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Bisher wurde allgemein angenommen, daß sich durch Vorsehen einer Vielzahl von Eingreifpunkten zwischen den sich relativ zueinander drehenden Dichtungsoberflächen, um eine Vielzahl oder eine Reihe von sich relativ zueinander drehenden Dichtungselementen zu schaffen, eine wirksamere Barriere gegen Steinschutt oder Trümmer ergeben würde. Daher sehen bekannte Steinschutt- oder Trümmer-Ausschlußdichtungen im allgemeinen mehrere Berührungspunkte zwischen den sich relativ zueinander drehenden Dichtungselementen vor, um eine Reihe von Dichtungsflächen zu bilden. Indessen wirkt jeder Berührungspunkt als eine Quelle für Reibungswärme, die sich wie zuvor erläutert ungünstig auf die Dichtungslebensdauer auswirkt.
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Ein spezielles, schwieriges Dichtungsproblem tritt in solchen Anwendungsfällen auf, in denen Schmutzausschlußdichtungen merklichen Wellenauslenkungen und/oder Fehlausrichtungen zwischen Welle und Bohrung Rechnung tragen müssen. Vorbekannte Dichtungen haben sich in diesen Fällen nicht als wirksam erwiesen und sind von der Industrie nicht voll akzeptiert worden.
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Eine andere Unvollkommenheit, die bestehenden Schmutzausschlußdichtungen anhaftet, besteht in der Schwierigkeit des richtigen und genauen Ausrichtens des stationären Dichtungselements in bezug auf das sich drehende Dichtungselement während des Einbaus der Dichtungsanordnung, nämlich deren Anordnung um eine Welle herum.
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In Fällen, in denen die Dichtung hydrodynamische Eigenschaften aufweist, tritt häufig ein zusätzliches Problem auf. Während der hydrodynamische Pumpeffekt dazu dient, Schmiermittel an einem Durchtreten hinter die Dichtungslippe zu hindern, wird ein Unterdruck erzeugt, der dazu führt, daß Luft aus der Umgebung auf der trockenen Seite oder Luftseite der Dichtung unter die Lippe gezogen oder gesaugt wird. Wenn die Luft irgendwelche Verunreinigungen, beispielsweise Staubpartikel, enthält, werden diese Verunreinigungen ebenfalls unter die Dichtungslippe gezogen. Dies beschleunigt nicht nur den Lippenverschleiß und verringert die Dichtungs-Lebensdauer, sondern führt auch zu verunreinigtem Schmiermittel und/oder einem Verschleiß der inneren bewegten Teile.
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Wenn eine Dichtung eine hydrodynamische Wirkung zeigt, wird eine überraschend hohe Druckdifferenz über der Dichtungslippe erzeugt. Wie angemerkt, wird ein Unterdruck auf der Lufseite oder der trockenen Seite der Dichtung erzeugt, während ein umgebender Druck innerhalb der nassen oder inneren Seite der Dichtung besteht. Dieser Zustand kann zu großen Berührungskräften zwischen der Lippe und der Welle führen, wenn ein luftdichter Abschluß dazwischen gebildet ist. Die Berührungskraft kann dadurch verringert werden, daß einer kleinen Menge von Luft gestattet wird, hinter die Dichtungslippe gezogen zu werden, so daß die Druckdifferenz minimiert wird. Indessen tritt durch das Einziehen von Luft hinter die Dichtungslippe das Problem der Verunreinigung auf.
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Darüber hinaus erzeugen große Berührungskräfte, deren Entstehungsgründe zuvor erläutert wurde, eine übermäßige Reibungswärme. In manchen Fällen wird die erzeugte Wärme zwischen der Welle und der Lippe so groß, daß das Schmiermittel, welches gegen und hinter die Lippe strömt, zusammenbricht und karbonisiert wird. Dieses karbonisierte Schmiermittel haftet dann an der Lippe und/oder der Welle und bildet eine Ablagerung von aufgebautem oder gehärtetem Kohlenstoff. Dieses Aufbauen verhindert dann die kontinuierliche Berührung zwischen der Lippe und der Welle und führt zu einem Dichtungsleck.
