DE4232891A1 - Pumpeigenschaft bei verschleisshuelsen fuer eine einheit bildende dichtungen - Google Patents
Pumpeigenschaft bei verschleisshuelsen fuer eine einheit bildende dichtungenInfo
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Description
Diese Erfindung betrifft im allgemeinen neuartige hydro
dynamische Öldichtungen und Methoden.
Unter "hydrodynamisch" wird eine Öldichtung verstanden,
welche bei Drehung eines der abgedichteten Teile gegen
das andere einen positiven Pumpdruck erzeugt, der dazu
dient, sich auf einer vom Öl befeuchteten Oberfläche
ansammelndes flüssiges Öl in den abgedichteten Hohlraum
zurückzubringen.
Das Ausbilden von Rillen in einer teueren, präzise bear
beiteten Wellenoberfläche, insbesondere einer durch
Schleifen fertiggestellten und/oder gehärteten Oberfläche
ist sehr teuer und zeitaufwendig im Vergleich zum Ausbil
den der Pumpelemente auf dem Gegenstück, d. h. dem aus
Elastomer bestehenden, durch Formen hergestellten Dich
tungskörper.
Unter der Voraussetzung, daß die damit verbundenen
Schwierigkeiten überwunden werden können, lassen sich
jedoch durch die Benutzung der Idee einer profilierten
Welle bestimmte Vorteile erzielen. In diesem Zusammenhang
sieht diese Erfindung eine Dichtungsanordnung vor, bei
welcher die Pumpelemente vorteilhafterweise statt auf dem
elastomerischen Dichtungskörper selbst auf einem mit der
Wellenoberfläche verbundenen Teil liegen. Die Möglichkeit
besserer Funktion während des Anfangs- oder "Einschaben
des Lagers"-Stadiums des Betriebs sowie verringerte
Schwankung der Pumpeffektivität während der Dichtungsle
bensdauer und die Fähigkeit, Rippen-oder Schaufelbildung
und Oberflächenbehandlung im selben Betriebsvorgang steu
ern zu können, gehören zu diesen Vorteilen.
Gemäß dieser Erfindung jedoch ist es jetzt möglich, eine
solche Dichtung durch Ausbildung von Vertiefungen, Kerben
oder anderen gewünschten Strukturen auf dem Mantelbereich
einer Öldichtungsverschleißhülse zu erzeugen. Deshalb
wird erfindungsgemäß bevorzugterweise eine zweiteilige
Dichtung vorgesehen. Ein Teil umfaßt ein Gehäuse und
einen elastomerischen Dichtungskörper und das andere Teil
umfaßt eine Verschleißhülse, deren eine Oberfläche ihres
Mantelbereichs geeignet ist, auf einer entsprechenden
Welle engt anliegend in flüssigkeitsdichter, statischer
Dichtweise aufgenommen zu werden. Erfindungsgemäß werden
"Tiefzieh- und Abstreckzieh"-Metallbearbeitungstechniken
benutzt, um Kerben, Rillen, Schaufeln oder andere hydro
dynamische Ausbildungen in der offenen Oberfläche des
Verschleißhülsenmantels, der im allgemeinen ihr Außen
durchmesser oder ("A.D.") ist, vorzusehen, ohne die für
eine gute Sekundärdichtung zwischen der anderen Mantel
oberfläche, welche im allgemeinen ihr Innendurchmesser
("I.D.") ist und dem Außendurchmesser der Welle notwendi
ge Oberflächenendbehandlung zu umfassen. Mit anderen
Worten weist eine Oberfläche des Verschleißhülsenmantels
hydrodynamische Strukturen auf, während die andere Ober
fläche keine aufweist.
Gegenstand der Erfindung ist es, eine Verschleißhülse
vorzusehen, welche durch Tiefzieh- und Abstreckziehver
fahren und -Apparate geformte hydrodynamische Pumpelemen
te aufweist. Die Erfindung sieht eine Öldichtungsanord
nung vor, welche eine eine Ummantelung aufweisende Dicht
einheit umfaßt, sowie ein Dichtelement, welches einen
Dichtbandbereich aufweist, wobei das Dichtband derart
geformt ist, daß es mit dem Mantelbereich eines wellenbe
deckenden Verschleißhülsenelements in Kontakt kommt,
wobei der Mantel wenigstens eine in seiner Oberfläche
durch Streckziehen ausgeformte Pumpstruktur umfaßt, so
daß durch eine Drehung der Teile relativ zueinander in
nerhalb des die Verschleißhülsenmantel- und Dichtband
oberflächen trennenden Ölfilms jeweils eine Pumpwirkung
hervorgerufen wird.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden bei
spielhaft offenbart und werden in den beiliegenden Zeich
nungen dargestellt, in denen gleiche Bezugszeichen stets
einander entsprechende Teile kennzeichnen.
Fig. 1 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung
einer Ausführungsform der erfindungsgemäß hergestellten
Öldichtanordnung;
Fig. 2 ist eine vergrößerte vertikale Schnittdarstellung
eines Bereichs der erfindungsgemäßen Dichtung, welche in
einer typischen Einbausituation gezeigt ist;
Fig. 3 ist eine vergrößerte ebene Detailansicht eines
Bereichs der Oberfläche des äußeren Umfangs des Ver
schleißhülsenmantels, welche eine Form von durch das er
findungsgemäße Verfahren gebildeten hydrodynamischen
Strukturen zeigt;
Fig. 4 ist eine noch weiter vergrößerte Schnittdarstel
lung entlang der Linie IV-IV von Fig. 3 und zeigt zusätz
liche Details der einen Form der Pumpelemente, welche die
Merkmale der Erfindung umfassen;
Fig. 5 ist eine noch weiter vergrößerte Schnittdarstel
lung entlang der Linie V-V von Fig. 3 und zeigt bestimmte
relative Abmessungen und andere Aspekte der Pumpstruktu
ren;
Fig. 6 ist eine Explosionsdarstellung eines Vertikal
schnitts durch eine zum Ausführen dieser Erfindung geeig
neten Preßform, welche dieselbe in einer vollkommen ge
öffneten Position zeigt und weiterhin das Positionieren
eines Rohlings zum Formen einer Verschleißhülse mit einem
hydrodynamischen Muster auf einer Oberfläche seines Man
tels zeigt;
Fig. 6A ist eine Schnittdarstellung des hülsenbildenden
Rohlings;
Fig. 7 ist eine Fig. 6 ähnliche Darstellung, welche den
Ziehstempel zeigt und den Verschleißhülsenrohling in
einer zwischen dem Ziehwerkzeug und der Ziehmatrize und
dem Niederhalterring festgeklemmten Position zeigt sowie
bestimmte Referenzdimensionen der Tiefziehanordnung und
des Ziehrohlings;
Fig. 8 ist eine Fig. 7 ähnliche Darstellung, welche den
Ziehstempel kurz nach dem anfänglichen Einwirken auf den
