DE6917272U

DE6917272U - Federbelasteter radialdichtring

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Publication number: DE6917272U
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Authority: DE
Original assignee: Carl Freudenberg KG
Current assignee: Carl Freudenberg KG
Priority date: 1969-04-29
Filing date: 1969-04-29
Publication date: 1969-08-07
Also published as: FR2040383A1; SE361079B; GB1298925A

Description

PATENTANWALT DR.-ING. LOTTERHOS FRANKFURT (MAIN)

ANNASTRASSE 19 FERNSPRECHER. (0611) 555061 TELEGRAMME! IOMOSAPATENT LANDESZENTRALBANK 4/951 DRESDNER BANK FFM., Nr. 524742 POSTSCHECK.KONTO FFM. 1667

FRANKFURT (MAIN),

Carl Freudenber 694 Weinheim/Bergstr.

"Federbelasteter Radialdichtring"

Radialdichtringe aus gummielastischem Material zur Abdichtung von Wellen von üblicher Bauart sind nur bis zum Druck von etwa 0,5 atü zu verwenden. Bei höheren Drücken wird die Dichtlippe geg^n die Welle so stark angepreßt und infolgedessen abgenutzt, daß die Lebensdauer des Dichtringes sehr verkürzt wird. Bs ist deshalb technischwirtschaftlich nicht vertretbar, die Radialwellen-Lichtringe üblicher Bauart bei höheren Druckbelastungen einzusetzen«

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Gbm 69 17 272 15. September 1970

IV/fs

Firma Carl Freudenberg, 694- Weinlieim/Bergstraße, Zwischen

Dämmen

Druckbelasteter Radialdichtring

Radialdichtringe aus gummielastischem Material zur Abdich tung von Wellen von üblicher Bauart sind nur bis zum Druck von etwa 0,5 atü zu verwenden. Bei höheren Drücken wird die Dichtlippe gegen die Welle so stark angepreßt und infolgedessen abgenutzt, daß die Lebensdauer des Dichtringes sehr verkürzt wird. Es ist deshalb technischwirtschaftlich ni^ht vertretbar, die Radialwellen-Dichtringe üblicher Bauart bei höheren Druckbelastungen einzusetzen.

Es sind verschiedene Bauformen von Radialdichtringen be kannt, die zur Abdichtung höherer Drücke bei Umfangsge schwindigkeiten über 6 m/s geeignet sind. So kann ran z.B. einen normalen We11endientring mit einem Stützring versehen. Diese Lösung de:-. Problems, einer Abdichtung gegen höhere Drücke bedingt ein zusätzliches Bauelement und erfordert einen vergrößerten Einbauraum.

Es sind verschiedene Bauformen von Radialdichtringen bekannt, die zur Abdichtung höherer Drücke bei Umfangsgeschwindikeiten über 6m/s geeignet sind. So kann man z. B. einen normalen Wellendichtung mit einem Stützring versehen. Diese Lösung des Problems einer Abdichtung gegen höhere Drücke bedingt ein zusätzliches Bauelement und erfordert einen vergrößerten Einbauraum.

Bei einer anderen Ausführungsform eines für höhere Drücke geeigneten Radialwellen-Dichtrings ist das Versteifungsblech des Halteteils so ausgebildet, daß es mittels eines zusätzlichen Schenkels den Membranteil des Dichtringes unterstützt.

Dadurch wird aber die Bewegungsmöglichkeit der Dinhtlippe in radialer Richtung eingeschränkt, was bei exentrischem Lauf der Welle nachteilige ist.

Man kann auch den Membranteil des Wellendichtringes derart kürzen, daß die dem Druck ausgesetzten Flächen sehr klein werden. Da jedoch durch diese Ausgestaltung die Dichtlippe sehr steif wird, kann sie dynamischen Wellenbewegungen nicht mehr folgen.

Durch die Neuerung soll ein Radialdichtring geschaffen werden, der Wellen unter Druckbelastung abdichtet und die Nachteile der bekannten Dichtringe dieser Art nicht aufweist.

Ein Radial-Wellendichtring aus gummielastischem Material zur Abdichtung gegen druckteaufsehlagte Medien, bei dem der gegebenenfalls durch eine Feder, z.B. eine Äingwendelfeder belastete, die Dichtkante aufweisende Dichtlippenteil unmittelbar an dem Halteteil angeschlossen ist, ist nach der Neuerung durch eine Querschnittsgestaltung gekennzeichnet, bei der ein von einer auf der der Welle abgekehrten Seite liegenden Ausnehmung oder Aussparung erzeugter schwächerer Querschnitt des gummielastischen Materials, zwischen der durch die Dichtkante verlaufenden Ebene und dem in radialer Ebene liegenden Abschnitt des Halteteils vorhanden ist.

