DE4005007A1 - Radialdichtring und dichtungssystem fuer wellen, insbesondere fuer hohe wellendrehzahlen und hohen oeldruck - Google Patents
Radialdichtring und dichtungssystem fuer wellen, insbesondere fuer hohe wellendrehzahlen und hohen oeldruckInfo
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Description
Die Erfindung betrifft Radialdichtringe nach den
Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 5 sowie ein
Dichtungssystem nach dem Oberbegriff des Anspru
ches 10 für Wellen, insbesondere für hohe Wellen
drehzahlen und hohem Öldruck.
Dichtungssysteme und Radialdichtringe für Wellen
im allgemeinen sollen verhindern, daß an der
Stelle, an der eine sich drehende Welle aus einem
Maschinengehäuse ins Freie oder von einem Gehäu
seteil in den anderen tritt, die im Maschinenge
häuse enthaltene Flüssigkeit, insbesondere Ma
schinenöl, austritt.
Es ist bekannt, zur Erfüllung dieser Erforder
nisse Radialdichtringe zu verwenden, die mindes
tens eine, idR jedoch mehrere Dichtlippen aufwei
sen, die nach innen in Richtung auf die abzudich
tende Welle weisen, und die Abdichtung dadurch
sicherstellen, daß sie auf der Oberfläche der
sich drehenden Welle gleiten. Der für eine ord
nungsgemäße Abdichtung erforderliche Anpreßdruck
der Dichtlippen wird dabei durch eine ringförmig
in die Radialdichtung eingelagerte Schlauchfeder
sichergestellt, die eine radiale Kraftwirkung auf
die Dichtlippen ausübt. Je nach Einsatzzweck kön
nen derartige Radialdichtringe noch mit einer lo
se auf die sich drehende Welle aufliegende Staub
dichtlippe versehen sein.
Die gattungsgemäßen Radialwellendichtringe beste
hen i. d. R. aus einem Öl- und alterungsbeständigen
Kunststoff, der elastisch ist und weich auf der
sich drehenden Welle aufliegt, z. B. aus Silikon
oder Fluor-Kautschuk. Dichtringe der gattungsge
mäßen Art sind für hohe Drehzahlen sowie für ho
hen Öldruck geeignet. Sie haben eine gute Dicht
wirkung und sind relativ einfach einzubauen.
Die bisher verwendeten Radialwellendichtringe
weisen allerdings auch einige gravierende Nach
teile auf. Zum einen läßt die Federkraft der in
die Dichtringe eingelagerten Schlauchfedern im
Lauf der Zeit nach, wodurch die Federkraft und
damit die auf die Dichtlippen wirkende radiale
Kraft sinkt und die Dichtwirkung beeinträchtigt
wird. Das gleiche Nachlassen der Federkraft ist
auch zu besorgen, wenn sich die bisher verwende
ten Schlauchfedern unter dem Einfluß der hohen
Öltemperaturen, wie sie in Maschinen, in denen
die gattungsgemäßen Dichtringe zum Einsatz kom
men, oft herrschen, ausdehnen. Zum anderen sinkt
die Dichtungsfähigkeit der gattungsgemäßen Radi
aldichtringe auch dadurch, daß sich in der Ober
fläche der rotierenden Welle, ungeachtet der Tat
sache, daß die gattungsgemäßen Radialwellendicht
ringe aus weichen Kunststoffen bestehen, Rei
bungsrillen bilden. Haben sich solche Reibungs
rillen einmal ausgebildet, ist es weitgehend
sinnlos, neue Radialdichtringe einzusetzen, da
deren Dichtlippen nicht in die von den alten Ra
dialdichtringen eingetragenen Reibungsrillen pas
sen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das
alterungs- oder temperaturbedingte Nachlassen
der Dichtwirkung zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge
löst, daß der erfindungsgemäße Radialdichtring
mit nach innen in Richtung der Wellendrehachse
weisenden Dichtlippen versehen ist und einen rund
um diese gedachte Drehachse senkrecht zu dieser
angeordneten, ringförmige elastische Schrumpf
körper aufweist.
Unter Schrumpfkörper ist hier ein ringförmiges Ge
bilde zu verstehen, dessen Innendurchmesser mit
steigender Temperatur abnimmt.