mantelbildenden Abschnitt des Rohlings zeigt;
Fig. 9 ist eine geschnitten dargestellte Teilansicht in
einem weiter vergrößerten Maßstab, welche den Ziehstempel
am Ende seines Hubs zeigt, bei welchem der Verschleißhül
senmantel vollständig ausgeformt und mit einem Muster
versehen ist;
Fig. 10 ist eine Ansicht einer mittels der Vorrichtung
nach den Fig. 6 bis 9 erzeugten Verschleißhülse, welche
dieselbe mit einer auf dem äußeren Mantelumfang geprägten
Ausführungsform eines hydrodynamischen Musters zeigt;
Fig. 11 ist eine Teilansicht, welche teilweise in Drauf
sicht und teilweise entlang der Linie XI-XI von Fig. 6
geschnitten ist und welche das an der Innenwand der Zieh
matrize geformte hydrodynamische Muster in größerem De
tailreichtum zeigt;
Fig. 12 ist eine ebene Draufsicht auf eine kontinuierli
che Blechbahn, aus der gerade eine Anzahl einzelner Roh
linge erzeugt wird, welche die Rohlinge mit gelochten
Zentren und mit Stegen am Rand zeigt, die die Rohlinge
vor Trennung der einzelnen Rohlinge durch die Formpresse
an den Blechrändern halten;
Fig. 13A und 13B sind schematische Schnittansichten,
welche Bereich eines Verschleißhülsenrohlings und einer
daraus gemäß dem Stand der Technik erzeugten Verschleiß
hülse darstellt;
Fig. 14A und 14B sind Schnittansichten von jeweils einem
Mantelrohling und einer daraus hergestellten erfindungs
gemäßen Hülse, welche die neuartige Mantelstruktur gemäß
der Erfindung aufweist;
Fig. 15 ist eine Fig. 2 ähnliche vertikal geschnittene
Teilansicht, welche jedoch eine andere die Erfindung
darstellende Ausführungsform einer Dichtung zeigt;
Fig. 16 ist eine vergrößerte Teilansicht eines Bereichs
einer Verschleißhülse gemäß einer anderen erfindungsge
mäßen Ausführungsform; und
Fig. 17 ist eine Ansicht einer Verschleißhülse mit einer
gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform der auf ihrer
äußeren Umfangsoberfläche geformten Rillen oder Kerben.
Obwohl die Ausführungsformen dieser Erfindung ganz unter
schiedliche Gestalten und Typen von Dichtanordnungen
umfassen, wird hier eine Beschreibung von ganz bestimmten
gegenwärtig bevorzugten Dichtungsformen gegeben. Die
Dichtungsanordnung besteht bei diesen aus zwei Elementen,
einem primären Dichtelement und einem Verschleißhül
senelement, wobei die hydrodynamischen Elemente in
einem Bereich des äußeren Umfangs des Verschleißhülsen
mantels gebildet sind. In einigen Beispielen ist die
primäre Dichteinheit eine herkömmliche Konstruktion aus
elastomerem Material, während sie in anderen aus einem
harzähnlichen Film hergestellt ist. Das hydrodynamische
oder Pumpelemente oder andere Elemente können von jeder
geeigneten Form sein und können "männlich" oder "weib
lich" sein, d. h. erhaben oder eingedrückt.
Der Bereich der Erfindung umfaßt auch eine vertauschte
Anordnung bestimmter Teile. D.h., die Dichtung kann sich
drehen, und die Verschleißhülse bleibt fest. Die Muster
können aus eingesunkenen oder eingedrückten Rillen, Ker
ben oder ähnlichem bestehen oder erhabene Strukturen, wie
zum Beispiel Rippen, umfassen. Die Muster der einzelnen
Elemente können entsprechend der Auswahl durch den Benut
zer in einem weiten Bereich variieren. Obwohl die bevor
zugten Materialien, aus denen der Verschleißhülsenmantel
erzeugt wird, Stähle mit Tiefziehgüte sind, können ent
sprechend andere Eisen- und Nichteisenwerkstoffe in ge
eigneten Anwendungen benutzt werden.
Die allgemein mit 20 gekennzeichnete Öldichtungsanordnung
von Fig. 1 umfaßt eine im allgemeinen mit 22 gekennzeich
nete Primärdichteinheit und eine im allgemeinen mit 24
gekennzeichnete Verschleißhülseneinheit. Im in Fig. 2
gezeigten eingebauten Zustand ist die Dichtungseinheit 22
in eine zylindrische Vertiefung mit schulterförmigem
Querschnitt 26 eines Maschinenteils 28 eingebaut. Das
Maschinenteil 28 kann eine Hauptbohrung 29 aufweisen, an
welchem über ein Lager 30 eine Welle 32 drehbar gehalten
ist. Dabei liegt der Lagerlaufring 33 auf dem äußeren
Umfang 34 der Welle 32.
Diese Bauteile bilden wenigstens teilweise einen abge
dichteten Bereich 36, der sich in Fig. 2 auf der rechten
Seite der Dichtanordnung 20 erstreckt. Das Öl oder ein
anderes zurückzuhaltendes Fluid ist auf diesen Bereich 36
beschränkt. Wie in Fig. 2 gezeigt, befindet sich links
davon ein äußeres Gebiet 37. Dabei soll das Öl aus dem
dicht abgeschlossenen Bereich 36 nicht in das äußere
Gebiet oder die Atmosphäre 37 lecken, ebenso wenig als
Schmutz, Staubkörner oder ähnliches aus diesem äußeren
Gebiet in den abgedichteten Bereich gelangen soll.
Die primäre Dichteinheit 22 umfaßt eine geeignet geformte
starre Ummantelung, welche allgemein mit 38 bezeichnet
ist und für gewöhnlich aus Metall besteht. Die Primär
dichtungsummantelung 38 weist einen sich axial ausdehnen
den Befestigungsflansch 40 sowie einen sich radial aus
dehnenden Lippenträgerflansch 42 auf, an dessen innerem
Rand ein Dichtkörper 44 aus einem Elastomer befestigt
ist. Zwei Oberflächen, nämlich eine "Luft"-Oberfläche 46
und eine "Öl"-Oberfläche 48 sind über einen ein Dichtband
50 bildenden, im allgemeinen kreisförmigen Bereich mit
einander verbunden. An einem Ende des Dichtungskörpers 44
liegt zur Befestigung mit dem inneren Rand des radialen
Ummantelungsflansches 42 ein Befestigungslappen 52.
Eine als Teil des Körpers 44 ausgebildete Aussperrlippe
54 wird in vielen Fällen bevorzugt. Am gummielastischen
Dichtkörper 44 ist auch eine Schraubennut 56 unter Auf
nahme eines Schraubenfederrings 58 vorgesehen. Der
Schraubenfederring 58 ist dazu geeignet, eine radial
gerichtete Druckbelastung über das Dichtband 50 auf den
Wellenumfang 34 zu erzeugen oder zu verstärken, um da
durch die "Primär"-Dichtung vorzusehen, d. h. die Dichtung
zwischen den sich relativ zueinander beweglichen Teilen.