Durch diese Ausnehmung, die eine gelenkartige Wirkung hervorruft, werden zwei wichtige Forderungen, die an einen druckbelasteten Radialdichtring gestellt werden, erfüllt, nämlich den Abstand zwischen Dichtkante und bei federbelastetem Ring damit auch zwischen Pederwirkungslinie und dem Halteteil des Ringes so klein wie möglich zu halten und eine ausreichende Beweglichkeit des die Dichtkante tragenden Lippenteils zu garantieren...

Für einen federbelasteten Radialdichtring ist dabei vorausgesetzt, daß die Ebene der Pederwirkungslinie in radialer Richtung und die Ebene der Dichtkante unter Berücksichtigung der bei Radialdichtringen üblicherweise eingehaltenen Abweichungen beider Ebenen voneinander, gleich odei zumindest eng benachbart sind.

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Der Abstand zwischen Halteteil und Federwirkun^slin:e wird bei einem federbelasteten Radialdichtring dadurch nach oben abgegrenzt, daß er nicht größer sein sollte als der Außendurchmesser einer Windung der Ringwendelfeder.

Der Kalteteil des Raaialdichtringes, der vorzugsweise aus einem Stahlblech mit anvulkanisiertem Kautschuküberzug besteht, wird soweit in radialer Richtung an die Welle herangezogen, wie es der schräg zur Welle gerichtete Verlauf der Unterkante des Dj chtlippenteils und das Maß des üblicherweise zu berücksichtigenden Wellenschlages zulassen.

Der Radialdichtring gemäß der Neuerung ist nicht nur zur Abdichtung von umlaufenden Teilen, also bellen, sondern auch von hin- und hergehenden Teilen z.B. Stangen geeignet.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das üblicherweise halbkreisförmige Federbett für die ringförmige Ausnehmung angeschnitten, d.h. das Federbett ist an der dem Halteteil zugekehrten Seite etwas zurückgeschnitten.

Dadurch wird der Abstand zwiscnen Dichtkante bzw. zwischen Federv/irkungslinie, da es sich um einen federbelasteten Radialdichtring handelt, _und Halteteil se klein wie Eiöglich gehalten.

Auf Grund von praktischen Versuchen hat es sich als zweckmäßig herausgestellt, die dem Haltetail zugewandte Kante des Federbettes um ein Stück niedriger zu legen als die

andere Kante, das etwa ei. ι em Zehntel oder mehr des Au^endruchmessere der "..indung der Ringwendelfeder entspricht.

Dadu "Ch, uai;> der dem rlalceteii zugewandte Teil des Federbettes die Hingwendelfeder nicht- mehr am halten Unifang unischließt, besteht die Gefahr, daü die R..ngwendelf eder aus ihrem Bett herausgedrückt werden kann. Deshalb sind gemäß der Neuerung am Halteteil in Höhe der Ringwendelfeder Anschläge aus guinmielastischem Liaterial vorgesehen, die der Singwendelfeder soweit angenähert sind, daß der Abstand zwischen Pederwirkungslinie und Gummi anschlag kleiner als ^er oder höc.istens _faleich dem Auiaendurchmesser einer Windung der Kingwenaeifeder wird.

Palis die Ringwendelfeder aus inrem Bett herausgedrückt wird, wird sie uurch die U-unmi an schlage wieder in das Federbett zurückgedrückt. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der bevorzugten Perm des Radialdichtringes gemäß der !Teuerung dargestellt.

Die Pig. 1 zeigt im Schmitt und ausschnittsweise einen Radiallichtring, dessen Dichtkante mit 1 und dessen Pedervdrxuxif-slmie i:.it 4 bezeichnet ist. Die _oem-'iß der Heuerurig vor_CJesciilp.&eae ringförmige Ausnehmung 10 erzeugt den scnw-Li-Cüeren querschnitt 3, der zwischen der Pederwirkungslinie bzw. Liichukante 1, aie mit den für Rauiuldichtringe normalerweise eingehaltenen Abweichungen im Bereich der Pederwirkungslinie 4 liegt, und dem Halteteil 9 liegt.

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Die gemäß der Neuerung vorgesehene Ausnehmung 10 schneidet das Fedetfbett 7 so an, daß die (in der Zeichnung) linke Kante 2 des Federbettes 7 der Vfelle näher liegt als die rechte Begrenzungskante des Federbettes.