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Dementsprechend besteht ein Bedarf für eine Verbund-Schmutzausschlußwellendichtung, die die Erzeugung von Reibungswärme durch Verringern der Berührungskraft zwischen den sich relativ zueinander drehenden Dichtungsflächen minimiert, um dadurch die Dichtungslebensdauer zu verlängern und die Wellenoberfläche zu schützen.
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Es besteht auch ein Bedarf für eine Dichtung, die Verunreinigungen, wie Staubpartikel, daran hindert, hinter die Dichtungslippe durchzutreten, insbesondere in solchen Fällen, in denen die Dichtung einen hydrodynamischen Effekt aufweist, und trotzdem große Berührungskräfte zwischen der Dichtungslippe und der Welle vermeidet.
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Die vorliegende Erfindung ist entstanden, um die zuvor genannten Forderungen zu erfüllen, und sie hat daher in erster Linie die Aufgabe, eine Verbund-Schmutzausschlußwellendichtung zu schaffen, die eine verlängerte Lebensdauer aufweist und ein verbessertes Verhalten zeigt, und zwar insbesondere in solchen Anwendungsfällen, in denen extrem staub- und schmutzbehaftete Betriebsbedingungen vorherrschen. Typische Anwendungsfälle enthalten sowohl Vorderkurbelwellen-Dichtungen von Geländemaschinen als auch Antriebswellen und Achsdichtungen für Erdbewegungsmaschinen.
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Eine andere Aufgabe für die vorliegende Erfindung besteht darin, eine schmutzausschließende Wellendichtung zu schaffen, die die Berührungskräfte zwischen den sich relativ zueinander drehenden Dichtungselementen minimiert, um so die Erzeugung von Reibungswärme zu minimieren und dementsprechend die Verschleiß bewirkende Kraft der Dichtung auf der Welle zu verringern.
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Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine schmutzausschließende Wellendichtung zu schaffen, die eine einzige Berührungslinie zwischen einem stationären Dichtungsgehäuse und einer drehenden Dichtungslippe verwendet, um auf diese Weise die Reibungswärme weiter zu verringern.
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Eine weitere Aufgabe besteht darin, von Luft herangetragene Partikel an einem Berühren der Dichtungslippe zu hindern und solche Partikel daran zu hindern, unter die Lippe gezogen zu werden, insbesondere in solchen Fällen, in denen die Partikel durch einen Unterdruck, der durch hydrodynamische Effekte erzeugt wird, in Richtung auf die Lippe angezogen werden.
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Eine weitere Aufgabe für die vorliegende Erfindung besteht darin, die Handhabbarkeit, den Einbau und die Ausrichtung einer schmutzausschließenden Wellendichtung um eine Welle herum zu verbessern.
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Schließlich besteht die Aufgabe darin, eine schmutzausschließende Dichtung zu schaffen, die wirksam sowohl deutlichen Beträgen von Wellenausschlägen als auch einer deutlichen Fehlausrichtung zwischen dem Dichtungsbohrungsgehäuse und der Welle Rechnung tragen kann.
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Die vorliegende Erfindung ist allgemein auf eine Verbund-Schmutzausschlußdichtung gerichtet, die ein statisches Ausschlußelement enthält, das in begrenzter Berührung mit einem rotierenden Ausschlußelement angeordnet ist. Das rotierende Element ist auf eine Welle gedrückt oder mit dieser verklebt, um sich dadurch mit der Welle zu drehen. Diese zusammenwirkenden Dichtungselemente schaffen eine anfängliche oder primäre Barriere, um Verunreinigungen, wie Staub und Abriebpartikel, von dem Inneren der Dichtung fernzuhalten. Die Verunreinigungen werden auf diese Weise an einem Durchtreten von der Umgebung der Dichtung zu dem inneren Bereich innerhalb der Dichtung gehindert, in dem Schmiermittel oder Lageroberflächen vorhanden sind.
