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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein Dichtungen und insbesondere
Lippendichtungen mit einer erhöhten
Druckkraft an der Kontaktfläche
zwischen der Dichtung und dem Bauelement, die sie beim Dichten einer
ersten Fläche
gegenüber
einer zweiten Fläche
berühren.
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Dichtungen
dienen bekanntermaßen
dazu, eine Substanz, etwa ein Fluid oder ein Gas, die sich in einem
Bereich oder einer Zone befinden, zu halten, damit sie nicht in
einen anderen Bereich oder eine andere Zone entweichen kann, während sie
eine relative Bewegung von zwei oder mehr mechanischen Bauelementen
zueinander zulassen, wobei eines der mechanischen Bauelemente beide
Bereiche oder Zonen durchquert. Solche Dichtungen dienen auch dazu,
Fremdstoffe, etwa Schmutz, Staub oder andere Partikel daran zu hindern,
in einen bestimmten Bereich oder eine Zone einzudringen. Es kann
beispielsweise gewünscht
sein, ein Schmiermittel in einem bestimmten Bereich oder einer Zone
zu halten, wobei Staub oder andere Partikel daran gehindert werden,
in diesen Bereich einzudringen und das Schmiermittel zu verunreinigen.
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Dem
Durchschnittsfachmann ist bekannt, dass die Fähigkeit, eine angemessene Schmierung zwischen
zwei relativ zueinander beweglichen Maschinenbauelementen zu erhalten,
wie auch die Fähigkeit,
Verunreinigungen daran zu hindern, zwischen die beiden zueinander
beweglichen Maschinenbauelemente zu gelangen, die Arbeitsleistung der Maschinenbauelemente
stark heraufsetzt und die Abnutzung dieser Bauelemente stark reduziert,
was ihre Lebenszeit verlängert.
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1A zeigt
eine Querschnittansicht einer beispielhaften Lippendichtung 10 nach
dem Stand der Technik. Die Dichtung 10 enthält einen
Körperabschnitt 12 und
einen ausgestellten Lippenabschnitt 14. In 1B ist
eine äußere Leiste 16 des
ausgestellten Lippenabschnitts 14 so aufgebaut, dass sie als
Kontaktfläche
beim Ausbilden einer Dichtung zwischen zwei relativ zueinander beweglichen
Maschinenbauelementen 18 und 20 dient. In der
gezeigten beispielhaften Ausführungsform
ist die Lippendichtung 10 so aufgebaut, dass sie das Volumen
eines Fluids 22 in einem Bereich 24 hält, der
zwischen den beiden relativ zueinander beweglichen Maschinenbauelementen 18 und 20 vorgesehen
ist.
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Die
beiden relativ zueinander beweglichen Maschinenbauelemente 18 und 20 können vertretend
für verschiedene
Vorrichtungen sein. Beispielsweise kann das erste Maschinenbauelement 18 eine Welle
eines Hydraulikzylinders sein, in dem das erste Maschinenbauelement 18 axial
gegenüber
dem zweiten Maschinenbauelement 20 hin und her beweglich
ist. In einem anderen Beispiel kann eine Lageranordnung enthalten
sein, in der sich das erste Maschinenbauelement 18 radial
gegenüber
dem zweiten Maschinenbauelement 20 dreht oder bewegt. Zahlreiche
andere Vorrichtungen können
eine Dichtung 10 enthalten, wobei die meisten Anordnungen
allgemein die Grundbewegungen einer relativen Drehung und/oder relativen
axialen Bewegung zwischen den Maschinenbauelementen 18 und 20 enthalten.
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Wenn
sich das erste Maschinenbauelement 18 axial gegenüber dem
zweiten Maschinenbauelement 20 bewegt, kann es beispielsweise
wünschenswert
sein, einen Fluidfilm (nicht gezeigt) zu durchdringen, der sich
auf der Oberfläche
des ersten Maschinenbauelementes 18 bildet, um eine wirkungsvolle Dichtung
zwischen den beiden Bauelementen 18 und 20 bereitzustellen.