Der mit dieser Erfindung erzielte Vorteil besteht
insbesondere darin, daß die auf die Dichtlippen
wirkenden radialen Kräfte bei höheren Temperatu
ren zunehmen, da der Innendurchmesser des einge
lagerten Elementes abnimmt. Dies ist deswegen
sinnvoll, weil die Zähigkeit des Öles - und auch
anderer Flüssigkeiten - dessen Austritt aus dem
Gehäuse an der Stelle des Wellendurchganges ver
hindert werden soll, bei höherer Temperatur ab
nimmt und dieses Öl die Dichtung daher bei höhe
ren Temperaturen leichter passieren kann.
Um das alterungsbedingte Nachlassen der Feder
spannkräfte und das damit verbundene Nachlassen
der radial auf die Dichtlippen wirkenden Anpreß
kraft zu vermeiden, besteht in einer weiteren
Ausbildung der Erfindung das elastische, ring
förmige Element aus einem Schlauchring aus ela
stischem Material, der mit Gas oder mit einer
Flüssigkeit gefüllt ist, deren Volumen unter
Druckeinwirkung abnimmt. Der dadurch erreichte
Vorteil besteht darin, daß die radial wirkende
Federkraft hier durch den Widerstand bereit ge
stellt wird, den die zur Befüllung des Schlauch
rings dienenden Gase und/oder Flüssigkeiten ei
ner Verringerung ihres Volumens entgegensetzen.
Im übrigen wird der in dem Schlauchring herr
schende Gas- oder Flüssigkeitsdruck mit zunehmen
der Temperatur ansteigen. Der Innendurchmesser
des Schlauchrings wird folglich abnehmen, die auf
die Dichtlippen wirkenden radialen Kräfte werden
zunehmen. Auch hier erhält man eine bei anstei
gender Temperatur erhöhte Dichtwirkung, was die
oben schon beschriebenen Vorteile hat.
Um den Effekt der Abnahme des Innendurchmessers
bei ansteigender Temperatur noch zu verstärken,
wird in einer weiteren Ausbildung der Erfindung
vorgeschlagen, daß der Schlauchring auf der In
nenseite eine geringere Wandstärke aufweist als
auf der Außenseite. Der damit erreichbare Vorteil
besteht darin, daß die bei ansteigender Tempera
tur zu erwartende Verringerung des Innendurch
messers des Schlauchringes stärker ausfällt als
bei allseitig gleichen Wandstärken.
In einer Abwandlung der Erfindung wird vorgeschla
gen, daß der ringförmige, elastische Schrumpfkör
per aus einem in einer Ebene spiralig aufgewickelten
Bimetallstreifen besteht, der auf der von der Wel
lendrehachse wegweisenden Außenseite das Metall mit
dem höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist.
Auch der Innendurchmesser dieses Elementes wird
bei ansteigender Temperatur infolge der unter
schiedlichen Ausdehnung der zu dem Bimetallstrei
fen verbundenen Metalle abnehmen, womit die oben
schon beschriebenen Vorteile auf andere Weise zu
erreichen wären.
Eine andere, selbständige Lösung zur Behebung der
Nachteile, die radiale Dichtringe nach dem Stand
der Technik aufweisen, besteht darin, den Radial
dichtring so auszuführen, daß die Dichtlippen
nach außen von der Wellendrehachse wegweisen und
er einen rund um diese, senkrecht zu ihr angeordne
ten ringförmigen Dehnungskörper aufweist.
Der Vorteil dieser Erfindung besteht darin, daß
die Dichtwirkung dadurch sichergestellt ist, daß
die Dichtlippen den Wellendurchgang gehäuseseitig
abdichten, und die bei dieser Anordnung radial
nach außen wirkenden Anpreßkräfte bei steigender
Temperatur zunehmen.
Auch bei dieser Anordnung stellt sich das Prob
lem, daß die durch das elastische Dehnungselement
radial nach außen auf die Dichtlippen ausgeübten
Federkräfte mit zunehmendem Alter des Dichtringes
nachlassen. Deshalb wird nach einer weiteren Aus
bildung der Erfindung vorgeschlagen, den Radial
dichtring so auszuführen, daß das elastische,
ringförmige Dehnungselement aus einem Schlauch
ring aus elastischem Material besteht, der mit
Gas oder Flüssigkeit gefüllt ist. Der Vorteil
dieser Erfindung besteht darin, daß die oben be
reits beschriebenen radial nach außen auf die
Dichtlippen wirkenden Anpreßkräfte durch den Wi
derstand ausgeübt werden, den die Gas- oder Flüs
sigkeitsfüllung in dem Schlauchring ihrer Kom
pression entgegensetzt.
In einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird
vorgeschlagen, den Schlauchring so auszuführen,
daß er auf der Außenseite eine geringere Wand
stärke aufweist als auf der Innenseite. Der da
mit erzielte Vorteil besteht darin, daß die Zu
nahme des Außendurchmessers des Schlauchringes
bei steigender Temperatur stärker ausgeprägt ist,
wie dies bei gleichen Wandstärken der Fall wäre,
was den Effekt der höheren Anpreßkräfte bei stei
gender Temperatur noch verstärkt.
Auf eine andere Weise könnte der oben beschriebe
ne Vorteil der Zunahme der Anpreßkräfte mit stei
gender Temperatur dadurch realisiert werden, daß
der ringförmige elastische Dehnungskörper aus
einem in einer Ebene spiralig aufgewickelten Bi
metallstreifen besteht, der auf der zu der Wel
lendrehachse hinweisenden Innenseite das Metall
mit dem höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten
aufweist.
Auch der Außendurchmesser eines derartig ausge
führten Dehnungskörpers würde mit steigender
Temperatur zunehmen.
Der oben beschriebene Effekt der Zunahme des Au
ßendurchmessers des elastischen Dehnungselementes
wird in einer weiteren Ausbildung der Erfindung
dadurch erreicht, daß das ringförmige Element aus
einer Schlauchfeder besteht. Der dadurch erreich
bare Vorteil besteht darin, daß sich der Vorteil
der zunehmenden Dichtungsfähigkeit bei ansteigen
der Temperatur bei der hier vorliegenden Anord
nung mit nach außen weisenden Dichtlippen und Ab
dichtung zum Gehäuse hin auch mit einer Schlauch
feder erreichen läßt, wie sie dem Stand der Tech
nik entspricht.
Eine weitere erfindungsgemäße Lösung der be
schriebenen Dichtungsprobleme, insbesondere des
Entstehens einer Reibungsrille auf der sich dre
henden Welle besteht darin, ein Dichtungssystem
einzusetzen, das sich dadurch auszeichnet, daß
es aus einem Radialdichtring mit nach innen oder
außen gekehrten Dichtlippen und einer Buchse in
Form eines Hohlzylinders besteht, auf dessen In
nen- oder Außenseite die Dichtlippen aufliegen.
Der Vorteil dieser Erfindung besteht darin, daß
sich die unerwünschten Reibungsrillen nicht auf
der sich drehenden Welle oder der gehäuseseitigen
Dichtfläche bilden, sondern auf der eingebauten
Buchse, die relativ einfach auswechselbar ist.
Um eine möglichst lange Lebensdauer der Buchse
zu erreichen, wird in einer Ausbildung der Erfin
dung vorgeschlagen, die Buchse so auszuführen,
daß sie aus Sintermetall, einer aushärtbaren Le
gierung oder Keramik besteht. Der Vorteil besteht
hier in der durch die besonders harten Material
ien bedingten erhöhten Lebensdauer des Dichtungs
systems.
Um eine Abdichtung des Zwischenraums zwischen der
Buchse und der Gehäusebohrung bzw. der Welle zu
erreichen, wird in einer weiteren Ausbildung der
Erfindung vorgeschlagen, das Dichtungssystem so
auszuführen, daß der Zwischenraum zwischen Buchse
und Welle bzw. zwischen Gehäusebohrung und Buchse
mit einer Dichtung, vorzugsweise einer Ö-Ring-
Dichtung abgedichtet ist.
Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß
so auch der Durchtritt kleiner Ölmengen durch die
beschriebenen Zwischenräume verhindert wird.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der
Erfindung lassen sich dem nachfolgenden Beschrei
bungsteil entnehmen, in dem anhand der Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläu
tert werden. Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch einen erfin
dungsgemäßen Radialwellendichtring,
dessen Dichtlippen nach innen weisen,
auf der sich drehenden Welle auflie
gen und der als Schrumpfkörper einen
mit Gas oder Flüssigkeit gefüllten
Ringschlauch aufweist.
Fig. 2 einen Querschnitt durch einen erfin
dungsgemäßen Radialwellendichtring
mit nach außen weisenden Dichtlippen,
einer montierten gehäuseseitigen
Dichtungsbuchse und einem mit Gas
oder Flüssigkeit gefüllten Ring
schlauch als Dehnungskörper.