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In die Dichtung kann eine zweite Barriere eingebaut sein, um weiter den Durchtritt von Verunreinigungen durch diese zu verhindern. Die zweite Barriere kann die Form eines Schaums oder eines filzunterlegten Filters haben, der einen inneren Teil des rotierenden Elements berührt oder nahezu berührt. Im Inneren der ersten und/oder der zweiten Barriere können zusätzliche Dichtungslippen vorgesehen sein, um als herkömmliche Schmiermitteldichtungen zu dienen. Diese herkömmlichen Dichtungselemente können kleineren Mengen von umgebender Luft gestatten, hinter die Dichtungslippe einzutreten, um so das Auftreten übermäßiger Kräfte zwischen der Lippe und der Welle zu verhindern und trotzdem kein Durchtreten von Verunreinigungen hinter die Lippe zu gestatten. Dies ist wegen des Vorhandenseins des Filters möglich, das die von der Luft herangetragenen Verunreinigungen einfängt, bevor sie die Dichtungslippe berühren, so daß nur saubergefilterte Luft die Innenseite der Dichtungslippe erreicht.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer Figuren, in denen jeweils gleiche oder sich entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, beschrieben. Aus der Beschreibung sind weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung ersichtlich.
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1 zeigt eine Teilaxialschnittansicht einer herkömmlichen Drehwellen-Lippendichtung nach dem Stand der Technik, die mit einer Steinschutt- oder Trümmer-Ausschlußlippe einer bekannten Konstruktion versehen ist.
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2 zeigt eine Teilaxialschnittansicht einer Verbund-Ausschlußlippendichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
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3 zeigt eine Teilschnittansicht eines auf einer Welle sitzenden Abschnitts der Verbund-Ausschlußlippendichtung gemäß 2, wobei die genaue Positionierung eines Gehäuseflansches in gestrichelter Darstellung veranschaulicht ist.
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4 zeigt eine Teilschnittansicht eines alternativen Ausführungsbeispiels der Verbund-Ausschlußlippendichtung, die mit einer Polytetrafluoräthylen-Radiallippendichtung kombiniert ist.
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5 zeigt eine Teilschnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der Verbund-Ausschlußlippendichtung, die mit einer herkömmlichen gummiartigen Radiallippendichtung kombiniert ist.
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6 zeigt eine Teilschnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der Verbund-Ausschlußlippendichtung, das mit einem sekundären Filterelement ausgestattet ist, um von Luft herangetragene Verunreinigungsteile einfangen zu können.
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7 zeigt eine Teilschnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der Verbund-Ausschlußlippendichtung, das mit einem sekundären Filterelement ausgestattet ist, um von Luft herangetragene Verunreinigungsteile einfangen zu können.
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Wie 1 zu entnehmen ist, enthält eine herkömmliche einteilige, schmutzausschließende Wellendichtung 1 eine Schmutzausschlußlippe 3 und eine Öldichtungslippe 5, wobei beide Lippen an einer drehenden Welle 7 anliegen. Diese herkömmliche Konstruktion ist von dynamischen Vorgängen zwischen den Lippen und der Welle abhängig, um eine ausreichende Dichtung aufrechtzuerhalten. Die Schmutzausschlußlippe 3 läuft auf einem Ölfilm, der Staubpartikel aus der Luft anziehen kann. Wenn sich das Öl und die Staubpartikel vermischen, bildet sich ein schmirgelartiger Schlamm, der den Verschleiß der Dichtung beschleunigt und zu Dichtungsfehlern führt.