Das kann durch Bereitstellen einer Kraft an der Kontaktfläche der
Dichtung 10 (z.B. der Leiste 16) erfolgen, die
ausreicht, um die Oberflächenspannung
des Fluidfilms aufzuheben. Aufgrund der bekannten Einschränkungen
durch Werkzeugbereitstellung und Herstellung beschreibt die Leiste 16 des
Lippenabschnitts 14 der Dichtung 10 üblicherweise
einen Radius, der dazu dient, jede auf die Fläche des ersten Maschinenbauelementes 18 aufgebrachte
Kraft über
einen größeren Bereich
zu verteilen, indem die Kontaktfläche dazwischen vergrößert wird.
Wenn eine bestimmte Druckkraft über
einen größeren Kontaktbereich
zwischen der Leiste 16 und dem ersten Maschinenbauelement 18 verteilt
wird, wird es schwieriger, den Fluidfilm, der sich auf dem ersten
Maschinenbauelement 18 gebildet hat, zu durchdringen.
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Ferner,
auch wenn es wünschenswert
sein mag, eine Leiste 16 mit einem sehr kleinen Radius (z.B.
fast mit Punktkontakt) bereitzustellen, verhindern mehrere Probleme
die Verwendung eines kleinen Radius oder einer spitz zulaufenden
Leiste. Man geht beispielsweise davon aus, dass es aufgrund bekannter
Einschränkungen
durch die Werkzeugbereitstellung schwierig ist, die Leiste 16 oder
eine ähnliche
Kontaktfläche
mit einem Radius von weniger als etwa 0,1016 Millimeter (mm) (etwa
4 Mils oder 0,004 Zoll) immer wieder und genau serienmäßig herzustellen.
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Ferner,
um eine übermäßige Verformung
der Lippe 14 und der Leiste 16 unter Belastungsbedingungen
zu verhindern, wobei diese übermäßige Verformung
beispielsweise durch die relative axiale Bewegung zwischen der Dichtung 10 und
dem ersten Maschinenbauelement 18 auftreten kann, sind
die beiden Flächen 26 und 28,
die zur Leiste 16 führen, auf
herkömmliche
Weise so angeordnet und ausgelegt, dass sie zwischen sich einen
stumpfen Winkel definieren. Eine solche Anordnung bewirkt, da sie
der übermäßigen Verformung
der Lippe 14 einen geeig neten Widerstand entgegensetzt,
einen nicht optimalen Kontaktflächen-Winkel
zwischen der oberen Fläche 26 der
Lippe 14 und der Fläche
des ersten Maschinenbauelementes 18 und kann dadurch bei Durchdringen
des Fluidfilms, der sich auf der Oberfläche des ersten Maschinenbauelementes 18 gebildet hat,
nicht vollständig
wirksam sein.
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Ein
bekannter Aufbau einer Lippendichtung versucht, das Problem der
Reibung zwischen der Dichtung und einem Maschinenbauelement zu behandeln,
das sie berührt,
während
auch eine angemessene Schmierung der Dichtung bereitgestellt wird.
Dieser Aufbau, der in der US-Patentschrift US-A-6,045,138
beschrieben wird, enthält
eine Dichtungslippe mit ringförmigen
Vorsprüngen
auf ihrer Oberfläche,
wobei die Vorsprünge
axial zueinander beabstandet sind, um einen Zwischenraum zwischen sich
zu begrenzen. Die freien Enden der Vorsprünge enthalten zusammenlaufende
Flächen,
bei denen auf der vorgesehenen mit Flüssigkeit beaufschlagten Seite
der Vorrichtung die Winkligkeit der Fläche, die dem Zwischenraum zugewandt
ist, nicht kleiner ist als die der flüssigkeitzugewandten Fläche, und
die Winkligkeit der Fläche,
die dem Zwischenraum zugewandt ist, auf der vorgesehenen der Luft
zugewandten Seite der Vorrichtung größer ist als die der luftzugewandten
Fläche.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Dichtung, die allgemein der
in der letztgenannten Schrift entspricht und im Oberbegriff von
Anspruch 1 beschrieben ist.
