DE4436879A1 - Dichtungseinheit, insbesondere für eine Wasserpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtungseinheit, insbeson­ dere für eine Wasserpumpe, nach dem Oberbegriff des An­ spruches 1.

Bei der Dichtungseinheit gemäß Hauptpatent . . . (Patent­ anmeldung P 44 09 537.6) hat der Zentrierring axial von ihm abstehende Zentrierlappen als Zentrierteile, die in wenigstens eine Vertiefung des äußeren Lagerringes des Lagers eingreifen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Dichtungs­ einheit gemäß Hauptpatent so weiterzubilden, daß der äu­ ßere Lagerring des Lagers einfach ausgebildet ist.

Diese Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen Dichtungsein­ heit erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Dichtungseinheit wird der Zen­ trierring mit seiner Dichtung in das Gehäuseteil und in den äußeren Lagerring des Lagers eingesetzt. Der Lager­ ring muß darum an seiner Außenseite nicht mit einer Ver­ tiefung zur Aufnahme von Teilen des Zentrierteiles ver­ sehen sein. Dadurch ist eine Bearbeitung des Lagerringes nicht erforderlich. Der Zentrierteil der erfindungsgemä­ ßen Dichteinheit ist zugleich mit der Dichtung versehen, mit der das Lager abgedichtet wird. Darum muß eine sol­ che Dichtung nicht gesondert montiert werden, sondern ist nach der Montage des Zentrierringes ebenfalls mon­ tiert.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den wei­ teren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung darge­ stellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in Seitenansicht und im Axialschnitt ei­ ne erfindungsgemäße Gleitringdichtung.

Die in der Zeichnung dargestellte Dichtung ist eine Axialgleitringdichtung, die Teil einer Wasserpumpe ist. Sie hat eine Welle 1, die mit Lagern 2, im Ausführungs­ beispiel mit Wälzlagern, drehbar gelagert ist. In der Zeichnung ist nur eines der Lager dargestellt. Es hat Wälzkörper 3, im Ausführungsbeispiel Kugeln, die in ei­ nem Lagerring 4 untergebracht sind. Er wird in ein Pum­ pengehäuse 5 eingebaut, das eine entsprechende Aufnahme 6 für den Lagerring 4 hat. Der Lagerring 4 mit den Wälz­ körpern 3 ist in bekannter Weise ausgebildet und wird darum nicht im einzelnen beschrieben.

Zur Abdichtung ist die Axialgleitringdichtung vorgese­ hen, die gegenüber dem Pumpengehäuse 5 bzw. dem Lager­ ring 4 durch einen Zentrierring 9 zentriert wird. Er be­ steht vorteilhaft aus Kunststoff, wie einem Thermo- oder einem Duroplast. Der Zentrierring 9 hat einen am Lager­ ring 4 vorgesehenen endseitigen Ringteil 10 sowie einen mit axialem Abstand ihm gegenüberliegenden endseitigen Ringteil 11. Die beiden Ringteile 10, 11 sind durch eine zylindrische Wand 12 miteinander verbunden, in der mit Abstand voneinander Fenster 13 für den Durchtritt von Dampfleckage vorgesehen sind. Die Fenster 13 haben rechteckigen Querschnitt und sind über den Umfang der Wand 12 vorteilhaft gleichmäßig verteilt angeordnet. Die beiden Ringteile 10, 11 und die Wand 12 sind vorteilhaft einstückig miteinander ausgebildet. Das Pumpengehäuse 5 ist mit Durchlaßöffnungen 15 versehen, durch welche die beim Einsatz der Axialgleitringdichtung auftretende Dam­ pfleckage austreten kann. Die für den Durchtritt der Dampfleckage vorgesehenen Fenster 13 haben ausreichend große Querschnitte, so daß eine Zuordnung der Fenster 13 und der entsprechenden Durchlaßöffnungen 15 nicht erfor­ derlich ist. Dadurch wird die Montage der Axialgleit­ ringdichtung erheblich vereinfacht.

Der lagerseitige Ringteil 10 hat einen ringförmigen Grundkörper 14, dessen Achse mit der Achse der Welle 1 zusammenfällt. Die dem Lager 2 zugewandte Unterseite des Grundkörpers 14 wird von einer Dichtung 16 bedeckt, die mit ihrem radial äußeren umlaufenden Rand in eine Ring­ nut 8 in der zylindrischen Innenwand 17 des Lagerringes 4 eingreift. Die Dichtung 16 setzt sich in einen zylin­ drischen Mantel 18 fort, der den zylindrischen Innenman­ tel 19 des Grundkörpers 14 bedeckt. Der zylindrische Mantel 18 umgibt die Welle 1 mit radialem Abstand. Vom Mantel 18 steht ein in Richtung auf die Axialgleitring­ dichtung konisch sich verjüngender Ring 20 ab, der an der Welle 1 anliegt. Dieser Ring 20 hat eine geringe Dicke und ist dementsprechend elastisch ausgebildet, so daß die Montage des Zentrierringes 9 auf der Welle 1 einfach durchgeführt werden kann.