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Im Betrieb wird durch die Reibung zwischen den Lippen 3, 5 der Dichtung und der Welle 7 Wärme erzeugt. Die durch die Schmutzausschlußlippe 3 erzeugte Reibungswärme wird längs der Welle übertragen und erhöht die Wellentemperatur auf einen Wert oberhalb des Wertes, der sich aus der alleinigen Verwendung der Öldichtungslippe 5 ohne Vorhandensein der Schmutzausschlußlippe 3 ergeben würde. Darüber hinaus wird Reibungswärme, die durch die Öldichtungslippe erzeugt wird, auf die Welle übertragen und erhöht die Wellentemperatur nahe der Schmutzausschlußlippe. Diese erhöhte Wellentemperatur wirkt sich nachteilig auf die Lebensdauer jeder der Lippen aus und verringert dementsprechend die effektive Lebensdauer der Dichtung. Die Wärme aus der reibenden Berührung mit der Welle verursacht, daß das gummiartige oder polymere Lippenmaterial hart und brüchig wird und gegebenfalls platzt und bricht, um dadurch ein Leck zu verursachen.
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Wie aus 2 ersichtlich ist ein grundsätzliches Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung auf eine zweiteilige Verbund-Wellendichtung 9 gerichtet, die auf eine Welle 7 gesetzt ist und mit Paßsitz in der Bohrung eines Dichtungsgehäuses 11 befestigt ist. Die Verbund-Wellendichtung enthält ein ringförmiges Gehäuseteil 13 und ein ringfömiges Wellendichtungsteil 15. Das Wellendichtungsteil ist typischerweise auf die Welle aufgedrückt oder mit dieser verklebt und dreht sich mit der Welle, während das Gehäuseteil unbeweglich in dem Dichtungsgehäuse 11 oder der Bohrung sitzt.
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Das Wellendichtungsteil 15 kann aus irgendeinem geeigneten nichtmetallischen Maschinenbauwerkstoff, beispielsweise einem gummiartigen oder thermoplastischen Material gebildet sein. Bevorzugte Materialien enthalten karbonisiertes Nitril und sind im höchsten Maße widerstandsfähig gegen Abrieb, können hohen Betriebstemperaturen widerstehen, sind leicht gießbar und weisen eine gute Widerstandsfähigkeit gegen chemische Einflüsse auf. Das Gehäuseteil 13 ist vorzugsweise zum Zwecke einer wirksamen Wärmeleitung von dem Wellendichtungsteil 15 in Richtung auf das Dichtungsgehäuse 11, von dem die zugeführte Wärme ohne Erhöhung der Temperatur der Welle abgeführt wird, aus einem metallischen Material gebildet.
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Das Wellendichtungsteil 15 ist mit einer ringförmigen Verbindungsnut 7 versehen, die nicht nur ein Außereingriffkommen der Teile 13 und 15 vor dem Einbau verhindert, sondern auch beim Einbau der Verbund-Wellendichtung hilfreich ist. Die Verbindungsnut 17 dient nämlich dazu, das Wellendichtungsteil 15 in bezug auf einen radialen Flansch 19 des Gehäuseteils auszurichten. Das radiale innere Ende 20 des Flansches wird beim Einbauen genau und automatisch zwischen den sich radial erstreckenden Wänden 21, 21 der Verbindungsnut 17 positioniert. Wenn überhaupt wird eine nur geringfügige zusätzliche Ausrichtung erforderlich sein, wenn die Verbund-Wellendichtung erst einmal in ihr Gehäuse eingesetzt ist.
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Ein wichtiges Merkmal der Verbund-Wellendichtung besteht aus den relativen axialen Breiten der Verbindungsnut 17 und des Flansches 19. Um eine unerwünschte Berührung zwischen den inneren Wänden 21 der Verbindungsnut 17 und den Oberflächen des Flansches zu vermeiden oder deren Wahrscheinlichkeit zu verringern, sollte die Breite A des Flansches geringer als die Beite B der Verbindungsnut sein. Darüber hinaus sollte ein Zwischenraum C zwischen der radial am weitesten innen liegenden Fläche des Flansches und der Bodenfläche der Verbindungsnuten aufrechterhalten werden, um eine Berührung zwischen diesen Flächen im Falle einer übermäßigen radialen Wellenauslenkung und/oder einer übermäßigen radialen Wellenschwingung zu verhindern.