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Im
Hinblick auf die Nachteile des Standes der Technik wäre es vorteilhaft,
eine Lippendichtung bereitzustellen, die eine erhöhte Druckkraft
an ihrer Kontaktfläche
mit einem relativ beweglichen Maschinenbauelement bereitstellt,
während
die Kontaktfläche
zwischen der Dichtung und dem relativ beweglichen Maschinenbauelement
möglichst
kleiner ist. Es wäre
weiter vorteilhaft, eine Dichtung bereitzustellen, in der eine Kontaktfläche mit
einem verkleinerten Radius mit einem gewünschten Kontaktwinkel gegenüber dem
relativ beweglichen Maschinenbauelement bereitgestellt wird, während eine
Stabilität
für eine solche
Kontaktfläche
bereitgestellt wird.
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Gemäß einem
Gedanken der vorliegenden Erfindung ist eine Dichtung gemäß dem kennzeichnenden
Anspruch 1 bereitgestellt.
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In
einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
enthält
die Dichtung einen ringförmigen
Körperabschnitt
und einen ringförmigen
Lippenabschnitt, der sich von dem Körperabschnitt erstreckt. Der
Lippenabschnitt enthält
ein erstes Segment und ein zweites Segment, die durch ein gebogenes
Segment verbunden sind.
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Ein
ringförmiger
Vorsprung ist an dem Lippenabschnitt ausgebildet, wobei der Vorsprung
ein erstes Segment enthält,
das mit einem gebogenen Segment verbunden ist. Das erste Segment
des Vorsprungs ist so aufgebaut, dass es senkrecht zu dem zweiten
Segment des Lippenabschnitts steht. Der Vorsprung kann auch ein
zweites Segment enthalten, das mit seinem bogenförmigen Segment verbunden und
neben dem zweiten Segment des Lippenabschnitts angeordnet ist. Das
zweite Segment des Vorsprungs kann spitzwinklig zu dem zweiten Segment des
Lippenabschnitts ausgerichtet sein.
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Gemäß einem
anderen Gedanken der Erfindung nach Anspruch 11 ist eine Vorrichtung
mit einem ersten und einem zweiten zueinander beweglichen Maschinenbauelement
bereitgestellt, wobei eine der Dichtungen dazwischen und mit ihnen
in Kontakt stehend ist.
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Gemäß wieder
einem anderen Gedanken der vorliegenden Erfindung nach Anspruch
12 ist ein Verfahren zum Ausbilden einer Dichtung zwischen einem
ersten Maschinenelement und einem zweiten zueinander beweglichen
Maschinenelement bereitgestellt. Das Verfahren enthält das Bereitstellen
einer Dichtung mit einem Körperabschnitt
und einem Lippenabschnitt, der sich von dem Körperabschnitt erstreckt, der
mit einem ersten Segment, einem zweiten Segment und einem bogenförmigen Segment ausgestattet
ist, das zwischen und neben dem ersten und dem zweiten Segment des
Lippenabschnitts angeordnet ist. Die Dichtung ist auch mit einem
Vorsprung ausgestattet, der an dem Lippenabschnitt ausgebildet ist,
wobei der Vorsprung mit einem ersten Segment ausgestattet ist, das
an ein gebogenes Segment angrenzt. Die Dichtung ist zwischen dem ersten
Maschinenelement und dem zweiten Maschinenelement angeordnet, so
dass sie eine Fläche
des ersten Maschinenelementes mit dem Vorsprung berührt, so
dass das erste Segment des Vorsprungs senkrecht zur Fläche des
ersten Maschinenelementes steht. Das erste Maschinenelement wird
gegenüber
der Dichtung bewegt, während
der Kontakt dazwischen erhalten bleibt, so dass eine wesentliche Menge
des Vorsprungs abgetragen wird, wodurch ein Kantensegment zwischen
dem zweiten Segment des Lippenabschnitts und dem gebogenen Segment des
Lippenabschnitts bestehen bleibt, das senkrecht zur Fläche des
ersten Maschinenelementes steht.