Der Grundkörper 14 des Ringteiles 10 ist auf der dem Ringteil 11 zugewandten Seite teilweise ebenfalls mit einer Dichtung 21 bedeckt, die vorteilhaft einstückig mit dem zylindrischen Dichtungsmantel 18 ausgebildet ist. Auch der konische Ring 20 ist ebenso wie die Dich­ tung 16 vorteilhaft einstückig mit dem Mantel 18 ausge­ bildet.

Über die der Axialgleitringdichtung zugewandte Stirnsei­ te des Grundkörpers 14 des Ringteiles 10 steht ein Ring 22 über, dessen Stirnseite bündig mit der Stirnseite der Dichtung 21 liegt. Der Grundkörper 14 liegt mit seiner äußeren Mantelfläche an der Innenwandung 17 des Lager­ ringes 4 an.

Der Ringteil 11, der dem Ringteil 10 mit axialem Abstand gegenüberliegt, hat größeren radialen Innen- und Außen­ durchmesser als der Ringteil 10. Der Ringteil 11 hat ebenfalls einen Grundkörper 23 aus Kunststoff, der ein Thermo- oder Duroplast sein kann. Die Achse des Grund­ körpers 23 und damit des Ringteiles 11 fällt mit der Achse der Welle 1 zusammen. Die radial innen liegende, zylindrische Mantelfläche 24 des Grundkörpers 23 ist von einer Dichtung 25 bedeckt, die sich von der vom Ringteil 10 abgewandten ebenen Stirnseite 26 des Grundkörpers 23 bis zu dessen gegenüberliegender Stirnseite 27 er­ streckt. Die Mantelfläche 24 des Grundkörpers 23 ist mit einem Absatz 28 versehen, der als Axialanschlag für ei­ nen Gegenring 29 der Axialgleitringdichtung dient.

Die Dichtung 25 geht in einen die Stirnseite 27 des Grundkörpers 23 bedeckenden Dichtungsteil 30 über, der seinerseits in einen radial äußeren, zylindrischen Dich­ tungsteil 31 übergeht. Dieser Dichtungsteil 31 ist dicker als die Dichtungsteile 25 und 30. Wie die Zeichnung zeigt, erstreckt sich der radial äußere Dichtungsteil 31 nicht über die gesamte axiale Länge des Grundkörpers 23. Er ist mit Abstand von seiner Stirnseite 26 in seiner äußeren Mantelfläche mit einer bis zur gegenüberliegen­ den Stirnseite 27 sich erstreckenden ringförmigen Ver­ tiefung 32 versehen, in der der Dichtungsteil 31 liegt. Er ist an seiner Außenseite über seine axiale Länge vor­ zugsweise profiliert und liegt in der Einbaulage dich­ tend an der Innenwand des Pumpengehäuses 5 an.

Die Dichtung 25, 30, 31 kann aus jedem geeigneten Dicht­ material bestehen.

Der im Axialschnitt rechteckige Gegenring 29 liegt mit seiner radial äußeren Mantelfläche an der Dichtung 25 dichtend an. Der Gegenring 29 umgibt mit radialem Spiel die Welle 1. Am Gegenring 29 stützt sich in bekannter Weise ein Gleitring 33 unter der Kraft einer Druckfeder 34 axial ab. Die Stirnseite 26 des Grundkörpers 23 des Ringteiles 11, die Stirnseite des Dichtungsteiles 25 und die Stirnseite des Gegenringes 29 liegen vorteilhaft in einer gemeinsamen Radialebene.

An einem radial nach außen gerichteten Bund 35 des Gleit­ ringes 33 liegt eine balgförmige Sekundärdichtung 36 mit einem radial nach außen gerichteten Ringflansch 37 an. An ihm liegt das eine Ende der Druckfeder 34 an.

Die Sekundärdichtung 36 hat einen an den Ringflansch 37 anschließenden Balgteil 38, der auf einer zylindrischen Mantelfläche 39 eines zylindrischen Ansatzes 40 des Gleitringes 33 aufliegt. Der Balgteil 38 verjüngt sich kegelförmig im Bereich vor dem Ansatz 40 des Gleitringes 33 und geht in einen verdickten Endteil 41 über, der durch ein Gehäuse 42 gehalten ist. Es sitzt drehfest auf der Welle 1 und stützt über den Endteil 41 die Druckfe­ der 34 ab.