Die Verschleißhülseneinheit 24 von Fig. 2 umfaßt einen
sich radial ausdehnenden Verschleißflansch 60 von gegebe
ner Wandstärke. Die Verschleißhülse 24 umfaßt auch einen
sich axial ausdehnenden, die Welle umschließenden Mantel
bereich 62, dessen Wandstärke relativ zur Wandstärke des
Flansches 60 verringert ist. Die äußere Umfangsfläche 64
(Fig. 4) der Verschleißhülse 24 umfaßt, wie es am besten
in den Fig. 3 und 5 zu sehen ist, eine Vielzahl einzelner
hydrodynamischer Rillenelemente 66, die in einem zum
Beispiel in Fig. 3 mit 67 bezeichneten Feld oder Muster
angeordnet sind.
Wie im weiteren beschrieben, sind die Strukturelemente 66
extrem kleine, schmale Kerben, Rillen oder ähnliches. Die
innere Umfangsfläche 68 des Mantelbereichs 62 ist völlig
zylindrisch und weist wünschenswerterweise keine Unregel
mäßigkeiten oder Strukturen irgendwelcher Art auf,
weder in die innere Umfangsoberfläche 68 des Mantels 62
eingedrückt noch von dieser nach außen vorstehend. Wie in
Fig. 4 schraffiert gezeigt, kann die innere Umfangsober
fläche 68 des Mantels 62 vorteilhafterweise eine mit
dieser verbundene Gummihülseneinheit 70 aufweisen, an
welcher mehrere voneinander beabstandete Befestigungsrip
pen 72 für eine eng anliegende, flüssigkeitsfeste Verbindung
mit der äußeren Umfangsoberfläche 34 der Welle 32 sorgen. Ver
schleißhülsen mit diesem Merkmal werden im allgemeinen
als "Gummi I.D."-Hülsen (oder Dichtungen) bezeichnet,
Falls der Mantel 62 nur einen Metall I.D. aufweist, paßt
die Oberfläche 62 gut auf die Oberfläche 34 der Welle 32.
Wie gezeigt (Fig. 3 und 4), umfaßt die Verschleißhülsen
einheit 24 auch eine innere Endfläche 74, welche an einem
Anschlagelement 75 (Fig. 2) der primären Dichtungseinheit
22 anliegen kann oder von dieser mit geringem Zwischen
raum beabstandet sein kann.
In Fig. 5 zeigen zwei Pfeile eine mit "Ts" bezeichnete
Wandstärke der Hülse. Zusätzlich wird durch Pfeile sche
matisch, aber nicht maßstabtreu, die Tiefe "Df" der
darin eingedrückten hydrodynamischen Strukturen gezeigt.
Die Wandstärke "Ts" der Verschleißhülse kann zwischen
0,508 mm (0,020 Zoll) und 1,016 mm (0,040 Zoll) oder
höher liegen, während die Strukturtiefe "Df" sehr gering
ist. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
beträgt die Tiefe dieser Struktur oder dieses Elements
nur ungefähr 0,0127 mm (0,0005 Zoll). Für die meisten
Anwendungen liegt die Strukturtiefe bevorzugterweise
zwischen ungefähr 0,0127 mm (0,0005 Zoll) und 0,0254 mm
(0,001 Zoll). In anderen Fällen kann diese Abmessung
sogar noch kleiner sein; sie kann bis zu 0,0762 mm
(0,003 Zoll) oder größer werden, was zum Beispiel von der
Art des abgedichteten Mediums abhängt, der Fertigungsgüte
der übrigen Oberfläche der Welle, den Betriebstemperatu
ren und dem Material, aus dem der Dichtungskörper besteht.
Fig. 6 zeigt eine Ziehmatrizenanordnung 76, welche eine
Ziehmatrize 78 und einen Niederhalterring 80, einen Zieh
matrizen-Haltering 82 und einen Ziehstempel 84 umfaßt.
Zur Herstellung von Hülsen ist innerhalb der Anordnung 76
ein Rohling "B" angeordnet, aus welchem eine Verschleiß
hülse 24 gebildet wird. Wie in den Fig. 6 und 6a gezeigt,
umfaßt der Verschleißhülsenrohling "B" eine allgemein mit
86 bezeichnete zentrale Öffnung, welche durch einen inne
ren Mantelbildungsbereich 88, aus welchem der Mantel
geformt wird, begrenzt ist. Der äußere Umfang des Rohlings
wird durch einen Flanschbildungsbereich 90, aus welchem
der Flansch geformt wird, gebildet.
Fig. 6 zeigt, daß die Ziehmatrize 78 der Ziehanordnung
einen Matrizenkörper 92 mit einer oberen Arbeitsstück
haltefläche 94 und einer unteren Befestigungsfläche 96
als auch einer nach innen gerichteten Fläche 98 zum For
men des äußeren Umfangs des Verschleißhülsenmantels 62
umfaßt. Die Oberfläche 98 weist einen gemusterten Bereich
100 auf, der im allgemeinen bezüglich der ganzen inneren
zylindrischen Oberfläche 98 mittig angeordnet ist. Wie
gezeigt, begrenzt eine konische Schulter 102 die untere
Kante der Oberfläche 98.
Mit Bezug auf die Fig. 7 bis 9 wird jetzt die Konstruk
tion und Betriebsweise des Ziehstempels 84 erläutert.
Dieses Bauteil ist im wesentlichen eine zylindrische
Stange mit einer äußeren, bevorzugterweise sehr glatten
Umfangsfläche 104, wobei der Stempel 84 auch eine untere
abgeschrägte Kante oder einen unteren Konus 85 zum ersten
Einwirken auf die Seite des inneren Rands 88 des Roh
lings aufweist.
Der in den Fig. 6 bis 9 gezeigte erfindungsgemäße Tief
zieh- und Formvorgang ist dem "Tiefzieh- und Abstreck
zieh"-Metallformvorgang, der mit geeigneten Werkzeugen
durchführbar ist, analog.
Unter der Annahme, daß eine Verschleißhülse mit hydrody
namischen Elementen hergestellt werden soll, wird ein
Rohling "B", wie er zum Beispiel in Fig. 6A gezeigt ist,
zwischen Niederhalterring 80 und der oberen Oberfläche 94
des Ziehmatrizenkörpers 92 positioniert. Wenn der Ring
durch nicht gezeigte, dem Fachmann bekannte Mittel
zentriert ist, wird eine Formpresse betätigt, so daß das
Ziehwerkzeug in der gewünschten, jetzt beschriebenen
Abfolge bewegt wird.