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Im
Folgenden werden die beiliegenden Zeichnungen erläutert:
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1a und 1b zeigen
Querschnittansichten einer beispielhaften Lippendichtung nach dem
Stand der Technik.
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2a zeigt
perspektivisch eine Lippendichtung im Schnitt gemäß einer
der vorliegenden Erfindung zugrunde liegenden Ausführungsform.
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2b zeigt
eine vergrößerte Querschnittansicht
eines Lippenabschnitts der Dichtung in 2a.
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2c zeigt
eine weitere vergrößerte Ansicht
eines Abschnitts einer Lippendichtung, wie sie in 2b angezeigt
ist.
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3 ist
eine Querschnittansicht einer Lippendichtung in 2a,
die zwischen zwei zueinander beweglichen Maschinenbauelementen angeordnet
ist.
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4 ist
eine vergrößerte Querschnittansicht
der Dichtung in 3 nach Gebrauch und Abnutzung
der Dichtung.
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5a bis 5f zeigen
weitere beispielhafte Aufbauten von Lippendichtungen, die gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet werden können.
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2a zeigt
eine beispielhafte Lippendichtung 100. Die Dichtung 100 ist
perspektivisch gezeigt und durchgeschnitten, so dass nur etwa die
halbe Dichtung 100 gezeigt wird. Für den tatsächlichen Gebrauch ist die Dichtung 100 in
der Form eines im Wesentlichen ringförmigen Elementes aufgebaut,
das dem Durchschnittsfachmann bekannt ist. Die Dichtung 100 enthält einen
Körperabschnitt 102.
Ein erster Lippenabschnitt 104 erstreckt sich von dem Körperabschnitt 102 und
weitet sich radial nach innen relativ zum Körperabschnitt 102 aus,
um einen inneren Umfang 106 der Dichtung 100 zu
begrenzen. Ein zweiter Lippenabschnitt 108 erstreckt sich
von dem Körperabschnitt 102 und
weitet sich nach außen
radial relativ zum Körperabschnitt 102 aus,
um einen äußeren Umfang 110 der
Dichtung 100 zu begrenzen. Auch andere Dichtungsaufbauten
können
verwendet werden, von denen einige im Folgenden gezeigt und beschrieben
werden.
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Wünschenswert
ist es, die Dichtung 100 als einheitliches Element auszubilden,
so dass die Lippenabschnitte 104 und 108 durchgehend
und einstückig
mit dem Körperabschnitt 102 ausgebildet
sind. Die Dichtung 100 kann aus einem beliebigen Material ausgebildet
sein, beispielsweise aus Polyurethan, Nitrilgummi (NBR), Neopren,
Silikon oder anderen geeigneten Elastomeren.
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2b zeigt
eine vergrößerte Querschnittansicht
des ersten Lippenabschnitts 104 im Profil. Die Merkmale
und der Aufbau des ersten Lippenabschnitts 104 sind auch
auf den zweiten Lippenabschnitt 108 anwendbar. Die Merkmale
und der Aufbau des ersten Lippenabschnitts 104, die im
Folgenden beschrieben werden, stellen einen besonderen Vorteil bereit,
wenn sie auf einem Lippenabschnitt ausgebildet sind, der gegen die
Fläche
eines Maschinenelementes angeordnet sein soll, der gegenüber der
Dichtung 100 beweglich ist.