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Um ein Abfallen des Wellendichtungsteils 15 von dem Gehäuseteil 13 zu verhindern, ist die Verbindungsnut 17 durch ringförmige Rippen oder Vorsprünge 23 begrenzt. Diese Vorsprünge sind, während sie vorzugsweise aus einem elastischen Material gebildet sind, in radialer Richtung kurz und in axialer Richtung dick, um einer axialen Auslenkkraft aufgrund einer Berührung mit dem radial inneren Ende des Flansches 19 zu widerstehen. Eine derartige Berührung kann während des Hantierens mit der Dichtung und des Einbaus derselben auftreten. Wenn die Dichtung jedoch erst einmal korrekt eingebaut worden ist, ist eine derartige Berührung durch die zuvor angegebene Dimenisonierung verhindert oder zumindest wenig wahrscheinlich.
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Das Wellendichtungsteil 15 ist desweiteren mit einem radial nach außen vorstehenden Lippenelement 25 versehen. Wie aus 3 ersichtlich kann das Lippenelement mit einem relativ dünnen und elastischen Endabschnitt 27 ausgebildet sein. Ein Rand 29 des Endabschnitts erstreckt sich axial in Richtung und über die Verbindungsnut 17 in einem Ausmaß, das die genaue Einhaltung eines Bereichs des Berührungsdrucks zwischen dem Rand und einem äußeren Oberflächenabschnitt des Flansches sicherstellt. Die Berührungskraft sollte in den meisten praktischen Anwendungsfällen von angenähert 14 g bis 700 g reichen.
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Durch diese Dimensionierung des Flansches, der Verbindungsnut und des Randes wird ein weiterer Vorteil erzielt. Durch Sicherstellung eines vorgespannten Festsitzes des Randes 29 auf dem Flansch 19 kann, wie in 3 gezeigt, ein axiales Spiel der Welle 7 über eine Strecke X nicht zu einem Verlust der Berührung zwischen dem Rand 29 und dem Flansch 19 innerhalb eines der Strecke X entsprechenden Toleranzbereichs führen. Der Grad des Festsitzes kann abhängig von den akzeptierbaren Grenzwerten der Berührungskraft und des Wellenspiels variieren.
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Im Falle einer Wellenauslenkung oder einer Wellenschwingung wird die Berührung zwischen dem Rand 29 und dem Flansch 19 aufrechterhalten, da sich eine relative radiale Bewegung zwischen diesen Dichtungsteilen nicht die axial gerichtete Dichtungsberührungskraft zwischen diesen auswirkt. Dies ist indessen bei einer herkömmlichen Dichtung, wie sie beispielhaft in 1 gezeigt ist und deren Dichtungswirkung auf radialen Dichtungskräften beruht, nicht der Fall. Die axialen Abmessungen D u. E des Lippenelements 25 bzw. des Endabschnitts 27 sollten im allgemeinen geringer als die Dicken F, G jedes der radialen Vorsprünge 23 sein, so daß der spezifizierte Bereich des leichten Berührungsdrucks zwischen dem Rand 29 und dem Flansch 19 beibehalten werden kann.
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Bei Vorsehen einer einzigen Umfangslinie oder eines einzigen Umfangsbandes einer kontinuierlichen Berührung zwischen dem Rand 29 und dem Flansch 19 wird ein eindeutiger Vorteil dadurch erzielt, daß die Reibungswärme, die längs dieser ringförmigen Berührungslinie erzeugt wird, auf eine einzige Quelle und einen einzigen Ort beschränkt ist und somit in ausreichender Weise kontrolliert und deutlich verringert ist. Wenn überhaupt wird nur wenig Wärme von diesem Berührungsbereich aus auf die Welle übertragen. Darüber hinaus muß diese Berührungsstelle nicht geschmiert werden, so daß eine Anziehung und Ansammlung von durch die Luft herangetragenen partikelartigen Verunreinigungen durch Öl oder dergl. vermieden ist.
