DE3929065A1 - Ringwellendichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Radialwellendichtung, bestehend aus mindestens einem scheibenförmigen Metallstützkörper, ggf. mit einem zylindrischen Rand und einem am Metallstütz­ körper anliegenden, aus elastischem Werkstoff bestehenden Dichtkörper mit einem scheibenförmigen Membranteil mit einer zentralen, nach vorn oder hinten gerichteten konischen Dichtlippe und ggf. einem zylindrischen Rand am Umfang des Dichtkörpers.

Radialwellendichtungen dieser Art sind allgemein bekannt, z. B. durch verschiedene Ausführungsformen der Fa. VREDE- STEIN.

Je nach der Größe der Druckbelastung auf die Dichtmembran und die Dichtlippe wird letztere mit ihrer inneren Mantel­ fläche mehr oder weniger gegen die umlaufende, abzudichtende Welle gedrückt. Im Extremfall verformt sich die konische Dichtlippe zu einem zylindrischen Stutzen und liegt mit ihrer gesamten Innenmantelfläche auf der Welle. Dies wiederum führt zu einer höchst unerwünschten Flächenberüh­ rung, bei der es bei rotierenden Wellen, insbesondere bei sehr hohen Drehzahlen zu einem sprunghaften Anstieg der Schubspannungen kommt. Gleichzeitig wird der rückwärtige Teil der Dichtlippe in den Ringspalt zwischen dem Metall­ stützkörper und der Welle eingezogen, was leicht zum Abreißen der Dichtlippe von der Dichtmembran führen kann. Darüber hinaus ergeben sich starke Verschleißerscheinungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Radialwellen­ dichtung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß die beschriebenen Schwierigkeiten nicht auftreten, daß vielmehr die Dichtung sehr hohe Druckbelastungen bei relativ geringen Schubbelastungen und geringen Verlustleistungen aufzunehmen in der Lage ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Die Anordnung der Stützkante bewirkt, daß bei zunehmender Druckbelastung die Stützkante die Wellenoberfläche berührt und zwischen der Stützkante und dem vorderen Ende der Dichtlippe eine geschlossene, in der Regel fetterfüllte Vorkammer gebildet wird. Selbst bei hoher Druckbelastung wird hierdurch ein flächiges Anlegen der Dichtlippe an der Welle verhindert.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich durch die Merkmale der Unteransprüche. Insbesondere dadurch, daß die Stützkante mit Abstand vor der Anlagefläche des Metallstütz­ körpers angeordnet ist, wird das extrusionsartige Einziehen der Dichtlippe in den Ringspalt zwischen Welle und Metall­ stützkörper vermieden.

Nachstehend ist die Erfindung anhand der Zeichnung bei­ spielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Teil einer zweilippigen Ringwellendichtung im Längsschnitt

Fig. 2 eine Einzelheit der Ringwellendichtung der Fig. 1 in vergrößertem Maßstab, ohne Druckbelastung und

Fig. 3 die Einzelheit der Fig. 2 unter Druckbelastung.

Fig. 1 zeigt eine Ringwellendichtung in einer Ausführung als zweilippige Dichtung, wobei beide Dichtlippen in unter­ schiedliche axiale Richtungen weisen.

Auf einer umlaufenden Welle 1 sitzt eine erfindungsgemäße Radialwellendichtung 2, die einen Ringspalt zwischen der Welle 1 und einem Lager 3 gegenüber einem davor befindlichen Medium 4 abdichtet.

Die Ringwellendichtung 2 besteht aus mindestens einem, im vorliegenden Fall aus zwei scheibenförmigen Metallstützkör­ pern 5 und 6, wobei der Metallstützkörper 5 einen mit ihm einstückig verbundenen, zylindrischen äußeren Rand 7 auf­ weist, der sich an der Vorderseite des nur scheibenförmigen Metallstützkörpers 6 abstützt. Beide Metallstützkörper weisen jeweils eine zentrale Bohrung 8, 9 auf, die größer ist als der Außendurchmesser der Welle 1.

Jedem der beiden Metallstützkörper 5, 6 ist ein Dichtkörper 10 bzw. 11 aus elastischem, vorzugsweise elastomerem Werkstoff zugeordnet.

Der Dichtkörper 10 besteht aus einer eine zentrale ßohrung aufweisenden, scheibenförmigen Dichtmembran 12 mit einem äußeren, nach rückwärts gerichteten zylindrischen Rand 13 und mit einer zentralen, von der Bohrung ausgehenden konisch nach vorn sich verjüngenden Dichtlippe 14, deren Dichtkante 15 auf der Welle 1 aufliegt.

Der Rand 13 des Dichtkörpers 10 ist axial gleichsinnig auf den Rand 7 des zugeordneten Metallstützkörpers 5 aufgezogen, so daß die scheibenförmige Dichtmembran 12 des Dichtkörpers 10 dicht an der Anlageseite des Metallstützkörpers 5 anliegt.