Über die Druckfeder 34 wird der Gleitring 33 fest gegen den Gegenring 29 gedrückt und auf diese Weise die erfor­ derliche Abdichtung gewährleistet. Der Zentrierring 9 ist in der beschriebenen Weise mit der Dichtung 16, 18, 21, 20, 25, 30, 31 versehen, so daß ein gesonderter Dichtungseinbau nicht erforderlich ist. Der Zentrierring 9 wird ebenso wie der Lagerring 4 in die Aufnahme 6 des Pumpengehäuses 5 eingesetzt. Da der Zentrierring 9 und der Lagerring 4 gleichen Außendurchmesser haben, kann die Aufnahme 6 des Pumpengehäuses 5 konstanten Durchmes­ ser haben. Auch die äußere Mantelfläche des Lagerringes 4 ist durchgehend zylindrisch ausgebildet, da der Zen­ trierring 9 nicht auf das Lagergehäuse aufgesetzt wird. Dadurch ist eine Bearbeitung und Formgebung des äußeren Lagerringes 4 nicht erforderlich. Dadurch ist eine äu­ ßerst kostengünstige und einfache Montage der Gleitring­ dichtung gewährleistet. Sie wird in der beschriebenen Weise über den Zentrierring 9 an den Lagerring 4 ange­ setzt, der dadurch eine herkömmliche Ausbildung haben kann, insbesondere nicht axial über die Wälzkörper 3 hinaus verlängert werden muß. Da herkömmliche, kurze La­ gerringe 4 verwendet werden können, ergibt sich durch den Einsatz der Gleitringdichtung und deren Ankoppelung über den Zentrierring 9 eine äußerst kostengünstige Fer­ tigung.

Über den radial äußeren Dichtungsteil 31 lassen sich beim Einbau der Gegenring 29 und der Gleitring 33 ein­ wandfrei zentrieren, so daß beim Einbau dieser Einheit die empfindlichen Dichtteile nicht beschädigt werden. Über das Gehäuse 42, die Sekundärdichtung 36 und die Fe­ der 34 ist der Gleitring 33 drehfest mit der Welle 1 verbunden, während der Gegenring 29 ortsfest angeordnet ist. Dadurch ergibt sich eine besonders geringe axiale Länge der Gleitringdichtung. Da die Aufnahme 6 des Pum­ pengehäuses 5 nach außen durch den Dichtungsteil 27 und radial nach innen durch den Ring 20 abgedichtet ist, ist eine einwandfreie Abdichtung des Lagers 2 sicherge­ stellt.

Der Gleitring 33 ist auf der Welle 1 elastisch gedämpft angeordnet und gegenüber ihr zentriert. Als Dämpfungs­ element dient ein axialer rohrförmiger Ansatz 43 der Se­ kundärdichtung 36, der nicht nur werkstoffelastisch wirkt, sondern darüberhinaus eine solche Formgebung hat, daß er auch formelastisch wirkt. Das freie Ende 44 des Ansatzes 43 ist trichterförmig erweitert ausgebildet und liegt an der zylindrischen Innenwandung 45 des Gleitrin­ ges 33 an. Die Stirnseite 46 des trichterförmigen Endes 44 ist teilkreisförmig abgerundet, so daß Beschädigungen der Innenwandung 45 des Gleitringes 33 ausgeschlossen sind. Der Ansatz 43 der Sekundärdichtung 36 hat radialen Abstand von der Innenwandung 45 des Gleitringes 33 und liegt lediglich mit dem trichterförmigen Ende 44 linien­ förmig an der Innenwandung 45 an. Am Übergang vom axia­ len Teil des Ansatzes 43 in den trichterförmig erweiter­ ten Teil 44 ist der Ansatz 43 innenseitig mit einer um­ laufenden vorstehenden Rippe 47 versehen, deren Innen­ durchmesser im nicht eingebauten Zustand kleiner ist als der Wellendurchmesser. Darum wird beim Einbau der Gleit­ ringdichtung der Ansatz 43 im Bereich der Rippe 47 auf den Wellendurchmesser elastisch aufgeweitet. Gleichzei­ tig wird hierbei auch das trichterförmige Ende 44 des Ansatzes 43 elastisch verformt, da es mit seiner Stirn­ seite 46 an der Innenwandung 45 des Gleitringes 33 an­ liegt. Auf diese Weise wird durch elastische Verformung eine Verspannung des trichterförmigen Endes 34 erreicht, die zur radialen Zentrierung sowie zur axial wirkenden Dämpfung des Gleitringes 33 führt. Der Ansatz 43 geht ebenso wie der Balgteil 38 in gleicher Höhe in den ver­ dickten Endteil 41 der Sekundärdichtung 36 über.

