DE4225687A1

DE4225687A1 - Spiralnuten-Radial-Wellendichtring

Info

Publication number: DE4225687A1
Application number: DE19924225687
Authority: DE
Inventors: Albrecht Dipl Ing Kayser
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-02-28
Filing date: 1992-08-04
Publication date: 1994-02-10

Description

Die Erfindung betrifft einen Spiralnuten-Radial-Wellendichtring mit einem vom Hoch- und Niederdruck angepreßten und gesteuerten berührungs frei an einer radialen Wellenfläche arbeitenden Spiralnutring zur Druck entlastung der ringfederangepreßten Elastomerdichtlippe.

Ein derartiger Wellendichtring ist als Kombinierter-Spiralnuten-Radial- Wellendichtring in der Schrift P 42 06 185.7 beschrieben. Dank der spon tanen automatischen Druckentlastung der Dichtlippe eignet er sich ver schleißarm und mit kleinem Leistungsbedarf für großen Differenzdruck und hohe Umfangsgeschwindigkeit. Bei dem dort gezeigten Modell werden allerdings der Hochdruck unter, und der Entlastungsdruck oben auf die Dichtlippenmembrane geleitet, weshalb der Wellendichtring, wenn bei Wellenstillstand der Hochdruck bestehen bleibt, dann nicht abdichtet. Außerdem erfordert diese Anordnung mehr Bestandteile und Fertigungs schritte als eine den Hochdruck auch bei Wellenstillstand haltende Ver sion, bei welcher dieser außen auf die Dichtlippe, und der Entlastungs druck unter deren Membrane gegeben wird.

Die Erfindungsaufgabe lautet also: Gestalte einen elastomertechnisch einfacheren Spiralnuten-Radial-Wellendichtring, bei dem der Hochdruck bei Wellenstillstand die Elastomerdichtlippe anpreßt und nicht anhebt!

Zur Lösung der Erfindungsaufgabe wird der Axialschenkel des winkelpro profiligen Spiralnutringes gleitfähig in einen gepreßten u-profiligen Stützring eingesetzt. Ein dünner Elastomermantel wird um den Stützring herum- und weiter innen an die Rückseite des Radialschenkels des Spiral nutringes anvulkanisiert, um an dessen Innenrand in die nach hinten gerichtete Ringmembrane der Elastomerdichtlippe überzugehen. Unter dem Stützring ergibt sich so ein fast konventioneller Radial-Wellendichtring mit der Ringfeder auf der Dichtlippe in einem zum Hochdruck hin offenen Ringraum, dessen radiale Elastomerwand allerdings nicht an den Stützring sondern an den Spiralnutring angegossen ist, und zwar auf einer Ringflä che, die halb so groß wie das Spiralnutfeld auf dessen Vorderseite ist.

Das gewährleistet, daß bei Wellenrotation das Spiralnutfeld an seinem Innenrand in dem die Spiralnuten schon bei Wellenstillstand füllenden Niederdruckfluid genau den Hochdruck erzeugt, denn im Inneren des Stütz ringes steht die restliche Rückseite des Spiralnutringes unter dem Nie derdruck. An der Berührungsfuge zwischen dem Innenschenkel des Stütz ringes und dem Radialschenkel des Spiralnutringes dichtet der dort recht winklig abknickende Elastomermantel zwischen dem Hoch- und dem Nieder druck ab, wie er auch außen am Stützring absperrt, wenn dieser in die Gehäusenut eingepreßt ist. Sobald der Hochdruck ansteht, drückt er die Vorderseite des Spiralnutringes mit dem Spiralnutfeld unter Dehnung des Elastomermantels gegen die radiale Lauffläche an der Welle. Die Dehnung beträgt nur etwa ein Zehntel Millimeter und erfolgt bei dem Elastomer fast kraftlos. Bei drehender Welle schiebt der erzeugte Fluid druck den Spiralnutring um die Spalthöhe über den Spiraldämmen wieder zurück. Im axialen Kräftegleichgewicht stellt diese sich selbsttätig auf etwa 10 bis 20 Mikrometer Höhe ein.

Eine besondere Verdrehsicherung für den Spiralnutring erübrigt sich, weil der Elastomermantel das Drehmoment von der Elastomerdichtlippe auf den Spiralnutring und von diesem auf den Stützring überträgt. Letz terer wird so fest in das Gehäuse eingepreßt, daß er sich nicht verdre hen kann. Für die Anpressung der Dichtlippe dient eine relativ schwache Ringfeder, weil diese im Höchstfall den Niederdruck, und zwar nur dann, wenn der Hochdruck ausfällt, zu halten hat. Das Reibmoment der gut ge schmierten Dichtlippe ist entsprechend gering. Das Reibmoment des berüh rungslos arbeitenden Fluidförderspiralnutfeldes ist ebenfalls klein, so daß der Gesamtleistungsverbrauch des Spiralnuten-Radial-Wellendicht ringes auch bei sehr großem Differenzdruck und hoher Umfangsgeschwin digkeit noch niedrig bleibt, wie folglich auch der Verschleiß der Dicht lippe.

Die Fig. 1 zeigt als Ausführungsbeispiel einen Längsschnitt durch einen eingebauten Spiralnuten-Radial-Wellendichtring.

Bauteil- und Merkmalliste: 1 Welle, 2 axiale, 3 radiale Gleitfläche an der Welle, 4 Spiralnutring, 5 nach innen förderndes Fluidförderspi ralnutfeld, 6 Axialschenkel des Spiralnutringes, 7 Stützring, 8 nieder druckbeaufschlagte, 9 hochdruckbeaufschlagte Hälfte der Rückseite des Spiralnutringes, 10 Ringfeder, 11 Elastomerdichtlippe, 12 Membrane, 13 Elastomermantel, 14 Radialschenkel des Spiralnutringes, 15 Radialfuge, 16 Ringnut, 17 freier Arbeitsradialspalt, 18 Staublippe, 19 Gehäuse.

Claims

1. Spiralnuten-Radial-Wellendichtring mit einem vom Hoch- und Nieder druck angepreßten (8, 9) und gesteuerten berührungslos als selbsttä tig geregelter Hochdruckgenerator an einer radialen Wellenfläche (3) arbeitenden Spiralnutring (4) zur Druckentlastung der ringfeder angepreßten (10) Elastomerdichtlippe (11), dadurch ge kennzeichnet, daß der Axialschenkel (6) des Spiralnut ringes gleitfähig zentriert in dem mit einem Elastomermantel (13) umgossenen u-profiligen Stützring (7) steckt, und daß der Elastomer mantel weiter innen rückseitig an den Radialschenkel (14) des Spiral nutringes anvulkanisiert ist und an dessen Innenrand in die sich nach hinten erstreckende Membrane (12) der Elastomerdichtlippe über geht.