Fig. 3 einen Querschnitt durch einen erfin
dungsgemäßen Radialwellendichtring
mit nach außen weisenden Dichtlippen,
einer gehäuseseitig montierten Dich
tungsbuchse und Schlauchfedern als
Dehnungskörper.
Fig. 4 einen Querschnitt durch ein Dich
tungssystem bestehend aus einem er
findungsgemäßen Radialwellendichtring
mit nach innen weisenden Dichtlippen,
die auf der auf der Welle montierten
und zu dieser mit einer O-Ring-Dich
tung abgedichteten Laufbuchse gleiten.
Fig. 1 zeigt im Querschnitt senkrecht zur Dreh
achse der abzudichtenden Welle einen erfindungs
gemäßen Radialwellendichtring (1), der mit Dicht
lippen (2) und einer Staubdichtlippe (3) versehen
ist. Wie hier unschwer erkennbar, weisen die
Dichtlippen (2) nach innen und liegen auf der
sich drehenden Welle (4) auf. Der abgebildete Ra
dialwellendichtring weist hier als Schrumpfkörper
einen mit Gas oder Flüssigkeit gefüllten Ring
schlauch (5) auf, dessen Innendurchmesser sich
bei zunehmender Temperatur verringert und der auf
die Dichtlippen (2) einen radial nach innen wir
kenden Anpreßdruck ausübt.
Für die Erfindung ist entscheidend, daß sich das
Volumen der in den Schlauchring (5) eingeschlos
senen Gase und/oder Flüssigkeiten bei zunehmender
Temperatur erhöht, wodurch der auf die Dichtlip
pen (2) ausgeübte Anpreßdruck steigt. Die Ausdeh
nung des vom Schlauchring (5) eingeschlossenen
Volumens wird durch die teilweise balgartige Ge
staltung seiner Wandung erleichtert.
Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch einen er
findungsgemäßen Radialwellendichtring (1), senk
recht zur Drehachse der Welle (4) mit nach außen
weisenden Dichtlippen (2) und einer Staubdicht
lippe (3). Unschwer ist hier der Dehnungskörper
(5) erkennbar, dessen Außendurchmesser bei stei
gender Temperatur zunimmt und der damit einen
proportional zur Temperatur erhöhten Anpreßdruck
auf die Dichtlippen (2) ausübt, die hier auf ei
ner gehäuseseitig montierten Laufbuchse (6) glei
ten. Auch hier ist der Dehnungskörper als gas-
und/oder flüssigkeitsgefüllter Ringschlauch aus
gebildet und weist teilweise balgartige Wandungen
auf.
Fig. 3 zeigt eine mit Fig. 2 grundsätzlich
gleiche Anordnung, als Dehnungskörper sind hier
jedoch Schlauchfedern (5) eingesetzt.
Fig. 4 zeigt schließlich einen Querschnitt senk
recht zur Drehachse der Welle (4) durch ein montier
tes erfindungsgemäßes Dichtungssystem, das sich
dadurch auszeichnet, daß die Laufbuchse (6) wel
lenseitig montiert und zu der Welle (4) mit einer
O-Ring-Dichtung (7) abgedichtet ist. Die Dich
tungslippen (2) der erfindungsgemäßen Radialwel
lendichtung weisen nach innen in Richtung der Wel
le (4) und gleiten auf der Laufbuchse (6). Der Ra
dialwellendichtring ist hier mit einem gas- und/oder
flüssigkeitsgefüllten Schlauchring (5) als
Schrumpfkörper ausgestattet.
Claims (12)
1. Radialdichtring für Wellen, insbesondere für
hohe Wellendrehzahlen und hohen Öldruck, da
durch gekennzeichnet, daß
die Dichtlippen (2) nach innen in Richtung der
Wellendrehachse weisen und er einen rund um
diese, senkrecht zu dieser angeordneten, ring
förmigen, elastischen Schrumpfkörper aufweist.
2. Radialdichtring nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der elasti
sche Schrumpfkörper aus einem Schlauchring (5)
aus elastischem Material besteht, der mit Gas
und/oder Flüssigkeit gefüllt ist.
3. Radialdichtring nach Anspruch 1 oder 2, da
durch gekennzeichnet, daß
der Schlauchring (5) auf der Innenseite eine ge
ringere Wandstärke aufweist als auf der Außen
seite.
4. Radialdichtring nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der ring
förmige, elastische Schrumpfkörper aus einem in
einer Ebene spiralig aufgewickelten Bimetall
streifen besteht, der auf der von der Wellen
drehachse wegweisenden Außenseite das Metall
mit dem größeren Wärmeausdehnungskoeffizienten
aufweist.