Zuerst wird der Niederhalterring 80 mit hoher Kraft nach
unten bewegt, bis er "auf Grund stößt", so daß er den
äußeren Rand 90 des Rohlings "B" zwischen sich und der
oberen Ziehmatrizenoberfläche 94 fest einklemmt. Darauf
hin wird der Zieh- und Formstempel 84, wie in den Fig. 7
und 8 gezeigt, nach unten vorbewegt. Beim anfänglichen
Kontakt kommt die vordere oder abgefaste Kante 85 des
Formstempels 84, wie in Fig. 8 gezeigt, mit einer oberen
Fläche des Mantelbereichs 88 des Rohlings "B" in Kontakt.
An diesem Punkt findet die anfängliche Deformation des im
Entstehen begriffenen Mantels statt. Wie in Fig. 7 ge
zeigt, wird dadurch der Mantel sowohl axial nach unten
als auch radial nach außen abgelenkt und satt an die
Innenfläche 98 des Ziehmatrizenkörpers 92 angelegt. Beim
weiteren Vorschub des präzise ausgerichteten Stempels
wird der Mantel 62, wie in Fig. 9 gezeigt, schließlich
geformt. Der Mantelbereich 88 des Rohlings "B" wird in
eine zylindrische Gestalt mit den A.D.- und I.D.-Ver
schleißhülsenoberflächen 64, 68 gezogen, welche am Ende
des Stempelhubs mit den endgültigen Abmessungen geformt
sind.
Die Fig. 13A und 13B zeigen, daß die Mantelwandstärke
"Ts" im Stand der Technik in Fig. 13B im wesentlichen
der Wandstärke des Flansches "Tf" gleicht, welche wiede
rum der Stärke "Tb" des Rohlings "B" gleich ist,
aus welchem die Verschleißhülse geformt ist. Gemäß den
Mantelformtechniken des Stands der Technik wird also beim
Formen eines Rohlings der Stärke "Tb" in einen sogenann
ten "L-Kap" (auf seine Querschnittsgestalt bezugnehmend)
eine Verschleißhülse gebildet, welche in ihrem radialen
Bereich als auch in ihrem axialen Flansch eine gleiche
oder ähnliche Wandstärke aufweist. Die Mantellänge "L" in
Fig. 13B kann durch bekannte Verfahren berechnet werden
und weist, abhängig von der Größe der zentralen Öffnung
und der Ziehlänge, eine charakteristische Länge auf. In
Fig. 13B wird diese Länge mit "L Tb" bezeichnet, worun
ter verstanden werden soll, daß die Länge einen bestimm
ten Wert aufweist, unter der Voraussetzung, daß sich die
Wandstärke des Mantels während des Formvorgangs im we
sentlichen nicht ändert, d. h. der Wandstärke des Rohling
materials gleich ist.
Fig. 14A zeigt die für die Erzeugung eines Mantels be
nutzte Zieh- und Formwirkung. Die hier gezeigte Rohling-
Wandstärke "TB" weist typischerweise eine Größe von
0,812 mm (0,032 Zoll) auf. Wenn der Formvorgang vollendet
ist, ist die Wandstärke "Tf" des radialen Flansches der
Verschleißhülse, wie in Fig. 14B gezeigt, im wesentlichen
gleich der anfänglichen Wandstärke "TB" des Rohlings
gleich. Wenn der in Fig. 14B gezeigte Mantel geformt ist,
weist der Mantelbereich 62 eine meßbar verringerte Wand
stärke "Tr" und eine vergrößerte Länge "L Tr" auf. Üb
licherweise ist der Flansch um ungefähr 15 bis 18 % ver
längert in bezug auf die Abmessung, die er ohne Wandstär
kenverringerung aufweisen würde. Die Wandstärke des Flan
sches wird während dieses Vorgangs zum Beispiel um übli
cherweise 20 % verringert. Der fertiggestellte Mantel
kann dann zum Beispiel typischerweise eine Wandstärke Tr
von 0,635 mm bis 0,711 mm (0,025 Zoll bis 0,028 Zoll)
aufweisen.
Der Tiefzieh- und Abstreckziehvorgang wird durch Vorsehen
eines geeigneten Arbeitszwischenraums zwischen der A.D.-
Oberfläche 104 des Ziehstempels und der I.D.-Oberfläche
98 der Ziehmatrize erreicht (Fig. 7 bis 9). In einem
typischen Verschleißhülsenformvorgang gemäß dem Stand der
Technik mit einem Wellendurchmesser, der etwas kleiner
als 50,8 mm (2,00 Zoll) ist, und unter der Annahme daß
der A.D. der Verschleißhülse für Metall-Metall-Kontakt
auf dem Wellenumfang vorgesehen ist, hätte der Ziehstem
pel einen A.D. von 50,8 mm (2,000 Zoll), und unter Annah
me einer Metallstärke von 0,821 mm (0,032 Zoll) wäre der
I.D. der Ziehmatrize 52,324 mm (2,060 Zoll). Dadurch
ergäbe sich ein gesamter Arbeitszwischenraum von 1,524 mm
(0,060 Zoll) zwischen dem Stempel und der Matrize (auf
den ganzen Durchmesser bezogen) . Mit einem derartigen
Durchmesserzwischenraum wäre der an irgendeinem Punkt
vorhandene tatsächliche Zwischenraum die Hälfte dieser
Länge oder 0,762 mm (0,030 Zoll). Dies würde also nur
eine Verringerung von ungefähr 0,0254 mm (0,001 Zoll) bis
0,051 mm (0,002 Zoll) an jedem Punkt der Bauteiloberflä
che hervorrufen, d. h. eine Verringerung der Wandstärke
von ungefähr 3% oder weniger. Die durch die Wandstärken
veränderungen des Bauteils erklärbare Verlängerung des
Mantels wäre gleichfalls minimal.
In der Durchführung dieser Erfindung könnte der Eingriff
auf das Metall von einer Linie-zu-Linie-Abmessung oder
0,0254 mm (0,001 Zoll), wie eben beschrieben, auf viel
leicht 0,1016 mm (0,004 Zoll) bis 0,178 mm (0,007 Zoll)
bei einer Anfangswandstärke von 0,813 mm (0,032 Zoll)
vergrößert werden. Dies würde dann eine beträchtliche
Wandstärkenverringerung zusammen mit einer Mantelverlänge
rung, welche zum Beispiel die Größenordnung von 15 bis 25%
aufweist, ergeben.
Diese Wandstärkenverringerung bewirkt die Kräfte, die das
Kaltfließen des Metalls auslösen, um der Verschleißhül
senoberfläche das Muster zu geben. Das Oberflächenprofil
der Verschleißhülse ist charakteristisch für die Oberflä
chenendbehandlung des I.D. (Innenumfangs) des Wandbe
reichs 100 der Ziehmatrize 92 und wird ihr durch diese
gegeben. Für die in den Fig. 7 bis 11 beispielsweise
gezeigten einzelnen Schaufeln, Rippen 103 oder anderen
erhabenen Strukturen auf dem Werkzeug wird das "Umkehr
bild" dieser Bereiche getreu reproduziert, welches Rinnen
oder Kerben im Außenumfang (A.D.) oder der dichtungssei
tigen Oberfläche der Verschleißhülse darstellt. Da das
Metall mit anderen Worten durch extremen Druck zwischen
dem Außenumfang der Stempelfläche 104 und dem Innenum
fang der Matrizenwand 98 gezwängt wird, kann es durch
Kaltfließen in eine praktisch exakte komplementäre Kopie
der Oberfläche, mit der es in Kontakt steht, übergehen.