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Der
erste Lippenabschnitt 104 enthält eine erste Fläche oder
ein Segment 112, das an der fluidbeaufschlagten oder obenliegenden
Seite der Dichtung angeordnet sein soll, die zwischen zwei zueinander
beweglichen Maschinenelementen ausgebildet ist. Eine zweite Fläche oder
ein Segment 114 des Lippenabschnitts 104 ist dort
angeordnet, wo sich die nicht fluidbeaufschlagte oder untere Seite
der Dichtung befinden soll, die zwischen zwei relativ zueinander
beweglichen Maschinenelementen ausgebildet ist. Eine gebogene Oberfläche oder
ein Segment 116 mit einem relativ kleinen Radius kann dazwischen angeordnet
sein und als ein Übergang
zwischen dem ersten und dem zweiten Segment 112 und 114 dienen.
Ein kleiner Vorsprung 118 erstreckt sich von dem Lippenabschnitt 104 und
ist allgemein in dem Bereich angeordnet, in dem das zweite Segment 114 in
das erste Segment 112 etwa neben oder verbunden mit dem
gebogenen Segment 116 übergeht.
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Während die
beispielhafte Ausführungsform ein
gebogenes Übergangssegment 116 enthält, könnten das
erste und das zweite Segment 112 und 114 übergehen,
indem sie sich treffen und eine Ecke oder einen Winkel zwischen
sich bilden. In diesem Fall kann der Vorsprung 118 entlang
dem zweiten Segment 114 ausgebildet sein und beispielsweise um
etwa 0,0508 bis 0,508 mm (etwa 0,002 bis 0,020 Zoll) von dem winkligen Übergang
abweichen.
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2c zeigt
eine weitere Vergrößerung des Lippenabschnitts 104 mit
dem Vorsprung 118. Der Querschnitt des Lippenabschnitts 104,
der in 2c gezeigt ist, ist der Klarheit
wegen nicht schraffiert gezeigt.
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Wie
vorhergehend beschrieben, kann der Vorsprung 118 allgemein
entlang des vorstehenden Übergangs
des gebogenen Segments 116 zu dem zweiten Segment 114 angeordnet
sein. Der Vorsprung 118 enthält auch eine erste Fläche oder
ein Segment 120 auf der geplanten fluidbeaufschlagten Seite
einer Dichtung, die zwischen zwei relativ zueinander beweglichen
Maschinenelementen ausgebildet ist, eine zweite Fläche oder
ein Segment 122 an der geplanten, nicht mit Fluid beaufschlagten
Seite der Dichtung und eine gebogene Fläche oder ein Segment 124 zwischen
und mit dem ersten und dem zweiten Segment 120 und 122 des
Vorsprungs 118 verbunden. Der Durchschnittsfachmann weiß, dass es
aus praktischen Gesichtspunkten im Hinblick auf die Werkzeugeinrichtung
schwierig ist, einen Übergang
zwischen zwei nicht parallel liegenden Flächen (z.B. dem ersten und dem
zweiten Segment 120 und 122 des Vorsprungs 118)
als wahren Winkel und ohne Radius in einer beliebigen wichtigen
Stufe der Serienherstellung auszubilden.
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Das
gebogene Segment 124 des Vorsprungs 118 zeigt
einen Radius, der wünschenswerterweise kleiner
ist als das gebogene Segment 116 des Lippenabschnitts 104.
Beispielsweise kann das gebogene Segment 116 einen Radius
von nur 0,1016 mm (4 Mils oder 0,004 Zoll) aufweisen, während das
gebogene Segment 124 des Vorsprungs 118 beispielsweise
einen Radius von etwa 0,01905 bis 0,0381 mm (etwa 0,75 bis 1,5 Mils
oder 0,0075 bis 0,0015 Zoll) aufweisen kann. Solche beispielhaften
Abmessungen können
erhalten werden, indem beispielsweise eine Form für die Dichtung 100 ausgebildet
wird, in der das gebogene Segment 116 für den Lippenabschnitt 104 zunächst geschnitten
oder in der Form mit einem ersten Werkzeug ausgebildet wird, und
dann das gebogene Segment 124 des Vorsprungs 118 geschnitten
und in der Form mit einem zweiten schärferen Werkzeug ausgebildet
wird.