Das Maß y gibt den Abstand zwischen den am Halteteil 9

angebrachten Anschlägen 6 und der Federwirkungslinie 4 an.

Dieses Maß ist kleiner als der oder höchstens gleich dem

Außendurchmesser F einer Windung der Hingwendelfeder 5.

Das Verstärkungsblech des Halteteils 9 des üadialdichtrings ist mit 8 bezeichnet.

.uurch die Gestaltung des iiadialdichtringes gemäß der Neuerung ergibt sich eine starke Verringerung der radialen Anpreßkraft im drucklosen, vor allem oder bei druckbelastetem Betrieb. Die im Vergleich mit anderen Radialdichtringen für höhere Druckbelastungen bessere Beweglichkeit der Dichtlippe gibt die Möglichkeit, aen Dichtring bei verhältnismäßig großer dynamischer Wellenexzentrizität einzusetzen. Darüber hinaus ergiot sich der Vorteil einer geringen Bauhöhe.

b c Lu t ζ an s ρrüehe:

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Bei einer anderen Ausführungsform eines für höhere Drücke geeigneten Radialwellen-Lichtrings ist das Yersteifungsblech des Halteteils so ausgebildet, daß es mittels eines zusätzlichen Schenkels den Membranteil des Dichtringes unterstützt.

Dadurch wird aber die Bewegungsmöglichkeit der Dichtlippe in radialer Richtung eingeschränkt, was bei exzentrischem Lauf der Welle nachteilig ist.

Durch die Neuerung soll ein Radialdichtring geschaffen werden, der Wellen unter Druckbelastung abdichtet und die Nachteile der bekannten Dichtringe dieser Art nicht aufweist,

Ein Radial-We11endientring aus gummielastischem Material zur Abdichtung gegen druckbeaufschlagte Medien, bei dem der gegebenenfalls durch eine Feder, z. B. eine Ringwendelfeder beiastete, die Dichtkante aufweisende Dichtlippenteil unmittelbar an den Halteteil angeschlossen ist, ist nach der Neuerung durch eine Querschnittsgestaltung gekennzeichnet, bei der ein von einer auf der der Welle abgekehrten Siite liegenden, sich in radialer Richtung erstreckenden Ausnehmung oder Aussparung erzeugter schwächerer Querschnitt des gummielastischen haterialc zwischen ο·τ durch die Dichtkante /3

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verlaufenden Ebene und dem in radialer Ebene liegenden Abschnitt des Halteteils vorhanden ist, wobei der Abstand zwischen der Federwirkungsebene und der etwa in radialer Ebene liegenden, der Feder zugekehrten Fläche des Halteteils kleiner als der oder gleich dem Außendurchmesser der Ringwendelfeder ist.

Wenn anstelle einer Ringwendelfeder ein anderes Federglied, z.B. eine Ringfeder aus Draht oder kein Federglied Verwendung findet, sind die vorstehend angegebenen relativen Bemessungen zu finden, indem man von einer Ringwendelfeder-Größe ausgeht, die für den in Betracht zu ziehenden Radialwellendientring zu verwenden ist.

Durch die Ausnehmung, die eine gelenkartige Wirkung hervorruft, werden zwei wichtige Forderungen, die an einen druckbelasteten Radialdichtring gestellt werden, erfüllt, nämlich den Abstand zwischen Dichtkante und bei federbelasteten Ring damit auch zwischen Federwirkungslinie und dem Halteteil des Ringes so klein wie möglich zu halten und eine ausreichende Beweglichkeit des die Dichtkante tragenden Lippenteils zu garantieren. Für einen federbelasteten Radialdichtring ist dabei vorausgesetzt, daß die Ebene der Federwirkungslinie in radialer Richtung und die Ebene der Dichtkante unter Berücksichtigung der bei Radialdichtringen üblicherweise eingehaltenen Abweichungen beider Ebenen voneinander gleich oder zumindest eng benachbart sind.

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Bei einer bevorzugten Ausführungsform mit einem halbkreisförmigen Federbett schließt sich der schwächere Querschnitt unmittelbar an das Federbett an. Es ist zweckmäßig, die dem Halteteil zugewandte Kante des Federbettes um ein Stück niedriger zu legen als die andere Kante. Praktische Versuche haben gezeigt, daß dieser Unterschied zwischen den Abmessungen der beiden Federbett-Kanten zweckmäßigerweise etwa ein Zehntel des Außendurchmessers der Windung der Ringwendelfeder beträgt.