Eine große Vielzahl von Verschleißhülsen kann in der
beschriebenen Art und Weise hergestellt werden.
Gemäß der Beschreibung weist die Verschleißhülse 24 einen
radialen Flansch 60 auf. Die Anwesenheit eines solchen
Flansches jedoch ist im fertiggestellten Erzeugnis nicht
absolut notwendig und braucht also im Endprodukt nicht
vorhanden zu sein, wenn dies aus bestimmten Gründen für
wünschenswert erachtet würde. Ebensogut könnte der
Flansch im wesentlichen beibehalten werden, aber in eine
andere Struktur umgeformt werden.
Dem beschriebenen Verfahren gemäß erstreckt sich der
radiale Flansch nach außen, und der äußere Umfang des
Mantels wirkt mit dem Dichtungsband auf dem Elastomerbau
teil zusammen. Diese Ausrichtung der Bauteile kann umge
kehrt werden. Während der Herstellung könnte der Flansch
nach innen gerichtet sein, und der Rohling würde anfäng
lich auf einem Formkern gehalten. Ein Formkern würde dann
also das stationäre Matrizenelement bilden und eine äuße
re Umfangsoberfläche aufweisen, die derart gemustert ist,
daß sie im fertiggestellten Produkt ein Gegenstück des
Musters erzeugt. In diesem Beispiel würde das bewegliche
Element des Ziehwerkzeugs ein Ziehring sein, welcher über
den Formkern bewegt würde, um den Mantel der Verschleiß
hülse zu formen. Auf diese Weise wäre die radial nach
außen zeigende Oberfläche des Mantels eben, während seine
nach innen gerichtete Oberfläche das Muster aufweisen
würde. Solange das stationäre Element des Ziehwerkzeugs
die gemusterte Oberfläche aufweist und die Relativbewe
gung der Formteile derart ist, daß das Mantelrohmetall
über und in Kontakt mit der gemusterten Oberfläche ge
streift wird, wobei die dazu aufgewendete Kraft ausrei
chend ist, um das erforderliche Kaltfließen hervorzuru
fen, kann das erfindungsgemäße Verfahren benutzt werden.
Wenn die Ziehmatrize des in den Fig. 7 bis 9 und 11 ge
zeigten Typs so ausgebildet wäre, daß sie umgekehrte
Formstrukturen, wie zum Beispiel Kerben oder Rinnen,
aufweisen würde, würde die Verschleißhülse ein männliches
oder sich nach außen erstreckendes Muster auf seiner
Oberfläche aufweisen. Verschleißhülsen können einerseits
gekerbt oder mit Rinnen versehen sein oder können ande
rerseits nach außen gerichtete Rippen oder Schaufeln
aufweisen. Die beabsichtigte Anwendung und andere Fakto
ren werden benutzt, um festzulegen, welche Ausführungs
form der Erfindung für eine bestimmte Anwendung zu bevor
zugen ist.
Fig. 16 zeigt eine alternative Form einer Verschleißhülse
24a. Die Hülse 24a weist äußere (A.D.) und innere (I.D.)
Oberflächen 64a, 68a auf, die sich auf einem sich vom
inneren Rand des Hülsenradialflansches 60a axial er
streckenden Verschleißhülsenmantels 62a befinden.
In Fig. 16 ist die Wandstärke Ts des Mantels gezeigt. Die
Mantelstärke ist durch die Abmessung Ts dargestellt, und
die Höhe der Rippen oder Schaufeln 66a, welche sich davon
nach oben erstrecken, sind als Strukturen gezeigt, die
eine Höhe Hf aufweisen. Wie in den anderen Beispielen
ragen die Rippen oder Schaufeln 66a nur sehr wenig über
die übrige äußere Umfangsfläche 64a hinaus, typischerwei
se um 0,0127 mm (0,005 Zoll), obwohl solche Rippen bei
einer entsprechenden Anwendung auch etwas höher ausgebil
det sein könnten. Entsprechend ist Fig. 16 nicht maßstäb
lich, da die Mantelwandstärke Ts typischerweise zwischen
0,051 mm (0,0020 Zoll) und 0,1575 mm (0,0062 Zoll) oder
zum Beispiel mehr liegen kann. Die Höhe der Struktur ist
auf alle Fälle ausreichend, um den gewünschten Pumpeffekt
zu erzielen, und dennoch niedrig genug, um eine gute
statische Dichtung zu behalten.
Als nächstes wird auf das genaue hydrodynamische Muster
eingegangen. In der in den Fig. 1 bis 14 gezeigten
Ausführungsform ist es eine relativ "steile" Wendel. In
einigen Fällen werden Strukturen bevorzugt, die nur ein
oder zwei in sehr flacher Neigung angeordnete Elemente
umfassen,
Fig. 17 zeigt eine allgemein mit 24b bezeichnete Ver
schleißhülse, welche ein solches Muster aufweist. Dabei
sind sowohl der radiale Flansch 60b als auch der äußere
Umfang 64b des Mantels herkömmlich. Eine oder mehrere
sehr flach gewinkelte Rillen oder Vertiefungen 66b sind
vorhanden und mit sehr flacher Neigung dargestellt. In
diesem Beispiel ist die Steigung der Wendel 32 Umgänge
oder Rillen pro 25,4 mm (1 Zoll), wobei jede der Rillen
eine Tiefe von 0,0127 mm (0,005 Zoll) bis 0,0254 mm
(0,001 Zoll) von der übrigen äußeren Umfangsfläche 64b
aus betrachtet aufweist. Wenn die Steigung zwischen unge
fähr 0,762 mm (0,030 Zoll) und 0,838 mm (0,033 Zoll) pro
Rille liegt kann das tatsächliche Richtungsband abhängig
von seinem Verschleißzustand lediglich eine oder zwei
Rillen überspannen.
Ein sehr flacher oder allmählicher Steigungswinkel neigt
dazu, eine effektivere statische Dichtung und eine etwas
verringerte, aber immer noch effektive Pumpwirkung zu
bewirken. Die Wahl des Steigungswinkels kann in Abhän
gigkeit von der Breite des Dichtungsbands erfolgen und
sollte die Möglichkeit, daß die Dichtung innerhalb der
Öffnung leicht versetzt oder seitwärts gekippt ist, mit
einbeziehen. Der Winkel der Wendel sollte wenigstens ein
klein wenig größer sein als jeder Winkel, der von einer
leichten Versetzung der Dichtung herrühren kann.