Der Ansatz 43 der Sekundärdichtung 36 besteht, wie die gesamte Sekundärdichtung 36, vorteilhaft aus Gummi, kann aber auch aus jedem anderen formelastischen Material, beispielsweise aus Thermoplasten, bestehen.

Da der Ansatz 43, der als Dämpfungs- und Zentrierteil wirkt, einstückig mit der Sekundärdichtung 36 ausgebil­ det ist, ergibt sich eine besonders einfache Ausbildung der Gleitringdichtung. Die Welle 1 muß nicht bearbeitet werden, insbesondere keine Ringnut zur Aufnahme eines Dämpfungsringes aufweisen.

Bei den bekannten Dämpfungsmaßnahmen muß in der Welle eine Ringnut eingearbeitet werden, die einen Dämpfungs­ ring aufnimmt, auf welcher sich der Gleitring abstützt. Die Herstellung der Ringnut ist mit erheblichen Kosten verbunden. Der Nutendurchmesser, der Querschnitt des Dämpfungsringes sowie der Innendurchmesser des Gleitrin­ ges müssen bei diesen bekannten Gleitringdichtungen mit sehr engen Toleranzen gefertigt werden, um die erforder­ liche Zentrierung zu erreichen bzw. ein Verklemmen die­ ser Teile zu verhindern. Bei der beschriebenen Ausbil­ dung ist eine Ringnut zur Axialsicherung des Dämpfungs­ elementes 43 nicht erforderlich. Infolge der beschriebe­ nen elastischen Verformung des Gleitringes 33 und des Ansatzes 43 müssen auch keine engen Fertigungstoleranzen eingehalten werden. Dadurch läßt sich die beschriebene Gleitringdichtung sehr kostengünstig fertigen. Dennoch ist eine einwandfreie Zentrierung des Gleitringes 33 si­ chergestellt.

Die beschriebene Dämpfung und Zentrierung mittels des Ansatzes 33 kann bei jeder Art von Gleitringdichtung verwendet werden und ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt.

Claims (8)

1. Dichtungseinheit, insbesondere für eine Wasserpumpe, mit einer Gleitringdichtung, die einen Gleitring aufweist, der unter der Kraft wenigstens einer Druckfeder an einem Gegenring anliegt, der mit einem einen äußeren Lagerring aufweisenden Lager verbunden ist, das in ein Gehäuseteil eingesetzt ist und des­ sen Lagerkörper eine Welle drehbar abstützt, wobei die Gleitringdichtung mit dem Lager über einen Zen­ trierring verbunden ist, der mit Zentrierteilen zur Zentrierung am Lager versehen ist, nach Patent . . . (Patentanmeldung P 44 09 537.6), dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrierring (9) mit wenigstens einer Dichtung (16, 18, 20, 21, 25, 27, 31) versehen ist, mit der der Zentrierring (9) dich­ tend in das Gehäuseteil (5) und in den äußeren La­ gerring des Lagers (4) eingesetzt ist.

2. Dichtungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrierring (9) als Zentrierteile zwei mit axialem Abstand voneinander liegende Ringteile (10, 11) aufweist, von denen der eine Ringteil (10) in den äußeren Lagerring und der andere Ringteil (11) in das Gehäuseteil (5) einge­ setzt ist.

3. Dichtungseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ringteile (10, 11) durch eine zylindrische Wand (12) miteinan­ der verbunden sind, die wenigstens eine Durchtritts­ öffnung (13) für Dampfleckage aufweist.

4. Dichtungseinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsöffnung (13) mit wenigstens einem Durchlaß (15) des Gehäuse­ teiles (5) strömungsverbunden ist.

5. Dichtungseinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Ringteil (10) einen konischen Dichtteil (20) aufweist, der an der Welle (1) anliegt.

6. Dichtungseinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Ringteil (10) einen Grundkörper (14) aufweist, der auf seiner dem Lager (2) zugewandten Seite von einem Dichtteil (16) bedeckt ist.

7. Dichtungseinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtteil (16) mit seinem radial äußeren Rand in eine Ringnut (8) in der inneren Mantelfläche (17) des äußeren Lagerrin­ ges eingreift.

8. Dichtungseinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Ringteil (11) mit seinem Dichtteil (25) an der äußeren Mantelflä­ che des Gegenringes (29) dichtend anliegt.