Wie die Zeichnung erkennen läßt, weist die scheibenförmige Dichtmembran 12 eine in Richtung zur Welle 1 über die Innenseite der Dichtlippe 14 vorstehende ringförmige Verlän­ gerung mit einer Stützkante 16 auf, deren Innendurchmesser in unbelastetem Zustand etwas größer ist, als derjenige der Dichtkante 15. Die Stützkante 16 hat einen prismatischen Querschnitt und liegt mit Abstand vor der Anlagefläche des Metallstützkörpers 5.

Der Metallstützkörper 6 ist lediglich als Scheibe mit einer zentralen Bohrung 9 ausgebildet. An seiner Rückseite liegt die scheibenförmige Dichtmembran 17 des Dichtkörpers 11 an, dessen einstückig mit der Dichtmembran 17 verbundener, nach vorn gerichteter zylindrischer Rand 18 über den Außenumfang des Metallstützkörpers 6 und den Rand 13 des Dichtkörpers 10 gespannt ist.

Der Dichtkörper 11 weist eine von der scheibenförmigen Dichtmembran 17 ausgehende, nach rückwärts gerichtete, sich konisch verjüngende Dichtlippe 19 auf, deren Dichtkante 20 auf der Welle 1 aufliegt. Auch beim Dichtkörper 11 ist die scheibenförmige Dichtmembran 17 in Richtung auf die Welle 1 über die Innenseite der Dichtlippe 19 verlängert und weist dort eine im Querschnitt prismatische Stützkante 21 auf, deren Innendurchmesser etwas größer ist als der Durchmesser der Dichtkante 20.

Die beiden Dichtkanten 15, 20 sowie die Metallstützkörper 5, 6 schließen einen Raum 22 ein, der mit einem Gleitmittel, z. B. Fett, erfüllt sein kann.

Die Ringwellendichtung kann auch abweichend von dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel gestaltet sein. So können die Dichtlippen einer zweilippigen Dichtung auch gleichge­ richtet sein. In diesem Fall ist die zentrale Bohrung des Metallstützkörpers 6 so groß, daß die Dichtlippe durch sie hindurchragen kann. Auch kann die Dichtung nur aus einem Metallschutzkörper mit aufgezogenem oder angelegtem Dicht­ körper 10 oder 11 bestehen.

Fig. 2 zeigt den vorderen Teil der in Fig. 1 dargestellten Ringwellendichtung in unbelastetem Zustand. Fig. 3 zeigt den gleichen Teil in belastetem Zustand.

Gemäß Fig. 1 endet der Innendurchmesser der Stützkante 16 mit Abstand von der Welle 1.

Wird die Dichtung gem. Fig. 1 mit einem Druck P vom Medium 4 beaufschlagt, so verformt sich der Dichtkörper 10 derart, daß die konische Dichtlippe 14 immer flacher an die Welle 1 zu liegen kommt. Daß die konische Dichtlippe dabei nicht zum zylindrischen Stutzen verformt wird, verhindert die Stütz­ kante 16, die bei Druckbelastung auf der Welle 1 aufsetzt und vom Raum 22 eine geschlossene Vorkammer 23 abteilt. Das darin befindliche, unter Kompressionsdruck stehende Fettpol­ ster wirkt der Verformung der Dichtlippe 14 entgegen. Der Dichtkörper 10 greift praktisch nur in Linienberührung mit der Dichtkante 15 und der Stützkante 16 an der Welle 1 an, so daß nur eine minimale Reibungs- und Verschleißbeanspru­ chung vorliegt.

Vorzugsweise liegt die Stützkante 16 mit Abstand vor der Anlageseite des Metallstützkörpers 5. Hierdurch wird vermie­ den, daß sich der Dichtkörper 10 extrusionsartig in den Ringspalt zwischen Metallstützkörper 5 und Welle 1 drückt.

Bei Druckentlastung der Dichtung hebt sich die Stützkante 16 von der Welle 1 ab, wobei sich die Vorkammer 23 wieder zum Raum 22 öffnet. Unter der Wirkung der Zentrifugalkraft gelangt dann zusätzliches Fett wieder in den Bereich der Vorkammer 23.

Claims (3)

1. Radialwellendichtung, bestehend aus mindestens einem scheibenförmigen Metallstützkörper, ggf. mit einem zylin­ drischen Rand an seinem Umfang und einem am Metallstütz­ körper anliegenden, aus elastischem Werkstoff bestehenden Dichtkörper mit einer scheibenförmigen Dichtmembran mit einer zentralen, nach vorn oder hinten gerichteten konischen Dichtlippe und ggf. einem zylindrischen Rand am Umfang des Dichtkörpers, dadurch gekennzeichnet, daß die scheibenförmige Dichtmembran (12, 17) eine über die Innenseite der Dichtlippe (14, 19) hinausgehende, ringförmige Verlängerung mit einer Stützkante (16, 21) aufweist, deren Innendurchmesser in unbelastetem Zustand der Ringwellendichtung (2) etwas größer ist, als der Innendurchmesser der Dichtkante (15, 20) der Dichtlippe (14, 19).

2. Radialwellendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Stützkante (16, 21) ein prismatisches Profil aufweist.

3. Radialwellendichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützkante (16, 21) mit Abstand vor der Anlageseite des Metallstützkörpers (5, 6) liegt.