In Fig. 15 weist eine Welle 32c einen Gummibefestigungs
bereich 70c für eine Verschleißhülse 24c auf. Diese Ver
schleißhülse ist mit ihrem Gegenstück 24 aus den Fig. 1
bis 3 zum Beispiel darin identisch, daß sie einen radia
len Flansch 60c aufweist sowie einen axialen Flansch oder
Mantel 62c mit Rillen 66c, die den beschriebenen ähnlich
sind. Andere Abschnitte der Dichtung, wie zum Beispiel
die Dichtungsummantelung 38c mit den axialen und radialen
Flanschen 40c, 42c sind auch vorgesehen.
Wie in Fig. 15 gezeigt, legt ein in Form hergestellter
Elastomer-Querschnitt 111 die Position eines Dichtungs
elements 113 fest. Das Dichtungselement 113 ist aus einer
profilierten Folie eines nicht elastomerischen Materials
hergestellt, wie zum Beispiel einer Tetrafluorethylen
polymerfolie (TFE) mit Glasfasern und Graphit. Das TFE-
Element 113 umfaßt einen profilierten Rand 115 mit einer
radial nach innen zeigenden Oberfläche 117, um mit dem
äußeren Umfang 64c der Verschleißhülse einen Kontakt zu
bilden. Ein radial äußerer Bereich des TFE-Elements 113
umfaßt eine profilierte ringförmige Rippe 119, die einen
Anschlag bildet und über einer vergrößerten ringförmigen
Elastomer-Rippe 121 liegt. Gemäß dieser Ausführungsform
wirkt der Bereich 119 der TFE-Oberfläche mit der axial
nach innen gerichteten Endfläche 74c des radialen Flan
sches 60c zusammen.
Die Ausführungsform von Fig. 15 zeigt, daß das für den
Kontakt mit der Verschleißhülse benutzte Dichtungselement
nicht notwendigerweise aus einer geformten Lippe oder
einem bearbeiteten Lippenelastomer sondern auch aus Nicht
elastomermaterialien oder anderen Materialien, welche für
Fluiddichtungen geeignet sind, hergestellt werden kann.
In der Ausführungsform von Fig. 15 wurde ein TFE-Dich
tungselement 113 dargestellt, um zu zeigen, daß die Pump
elemente auf der Verschleißhülse zusätzliche Vorteile mit
sich bringen. Es stellte sich zum Beispiel als schwierig
heraus, TFE-Dichtelementen eine hydrodynamische Struktur
zu geben, selbst eine mit einer sehr allmählichen Stei
gung. In der Vergangenheit mußten die TFE-Folien, aus
denen ein Dichtelement geschnitten wird, ausgebauchte
oder eingebauchte Bereiche mit erhabenen oder eingedrück
ten hydrodynamischen Strukturen, die zum Beispiel durch
Prägen erzeugt wurden, aufweisen. Da Dichtungen aus TFE-
Folien oder Scheiben vergleichsweise ungeeignet sind,
eine elastische, radiale Druckbelastung auf die Dichtflä
che zu liefern, kann ihre Fähigkeit, bei unterschied
lichen Bedingungen abzudichten, eingeschränkt sein. Durch
Benutzung der erfindungsgemäßen hydrodynamischen Ver
schleißhülse kann die gute statische Dichteigenschaft
dieser Elemente ausgenutzt werden, und mit den hydrodyna
mischen Fähigkeiten aufgrund der extrem flachen, eng
gewinkelten Rillen kombiniert werden.
Fig. 12 zeigt eine Möglichkeit, in der Rohlinge "B" zur
Beschickung einer Maschine von einem Band anzuordnen.
Nachdem ein anfänglicher Stanz- und Durchstoßvorgang
durchgeführt wurde, erhält man ein kontinuierliches,
dünnes Band. Dieses umfaßt eine Vielzahl einzelner Roh
linge B1, B2, B3 etc., welche jeweils mit einem Verbin
dungsstegen 97 ausgestattet sind, die sie mit einem kon
tinuierlichen Streifen 99 verbinden, der bei Bewegungs
und Beschickvorgängen benutzt wird, die mit der Benutzung
des Tiefziehwerkzeugs 78 verbunden sind. Wie es dem Fach
mann bekannt ist, sind die Stege 97 paarweise angeordnet.
Ein Tiefziehwerkzeug, wie das in den Fig. 6 bis 9 gezeig
te, kann nacheinander mit einer Anordnung "A" von Rohlin
gen B1, B2, etc. versorgt werden, wobei jeder der Stege
97 in einem Zwischenzieh- und Formvorgang vom Rest des
Rohlings B abgeschert wird.
Die Erfindung betrifft das Erzeugen einer großen Vielfalt
von Mustern, darunter auch jene, welche in der Vergangen
heit für den Elastomerteil von hydrodynamischen Öldich
tungen vorgeschlagen und/oder benutzt wurden. Insbesonde
re umfassen diese Rillen mit veränderlicher Tiefe oder
Rippen und Schaufeln, welche in einer Reihe von V-Anord
nungen vorgesehen sind sowie in sinusförmigen Mustern, um
eine Pumpwirkung in zwei Richtungen zu bewirken. Zusätz
lich kann das Erzeugen von Dreiecken oder elliptischen
Ovalen oder kreisförmigen Querschnitten, abhängig von der
Anwendung im abgedichteten Mechanismus dem Schmierstoff
und den erwarteten Temperaturen, Vorteile bringen.
Wie beschrieben, kann die Verschleißhülse mit oder ohne
eine Gummibefestigungsoberfläche hergestellt sein. Hydro
dynamische Hilfsstrukturen können auch auf dem Elastomer
bereich der Dichtung vorgesehen werden, wenn dies ge
wünscht ist, obwohl dies üblicherweise nicht notwendig
noch wünschenswert ist.
Die außergewöhnlich geringen Profilabmessungen können die
Dichtanordnung in den Fällen besonders attraktiv machen
in denen der Elastomer- oder der andere analoge Bereich
der Dichtung relativ hart ist. In diesem Zusammenhang
wird es zunehmend üblich, die primäre Dichtlippe aus
einem Fluorkohlenstoffmaterial, einem Fluorelastomer oder
einem ähnlichen nicht leicht und schnell deformierbaren
Material herzustellen, während die Dichtungslippe aus
einem herkömmlichen Elastomermaterial hergestellt sein
kann. Die Erfindung ist also auch in den Fällen nützlich,
in denen die primäre Dichtlippe nicht aus einem weichen
Elastomer besteht und daher nicht flexibel ist, sondern
aus einem härteren Elastomer oder auch gar keinem Elasto
mermaterial hergestellt ist. Zusammengesetzte Lippen, d. h.
solche, welche aus einem Elastomer mit einer daran befe
stigten Fluorkohlenstoffschicht bestehen, können eben
falls in vorteilhafter Weise im Rahmen der Erfindung
benutzt werden.