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Der Einbau der Verbund-Wellendichtung wird durch deren Konstruktion vereinfacht. Die Dichtung wird einfach in herkömmlicher Weise axial in das Dichtungsgehäuse 11 gedrückt, nachdem das Wellendichtungsteil unter radialem Dehnen über die Welle gezogen worden ist. Die radialen Vorsprünge 23 des Wellendichtungsteils verhindern aufgrund der relativ großen Biegefestigkeit, die durch die geringe Höhe und die große axiale Breite der Vorsprünge gegeben ist, dessen Außereingriffkommen aus dem Gehäuseteil. Wenn sie erst einmal in der Bohrung des Dichtungsgehäuses 11 sitzen, kann entweder das Gehäuseteil oder das Wellendichtungsteil axial verschoben werden, falls dies gewünscht ist, um eine einzige Punktberührung zwischen diesen bei dem Rand zu erreichen. Demzufolge kann das radial innere Ende 20 des Flansches 19 ohne Berührung innerhalb der Verbindungsnut 17 während des Betriebs ausgerichtet werden.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in 4 gezeigt, bei dem das Gehäuseteil 13 radial und axial bei 31 abgestuft ist, um einen ringförmigen Montagevorsprung 33 zu schaffen, gegen den in an sich bekannter Weise ein Polytetrafluoräthylen(PTFE)-Lippenelement 35 geklemmt ist. Zwischen dem Lippenelement und einem Klemmelement 39 ist ein Dichtungsring 37 vorgesehen, um in einer herkömmlichen Dichtungsringanordnung ein Leck zu vermeiden.
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5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem eine gummiartige Dichtungslippe 41 mit dem Gehäuseteil in einer gemeinsamen Konfiguration verbunden ist. Sowohl aus 4 als auch aus 5 ist ersichtlich, daß die Reibungswärme, die durch den Schmutzausschlußabschnitt der Dichtung entwickelt wird, auf den Flansch 19 beschränkt ist. Diese Wärme wird von dem Metallflansch auf das Dichtungsgehäuseteil übertragen, wo sie ohne nachteilige Einwirkung sowohl auf das Lippenelement 35 als auch die Dichtungslippe 41 abgeführt wird.
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Da die meisten gummiartigen und thermoplastischen Materialien einer Wärmeübertragung widerstehen, wird wenn überhaupt nur wenig Wärme durch das Lippenelement 25 des Wellendichtungsteils zu der Welle übertragen. Dies erhöht deutlich die Lebensdauer der Dichtungen und schützt die Wellen. Darüber hinaus verringert der geringe Berührungsdruck zwischen dem ausladenden Rand 29 des Lippenelements 25 und dem Flansch die Reibungswärmeerzeugung der Dichtungen noch mehr.
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Eine Weiterbildung der Erfindung ist in 6 gezeigt. Obgleich die in 6 gezeigte Dichtungskonstruktion ähnlich derjenigen gemäß 4 erscheint, ist eine merkliche Verbesserung in der Konstruktion gemäß 6 enthalten. Während dieses Ausführungsbeispiel einen primären Staubausschlußabschnitt enthält, der aus einem ringförmigen Wellendichtungsteil 15 und einem Flansch 19 wie zuvor beschrieben besteht, ist ein sekundäres ringförmiges, poröses Filterelement 45 zwischen die Stufe oder den Montagevorsprung 33 des metallischen Gehäuseteils 13 und das Lippenelement 35 mit dem inneren Gehäuse oder Klemmelement 39 eingeklemmt.
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Ein oder mehrere Dichtungsringe 47 können zwischen das Filter und das Gehäuse und/oder zwischen das Filter und das Lippenelement geklemmt sein. Die Dichtungsringe, vorzugsweise Gummidichtungsringe, hindern das Schmiermittel an einem Durchtreten zwischen dem radial am weitesten außenliegenden Ende des Lippenelements 35 und dem Gehäuseteil 13. Dies verhindert wiederum, daß Schmiermittel durch das Schaumfilterelement durchtritt und dessen Wirksamkeit herabsetzt.