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2c zeigt
ebenfalls, dass der Vorsprung 118 strategisch ausgebildet
und gegenüber
dem Lippenabschnitt 104 angeordnet sein kann. Es kann beispielsweise
gewünscht
sein, das erste Segment 120 des Vorsprungs 118 so
auszurichten, dass es im Wesentlichen senkrecht zum zweiten Segment 114 des Lippenabschnitts 104 steht.
Es kann auch gewünscht sein,
den Vorsprung 118 so anzuordnen, dass das zweite Segment 122 des
Vorsprungs 118 einen spitzen Winkel zu dem zweiten Segment 114 des
Lippenabschnitts 104 bildet. Der spitze Winkel, der von
dem zweiten Segment 122 des Vorsprungs 118 gebildet wird,
dient als eine Grundlage zum Stabilisieren des Vorsprungs 118,
beispielsweise während
der axialen Hin- und Herbewegung eines Maschinenelementes relativ
dazu.
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Ferner
kann es wünschenswert
sein, den Vorsprung 118 so anzuordnen, dass sich sein erstes Segment 120 an
das gebogene Segment 116 des Lippenabschnitts 104 anschließt. Beispielsweise kann
das erste Segment 120 des Vorsprungs 118 im oberen
Bereich (z.B. näher
zum ersten Segment 112 des Lippenabschnitts 104)
des vorstehenden Übergangs 125 zwischen
dem zweiten Segment 114 und dem gebogenen Segment 116 des
Lippenabschnitts 104 (gestrichelt gezeigt) in einem Abstand „D" von etwa 0,0508
mm (etwa 2 Mils oder 0,002 Zoll) angeordnet sein.
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Ebenso
kann es gewünscht
sein, den Vorsprung 118 so anzuordnen, dass er um einen
bestimmten Abstand von dem Lippenabschnitt 104 nach außen vorspringt.
Beispielsweise kann der Vorsprung um einen Abstand „X" von etwa 0,01905
bis 0,0381 mm (etwa 0,75 bis 1,5 Mils o der 0,00075 bis 0,0015 Zoll)
in einer Richtung vorspringen, die im Wesentlichen senkrecht zum
zweiten Segment 114 des Lippenabschnitts 104 steht.
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Die
Anordnung und der Aufbau des Vorsprungs 118 kann von den
vorhergehend beschriebenen Beispielen abweichen. Beispielsweise
kann das erste Segment 120 des Vorsprungs 118 so
angeordnet sein, dass es im Wesentlichen gerade und angrenzend oder
sogar leicht hinter dem vorstehenden Übergang 125 zwischen
dem zweiten Segment 114 und dem gebogenen Segment 116 des
Lippenabschnitts 104 angeordnet ist.
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In 3 ist
die Dichtung 100 auf eine ähnliche Weise, wie vorhergehend
in 1a und 1b beschrieben,
zwischen einem ersten Maschinenelement 130 und einem zweiten
Maschinenelement 132 angeordnet. Wenn er zwischen den beiden
Maschinenbauelementen angeordnet ist, wird der Lippenabschnitt 104 von
dem ersten Maschinenelement 130 leicht nach innen zusammengedrückt, wenn
der Vorsprung 118 seine Fläche berührt. Der Vorsprung 118 ist
weiter gegenüber
dem ersten Maschinenelement 130 so angeordnet und ausgerichtet,
dass das erste Segment 120 des Vorsprungs 118 einen
im Wesentlichen senkrechten Verbindungswinkel begrenzt, wenn er
die Fläche
des ersten Maschinenelementes 130 berührt. Eine solche Anordnung
und Ausrichtung stellt eine relativ hohe Druckkraft bereit und verringert die
Kontaktfläche
im Vergleich zu einer Dichtung nach dem Stand der Technik ohne ähnlich geformten Vorsprung.