Die Erfindung kann durch Reduzierung der Lagerbestände
der herzustellenden Teile sehr nützlich sein. Eine primä
re Dichtungseinheit kann ohne eine Verschleißhülse herge
stellt werden sowie mit einer gewöhnlichen Verschleißhül
se oder mit einer erfindungsgemäßen Verschleißhülse.
Solange die Dichtung zufriedenstellend arbeitet, kann sie
mit den eben beschriebenen Verschleißhülsen sowie mit
jenen benutzt werden, welche hydrodynamische Strukturen
mit mehr oder weniger Profil aufweisen. Dies macht es
möglich, die bestehenden Dichtungen auf schwierige Anwen
dungen wirksam "zuzuschneiden", wobei lediglich eine
Veränderung der Ziehmatrize erforderlich ist, um eine
unterschiedliche Stärke des hydrodynamischen Pumpens zu
erzielen.
Claims (21)
1. Verfahren zur Herstellung einer Öldichtungsverschleiß
hülse (24), wobei dieses Verfahren folgende Schritte
umfaßt:
das Formen eines flachen Blechteils in einen im allge meinen kreisringförmigen Rohling (B) mit einem Flansch bildungsbereich (90) und einem Mantelbildungsbereich (88), wobei einer (88) der Bereiche eine zentrale Öff nung (86) im Rohling (B) begrenzt und wobei das Blech, aus dem der Rohling (B) erzeugt wird, eine vorgegebene Stärke aufweist,
das Festklemmen von wenigstens einem Teil des Flansch bildungsbereichs (90) zwischen entgegengesetzten Flä chen einer Zieh- und Formmatrize (78) und eines Roh ling-Niederhalterrings (80), wobei die Ziehmatrize (78) einen zum Tragen des Flanschbildungsbereichs (90) geeigneten Endflächenbereich (94) aufweist sowie einen im wesentlichen zylindrischen mantelformenden Wandbe reich (98) mit gegebenem Durchmesser und wobei der Wandbereich (98) eine Oberfläche (100) mit wenigstens einer flach profilierten Struktur (103) aufweist, wel che bezüglich der Mittelachse der Ziehmatrize (78) schräg angeordnet ist und wobei die Struktur von dem Wandbereich (98) um nicht mehr als ungefähr 0,076 mm (0,003 Zoll) versetzt ist,
das Einwirken auf eine Oberfläche des Mantelbildungs bereichs (90) des Rohlings (B) mit einem Ziehstempel (84), während gleichzeitig der Rohling-Niederhalter ring (80) mit einer Kraft beaufschlagt wird, welche ausreichend ist, um den Rohling (B) an der Ziehmatrize (78) zu halten, wobei die Oberfläche des Ziehstempels (84) vom Wandbereich (98) um weniger als die vorgege bene Stärke beabstandet ist,
das Fortsetzen der Relativbewegung zwischen Ziehstem pel (84) und Ziehmatrize (78) derart, daß in eine Oberfläche des Mantels (62) eine der flach profilier ten Struktur (103) des Wandbereichs (98) in umgekehr ter Art und Weise entsprechende Komplementärstruktur (66) eingedrückt wird, so daß die Komplementärstruktur (66) als hydrodynamisches Pumpelement auf dem Mantel (62) dient,
und das Fortsetzen des Zieh- und Formvorgangs, bis der Mantel (62) auf eine Länge ausgedehnt ist, die wenigstens 110% derjenigen Länge des Mantels (62) ist, welche dieser aufweisen würde, wenn er durch Zie hen ohne beabsichtigte Verringerung der Wandstärke ge formt worden wäre.
das Formen eines flachen Blechteils in einen im allge meinen kreisringförmigen Rohling (B) mit einem Flansch bildungsbereich (90) und einem Mantelbildungsbereich (88), wobei einer (88) der Bereiche eine zentrale Öff nung (86) im Rohling (B) begrenzt und wobei das Blech, aus dem der Rohling (B) erzeugt wird, eine vorgegebene Stärke aufweist,
das Festklemmen von wenigstens einem Teil des Flansch bildungsbereichs (90) zwischen entgegengesetzten Flä chen einer Zieh- und Formmatrize (78) und eines Roh ling-Niederhalterrings (80), wobei die Ziehmatrize (78) einen zum Tragen des Flanschbildungsbereichs (90) geeigneten Endflächenbereich (94) aufweist sowie einen im wesentlichen zylindrischen mantelformenden Wandbe reich (98) mit gegebenem Durchmesser und wobei der Wandbereich (98) eine Oberfläche (100) mit wenigstens einer flach profilierten Struktur (103) aufweist, wel che bezüglich der Mittelachse der Ziehmatrize (78) schräg angeordnet ist und wobei die Struktur von dem Wandbereich (98) um nicht mehr als ungefähr 0,076 mm (0,003 Zoll) versetzt ist,
das Einwirken auf eine Oberfläche des Mantelbildungs bereichs (90) des Rohlings (B) mit einem Ziehstempel (84), während gleichzeitig der Rohling-Niederhalter ring (80) mit einer Kraft beaufschlagt wird, welche ausreichend ist, um den Rohling (B) an der Ziehmatrize (78) zu halten, wobei die Oberfläche des Ziehstempels (84) vom Wandbereich (98) um weniger als die vorgege bene Stärke beabstandet ist,
das Fortsetzen der Relativbewegung zwischen Ziehstem pel (84) und Ziehmatrize (78) derart, daß in eine Oberfläche des Mantels (62) eine der flach profilier ten Struktur (103) des Wandbereichs (98) in umgekehr ter Art und Weise entsprechende Komplementärstruktur (66) eingedrückt wird, so daß die Komplementärstruktur (66) als hydrodynamisches Pumpelement auf dem Mantel (62) dient,
und das Fortsetzen des Zieh- und Formvorgangs, bis der Mantel (62) auf eine Länge ausgedehnt ist, die wenigstens 110% derjenigen Länge des Mantels (62) ist, welche dieser aufweisen würde, wenn er durch Zie hen ohne beabsichtigte Verringerung der Wandstärke ge formt worden wäre.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der mantelformende Wandbereich (98) der Ziehmatrize
(78) auf der Innenumfangsfläche der Ziehmatrize (78)
liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der mantelformende Wandabschnitt (98) der Ziehmatrize
(78) an einem radial äußeren Bereich der Ziehmatrize
(78) liegt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das Blechstück eine eisenhaltige
Metallegierung ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das Blechstück aus einem nicht
eisenhaltigen Metall oder einer nichteisenhaltigen Me
tallegierung besteht.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die wenigstens eine flach profi
lierte Struktur (103) auf dem Wandbereich (98) der
Ziehmatrize (78) eine sich von der übrigen Oberfläche
der Matrizenwand (98) nach außen erstreckende Struktur
ist, so daß die Manteloberfläche wenigstens ein nach
innen eingedrücktes hydrodynamisches Element aufweist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die wenigstens eine flach profi
lierte Struktur (103) auf dem Wandbereich (98) der
Ziehmatrize (78) eine sich von der übrigen Oberfläche
der Matrizenwand (98) nach innen erstreckende Struktur
ist, so daß die Manteloberfläche wenigstens ein sich
nach außen erstreckendes Pumpelement aufweist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die wenigstens eine flach profi
lierte Struktur (103) auf der Matrizenwand (98) die
Form einer sich von der Oberfläche der Ziehmatrize
(78) nach außen erstreckenden, kontinuierlichen Wendel
aufweist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die wenigstens eine flach profi
lierte Struktur (103) auf der Matrizenwand (98) die
Form einer sich von der Oberfläche der Ziehmatrize
(78) nach innen erstreckenden, kontinuierlichen Wendel
aufweist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Struktur eine
Mehrzahl von Strukturen umfaßt, die in einem gemu
sterten Gebiet (100) liegen,
und daß sich die Strukturen sich von der Oberfläche der Ziehmatrize (78) nach außen erstrecken,
und daß das Muster eine Wendel ist.