5. Radialdichtring für Wellen insbesondere für
hohe Wellendrehzahlen und hohen Öldruck, da
durch gekennzeichnet, daß
die Dichtlippen (2) nach außen von der Wellen
drehachse wegweisen und er einen rund um diese,
senkrecht zu ihr angeordneten, elastischen,
ringförmigen Dehnungskörper aufweist.
6. Radialdichtring nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der elasti
sche ringförmige Dehnungskörper aus einem
Schlauchring (5) aus elastischem Material be
steht, der mit Gas und/oder Flüssigkeit gefüllt
ist.
7. Radialdichtring nach Anspruch 5 oder 6, da
durch gekennzeichnet, daß
der Schlauchring (5) auf der Außenseite eine ge
ringere Wandstärke aufweist als auf der Innen
seite.
8. Radialdichtring nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der elasti
sche, ringförmige Dehnungskörper aus einem in
einer Ebene spiralig aufgewickelten Bimetall
streifen besteht, der auf der in Richtung der
Wellendrehachse gelegenen Innenseite das Metall
mit dem höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten
aufweist.
9. Radialdichtring nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der elasti
sche, ringförmige Dehnungskörper aus einer
Schlauchfeder besteht.
10. Radialwellendichtungssystem für Wellen, ins
besondere für hohe Wellendrehzahlen und hohen
Öldruck, dadurch gekenn
zeichnet, daß es aus einem Radial
dichtring mit nach innen gekehrten Dichtlippen
(2) und einer zum Aufsetzen auf die Welle (4)
bestimmtem Laufbuchse (6) oder einem Radialdicht
ring mit nach außen gekehrten Dichtlippen (2)
und einer zum Einsetzen in das Gehäuse bestimmten
Laufbuchse (6) in Form eines Hohlzylinders be
steht, auf dessen Innen- oder Außenseite die
Dichtlippen (2) aufliegen.
11. Dichtungssystem nach Anspruch 10, da
durch gekennzeichnet, daß
die Laufbuchse (6) aus Sintermetall, einer aus
härtbaren Legierung oder Keramik besteht.
12. Dichtungssystem nach Anspruch 10 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Zwischenraum zwischen Laufbuchse (6)
und Welle (4) bzw. zwischen Laufbuchse (6)
und Gehäusebohrung mit einer Dichtung, vor
zugsweise einer O-Ring-Dichtung (7) abgedich
tet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4005007A DE4005007A1 (de) | 1990-02-19 | 1990-02-19 | Radialdichtring und dichtungssystem fuer wellen, insbesondere fuer hohe wellendrehzahlen und hohen oeldruck |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4005007A DE4005007A1 (de) | 1990-02-19 | 1990-02-19 | Radialdichtring und dichtungssystem fuer wellen, insbesondere fuer hohe wellendrehzahlen und hohen oeldruck |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4005007A1 true DE4005007A1 (de) | 1991-08-22 |
Family
ID=6400391
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4005007A Withdrawn DE4005007A1 (de) | 1990-02-19 | 1990-02-19 | Radialdichtring und dichtungssystem fuer wellen, insbesondere fuer hohe wellendrehzahlen und hohen oeldruck |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4005007A1 (de) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10112397A1 (de) * | 2001-03-13 | 2002-10-24 | Freudenberg Carl Kg | Dichtring |
CN101581365B (zh) * | 2009-05-05 | 2011-08-24 | 马志刚 | 内压式密封环 |
DE112005000573B4 (de) * | 2004-03-12 | 2013-04-18 | General Motors Corp. | Dichtungsanordnungen auf der Basis von aktivem Material |
DE102013110484A1 (de) | 2013-09-23 | 2015-03-26 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Belastungsadaptiver Dichtring, insbesondere für Radialwellen |
CN106439054A (zh) * | 2016-09-19 | 2017-02-22 | 成都测迪森生物科技有限公司 | 一种复合阀座 |
EP2667062A4 (de) * | 2011-01-21 | 2018-01-03 | Wartsila Japan Ltd. | Dichtungsvorrichtung |
CN111520408A (zh) * | 2020-04-15 | 2020-08-11 | 人本集团有限公司 | 防松密封结构 |
-
1990
- 1990-02-19 DE DE4005007A patent/DE4005007A1/de not_active Withdrawn
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Date | Code | Title | Description |
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