Die erhöhte
Druckkraft über
einem kleineren Bereich wie auch die im wesentliche senkrechte Verbindungsfläche des
Vorsprungs 118 mit dem Fluid 134 dienen dazu,
die Fähigkeit
der Dichtung 100 zu verbessern, den Fluidfilm (nicht gezeigt)
zu durchdringen, der sich üblicherweise
an dem ersten Maschinenelement 130 bildet. Ferner stellt
eine gemäß der vorliegenden
Erfindung aufgebaute Dichtung eine geringere Durchlässigkeit
zwischen zwei zueinander be weglichen Maschinenelementen im Vergleich
zu Dichtungen nach dem Stand der Technik bereit.
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Der
Aufbau und die Ausrichtung des Vorsprungs schafft ferner eine verbesserte
Flüssigkeitsdichtigkeit
auch nach Eintreten einer deutlichen Abnutzung der Dichtung 100 und
insbesondere des Vorsprungs 118. Beispielsweise zeigt 4 eine
Querschnittansicht der Dichtung 100' nach Gebrauch mit eingetretener
Abnutzung. Während
der Vorsprung 118 deutlich abgetragen wurde, bleibt eine
kleine Kante 136 stehen, die das wünschenswerte Merkmal beibehält, nämlich im
Wesentlichen senkrecht zur Fläche
eines Maschinenelementes (aus Gründen
der Deutlichkeit in 4 nicht gezeigt) zu stehen,
wenn sie eingebaut ist und es berührt. Die senkrechte Verbindung
zwischen der Kante 136 und der Fläche eines Maschinenelementes
unterstützt
wiederum das Durchdringen von Fluidfilmen, die sich darauf gebildet
haben. Die vorliegende Erfindung stellt somit nach dem ersten Einbau
nicht nur eine verbesserte Dichtung bereit, sondern auch eine höhere Leistung während der
längeren
Lebensdauer der Dichtung 100.
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5a bis 5f zeigen,
dass, wie vorhergehend beschrieben, die vorliegende Erfindung in
die Dichtungen 100a bis 100f mit unterschiedlichen
Formen und Anordnungen eingesetzt werden kann. Solche Dichtungen
können
beispielsweise verschiedene ringförmige Federn 150 und 150' sein, die jeweils zwischen
den ersten Lippenabschnitten 104a und 104d und
den zweiten Lippenabschnitten 108a und 108d angeordnet
sind. In ähnlicher
Weise können Dichtungselemente,
etwa Stütz-
oder Halteelemente 152 in solchen Dichtungen 100a bis 100f eingebaut sein,
was abhängig
von ihrer geplanten Anwendung und ihrem Zweck gewünscht sein
kann.
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BEISPIEL
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Wie
vorhergehend beschrieben, reduziert eine gemäß der vorliegenden Erfindung
aufgebaute Dichtung Undichtigkeiten zwischen zwei beweglichen Maschinenelementen
im Vergleich zu Dichtungen nach dem Stand der Technik. In einem
Versuch mit einer gemäß der vorliegenden
Erfindung aufgebauten Dichtung ging die Undichtigkeit um durchschnittlich
etwa 71% zurück.
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Genauer
gesagt, wurden zwei Gruppen Dichtungen getestet, wobei die erste
Gruppe aus vier Dichtungen bestand, die im Wesentlichen in der in 1a und 1b beschriebenen
Weise aufgebaut waren, mit einem Radius von 0,1016 mm (0,004 Zoll) an
der vorderen Kante der Lippe und ohne einen an oder in der Nähe des Lippenabschnitts
der Dichtung ausgebildeten Vorsprung. Die erste Gruppe diente als
Kontrollgruppe.