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Als eine sekundäre Barriere gegen Staub und andere partikelartige Verunreinigungen ist das Filterelement 45 so angeordnet, daß es in Berührung mit dem rotierenden Wellendichtungsteil 15 steht oder zumindest eng an diesem anliegt. Das Filterelement 45 ist vorzugsweise aus einem filzunterlegten Polyurethan-Schaum gebildet, da Polyurethan-Schaum einen augezeichneten Widerstand gegen Abrieb zeigt und eine lange Betriebslebensdauer sicherstellt. Die Porengröße des Schaums liegt vorzugsweise in dem Bereich von 1 bis 500 Mikron.
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Wie aus 6 weiter ersichtlich, ist das Lippenelement 35 mit spiralförmigen Nuten oder Schlitzen 49 zum Erzeugen einer hydrodynamischen Pumpwirkung versehen, die dazu führt, daß Schmiermittel nach innen gepumpt wird. Diese Pumpwirkung führt dazu, daß ein Unterdruck in dem Bereich um die äußere Seite der Lippe bei 53 erzeugt wird. Dieser Unterdruck führt wiederum dazu, daß partikelartige von der Luft herangetragene Verunreinigungen hinter die Schmutz und Staub ausschließenden Elemente 15 und 19 gezogen werden.
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Durch Anordnen des Filterelements 45 zwischen den Staub ausschließenden Elementen 15 u. 19 und dem Lippenelement 35 werden sämtliche partikelartigen Stoffe, die hinter die erste Verunreinigungen ausschließende Barriere 15, 19 gezogen werden, in die Poren des Filterelements 45 eingebettet und an einem Erreichen des Schmiermitteldichtungs-Lippenelements 35 gehindert werden. Dies erhöht deutlich die Lebensdauer der Dichtung und gestattet, die Berührungskräfte zwischen dem Lippenelement 35 und der Welle 7 zu verringern.
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Um Verunreinigungen an einem Eingezogenwerden hinter das Lippenelement 35 zu hindern, müssen vorbekannte Konstruktionen große Berührungskräfte zwischen der Lippe und der Welle aufrechterhalten, um so einen luftdichten Abschluß zu bilden. Versuche in dieser Richtung sind häufig fehlgeschlagen, weil die Lippe bei hohen Drehzahlen nicht in der Lage ist, die Berührung mit der Welle aufrechtzuerhalten und daher Verunreinigungen zu der Schmiermittelseite der Dichtung durchtreten können. Desweiteren können die hohen Berührungskräfte, die durch die hydrodynamisch erzeugte Druckdifferenz hervorgerufen werden, das Schmiermittel wie zuvor ausgeführt karbonisieren.
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Die Dichtung, die in 6 gezeigt ist, muß nicht und erhält vorzugsweise nicht einen luftdichten Abschluß aufrecht. Sie erhält vielmehr eine leichte Berührung aufrecht, um einer geringen Menge gefilterter Luft zu gestatten, hinter das Lippenelement 35 zu strömen. Diese Luftströmung dient dazu, eine hydrodynamisch erzeugte Druckdifferenz zu neutralisieren und unterbindet dadurch übermäßige Lippen/Wellen-Berührungskräfte.
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Wie in 7 gezeigt kann eine Zweistufendichtung ohne das Lippenelement 35 verwendet werden, um so nur als eine Staubschutzvorrichtung zu fungieren. Desweiteren kann das Filterelement 45 zusammen mit irgendeinem der in den 2, 4 oder 5 gezeigten Ausführungsbeispiele benutzt werden. Es ist auch möglich, das Filterelement 45 mit dem rotierenden Wellendichtungsteil 15 zu verbinden, statt es in dem metallischen Gehäuseteil 13 einzuklemmen oder es mit letzterem zu verbinden.