und daß sich die Strukturen sich von der Oberfläche der Ziehmatrize (78) nach außen erstrecken,
und daß das Muster eine Wendel ist.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Struktur
einen gemusterten Strukturbereich umfaßt mit einer
Mehrzahl von wendelartig angeordneten, einzelnen,
sich von der Oberfläche der Ziehmatrize (78) nach
innen erstreckenden Strukturen.
12. Dichtungsanordnung für zwei relativ zueinander beweg
liche, abzudichtende Elemente (28, 32), welche eine
primäre Dichteinheit (22) und eine zugeordnete Ver
schleißhülse (24) umfaßt,
wobei die primäre Dichteinheit (22) eine Ummantelung (38) zum Anbringen an einem (28) der zwei Elemente umfaßt sowie ein Dichtelement (44) umfaßt, welches wenigstens einen Abschnitt aufweist, der in fluid dichten Dichtkontakt mit einer Oberfläche (64) der zugeordneten Verschleißhülse (24) vorspannbar ist,
und wobei die zugeordnete Verschleißhülse (24) einen im allgemeinen zylindrischen Bereich (62) aufweist, der am anderen (32) der zwei Elemente fluiddicht be festigbar ist und ein durch Metallkaltfließen geform tes Oberflächenmuster aufweist, wobei das Muster (67) wenigstens ein hydrodynamisches Pumpelement (66) mit einem profilierten, vom übrigen Zylinderbereich (62) radial versetzten Bereich aufweist.
wobei die primäre Dichteinheit (22) eine Ummantelung (38) zum Anbringen an einem (28) der zwei Elemente umfaßt sowie ein Dichtelement (44) umfaßt, welches wenigstens einen Abschnitt aufweist, der in fluid dichten Dichtkontakt mit einer Oberfläche (64) der zugeordneten Verschleißhülse (24) vorspannbar ist,
und wobei die zugeordnete Verschleißhülse (24) einen im allgemeinen zylindrischen Bereich (62) aufweist, der am anderen (32) der zwei Elemente fluiddicht be festigbar ist und ein durch Metallkaltfließen geform tes Oberflächenmuster aufweist, wobei das Muster (67) wenigstens ein hydrodynamisches Pumpelement (66) mit einem profilierten, vom übrigen Zylinderbereich (62) radial versetzten Bereich aufweist.
13. Dichtanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich
net, daß das wenigstens eine hydrodynamische Element
ein kontinuierliches Wendelelement ist und von der
übrigen Zylinderoberfläche (62) um nicht mehr als
0,076 mm (0,003 Zoll) versetzt ist.
14. Dichtanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich
net, daß das wenigstens eine hydrodynamische Element
eine Mehrzahl von einzelnen, in einem Wendelmuster
angeordneten Elementen umfaßt.
15. Dichtanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich
net, daß das wenigstens eine hydrodynamische Element
eine Mehrzahl wendelartig angeordneter Elemente um
faßt, wobei jedes Element die Form einer Vertiefung
oder Kerbe mit einer Tiefe von nicht mehr als
0,076 mm (0,003 Zoll) aufweist, und wobei die Kerben
(66) in einer radial nach außen gerichteten Oberflä
che (64) des zylindrischen Bereichs (62) geformt
sind.
16. Dichtanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich
net, daß das wenigstens eine hydrodynamische Element
eine Mehrzahl wendelartig angeordneter Elemente um
faßt, wobei jedes Element die Form einer Vertiefung
oder Kerbe mit einer Tiefe von ungefähr 0,013 mm
(0,0005 Zoll) bis ungefähr 0,025 mm (0,001 Zoll) auf
weist, und wobei die Kerben (66) in einer radial nach
außen gerichteten Oberfläche (64) des zylindrischen
Bereichs (62) geformt sind.
17. Dichtanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich
net, daß das wenigstens eine hydrodynamische Element
eine Mehrzahl wendelartig angeordneter Elemente um
faßt, wobei jedes Element die Form einer Rippe oder
Schaufel mit einer Höhe von nicht mehr als 0,076 mm
(0,003 Zoll) aufweist, und wobei Rippen oder Schau
feln in einer radial nach außen gerichteten Oberflä
che (64) des zylindrischen Bereichs (62) geformt
sind.
18. Dichtungsanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß das wenigstens eine hydrodynamische
Element eine Mehrzahl von wendelartig angeordneten
Elementen umfaßt, wobei jedes Element die Gestalt
einer Rippe oder Schaufel mit einer Tiefe von unge
fähr 0,013 mm (0,0005 Zoll) bis ungefähr 0,025 mm
(0,001 Zoll) aufweist, wobei sich jede der Rippen
oder Schaufeln von der Oberfläche (64) des zylindri
schen Bereichs (62) radial nach außen erstreckt.
19. Dichtanordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 18,
dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (44)
eine polymerische Fluor-Kohlenstoff-Kontaktfläche
aufweist.
20. Dichtanordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 18,
dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (44) ein
völlig aus Elastomermaterial gebildeter Körper ist.
21. Dichtanordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 18,
dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (44)
ein zusammengesetzter Körper ist,
wobei Fluorkohlenstoffmaterial mit geringer Reibung den Teil bildet, der in eng anliegenden Dichtkontakt mit der zylindrischen Oberfläche (64) vorspannbar ist,
und wobei der übrige Dichtkörper (44) ein geformtes Elastomermaterial umfaßt.
wobei Fluorkohlenstoffmaterial mit geringer Reibung den Teil bildet, der in eng anliegenden Dichtkontakt mit der zylindrischen Oberfläche (64) vorspannbar ist,
und wobei der übrige Dichtkörper (44) ein geformtes Elastomermaterial umfaßt.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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US76908291A | 1991-09-30 | 1991-09-30 |
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