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Die
zweite Gruppe Dichtungen bestand aus vier Dichtungen, die gemäß der vorliegenden
Erfindung aufgebaut waren, wie es in 2a bis 2c und
in 3 beschrieben ist, mit einem darauf ausgebildeten
Vorsprung. Beide Dichtungsgruppen waren als Nutringdichtung ausgebildet,
die aus einem Polyurethanmaterial ausgebildet war.
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Die
Dichtungen wurden eine Fläche
eines ersten Maschinenelementes berührend in einer ringförmigen Nut
oder einer Buchse eines zweiten Maschinenelementes angeordnet, ähnlich dem,
das vorhergehend in 1b und 3 beschrieben
wurde. Das erste Maschinenelement war eine zylindrische Welle, die
gegenüber
dem zweiten Maschinenelement axial verschiebbar war. Eine Seite
der ausgebildeten Dichtung zwischen den beiden relativ zueinander
beweglichen Maschinenelementen war mit einem druckbeaufschlagten
Behälter
mit erdölhalti gem
Hydrauliköl
ausgestattet. Das offene Ende der Nutring-Anordnung der Dichtungen
wurde zur druckbeaufschlagten Seite weisend angeordnet. Eine Abstreifdichtung
wurde an der unteren oder nicht druckbeaufschlagten Seite der Dichtungen
angeordnet, um zu verhindern, dass Staub oder andere Schmutzpartikel
in den Behälter
eindringen. Die Außenseite der
Abstreifdichtung war der Umgebungsluft ausgesetzt.
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Bei
jedem Versuch wurde die zylindrische Welle oder das erste Maschinenelement
von dem druckbeaufschlagten Behälter
um einen Abstand von 15,24 Zentimetern (cm) (6 Zoll) mit einer Geschwindigkeit
von 28,6512 Metern pro Minute (m/Min) (94 Fuß pro Minute (ft/min)) gegenüber dem
zweiten Maschinenelement verschoben, während der Gefäßdruck geringer
war als 0,345 Megapascal (Mpa) (50 Pfund pro Quadratzoll (psi)).
Die Welle oder das erste Maschinenelement wurde dann um einen Abstand von
15,24 cm (6 Zoll) mit einer Geschwindigkeit von 28,6512 m/Min (94
ft/min) zum druckbeaufschlagten Behälter (in seine ursprüngliche
Position zurück)
verschoben, wieder gegenüber
dem zweiten Maschinenelement mit einem Gefäßdruck von etwa 13,8 Mpa (2.000
psi). Die Verschiebung und das nachfolgende Zurückkehren des ersten Maschinenelementes
bilden dabei einen einfachen Arbeitsgang.
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Jede
Welle wurde 25.000 Arbeitsgängen nach
dem vorhergehend beschriebenen Verfahren unterzogen. Durch die Dichtung
aus dem Gefäß herausgetretenes
Hydrauliköl
wurde aufgesammelt und auf einer Waage mit Grammeinteilung gewogen. Durchschnittlich
entwichen bei Dichtungen der Kontrollgruppe 4,66 g Hydrauliköl. Bei Dichtungen,
die gemäß der vorliegenden
Erfindung ausgelegt waren, entwichen durchschnittlich 1,35 g Hydrauliköl.
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Verschiedene
Veränderungen
und alternative Formen der Erfindung sind möglich, aber bestimmte Ausführungsformen
werden in den Zeich nungen beispielhaft gezeigt und hierin ausführlich beschrieben.
Die Erfindung gilt aber nicht als auf bestimmte beschriebene Formen
beschränkt.
Vielmehr schließt
die Erfindung alle Veränderungen,
Entsprechungen und alternativen Ausführungen im Rahmen der Erfindung
gemäß den beiliegenden
Ansprüchen ein.