Dadurch, daß der dem Halteteil zugewandte Teil des Federbettes die Ringwendelfeder nicht mehr am halben Umfang umschließt, besteht die Gefahr, daß die Ringwendelfeder aus ihrer. Bett herausgedrückt werden kann. Deshalb sind gemäß der Neuerung am Halteteil in Höhe der Ringwendelfeder Anschläge aus gummielastischem Material vorgesehen. Dabei werden die bereits angegebenen Bemessungen eingehalten, nämlich derart, aaß der Abstand zwischen der Federwirkungslinie und dem Gummianschlag kleiner als der oder höchstens gleich dem Außendurchmesser einer Windung der Ringwendelfeder ist.

Falls die Ringwendelfeder aus ihrem Bett herausgedrückt wird, wird sie durch die Gummianschläge wieder in das Federbett zurückgedrückt. Auch wenn keine Gummipuffer vorgesehen sind, kann die Ausgestaltung so getroffen sein, daß die Feder von

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der ihr gegenüberliegenden Fläche des Halteteils in ihr Bett zurückgedrückt wird.

Es ist zweckmäßig, daß der in radialer Ebene liegende Abschnitt oder Schenkel des Halteteils bis an die möglichst nahe der Welle oder Stange liegende Kreislinie verhältnismäßig -unnachgiebig ausgestaltet ist. Vorzugsweise ist zu diesem Zweck der in radialer Richtung sich erstreckende Schenkel des Verstärkungsbleches im Halteteil soweit an die Welle neangeführt, wie es der schräg zur Welle gerichtete Verlauf der Unterkante des Dichtlippenteils und das Maß des üblicherweise zu berücksichtigenden Wellenschlages (unrunder Laui' der Welle) es zulassen.

Der Eadialdichtring gemäß der Neuerung ist nicht nur zur Abdichtung von umlaufenden Teilen, also Wellen, sondern auch von hin- und hergehenden Teilen, z.B. Stangen geeignet.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der bevorzugten Form des Radialdichtringes gemäß der Neuerung dargestellt.

Die Fig. 1 zeigt im Schnitt und ausschnitts\v^reise einen Radialdichtring, dessen Dichtkante mit 1 und dessen Federwirkungslinie mit 4 bezeichnet ist. Die gemäß der !Teuerung vorgeschlagene ringförmige Ausnehmung 10 erzeugt den schwächeren Querschnitt 5, der zwischen der Federwirkungslinie 4- bzw. Dichtkante 1, die mit den für Radialdichtringe normalerweise eingehaltenen Abweichungen im Bereich der Federwirkungslinie 4

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liegt, und dem Halteteil 9 liegt.

Die gemäß der Neuerung vorgesehene Ausnehmung 10 schneie.et
das Federbett 7 so an, daß die (in der Zeichnung) linke
Kante k des Federbettes 7 der Welle näher liegt als die
rechte Begrenzungskante des Federbettes.

Das Maß gibt den Abstand zwischen den am Halteteil 9 angebrachten Anschlägen 6 und der Federwirkungslinie 4 an. .:

Dieses Maß ist kleiner als der oder höchstens gleich dem ; Außendurchmesser F einer Windung der Ringwendelfeder 5·

Das Verstärkungsblech des Halteteils 9 des Radialdichtrings '■'"· ist mit 8 bezeichnet. t

Durch die Gestaltung des Radialdientringes gemäß der Neu- ·;

erung ergibt sich eine starke Verringerung der radialen ;

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tem Betrieb. Die im Vergleich mit anderen Radialdichtringen ^:

für höhere Druckbelastungen bessere Beweglichkeit der Dicht- j

lippe gibt die Möglichkeit, den Dichtring bei verhältnis- [ mäßig großer dynamischer Wellenexzentrizität einzusetzen.
Darüber hinaus ergibt sich der Vorteil einer geringen Bauhöhe.

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Claims

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Schutzansprüche :

1. Hadial-Wellendichtring aus gummielattischem Material zur Abdichtung gegen druckbeaufschlagte Medien, bei dem der gegebenenfalls durch eine Feder, z.B. eine Ringwendelfeder belastete, die Dichtkante aufweisende Dichtlippenteil unmittelbar an dem Halteteil angeschlossen ist, gekennzeichnet d u r ch e-.ie Querschnittsgeetaltungs, bei der ein von einer auf der der Welle abgekehrten Seite liegenden Ausnehmung (1(D) odor Aussparung erzeugter schwächerer Querschnitt (3) cles gummielastischen Materials zwischen der durch die Dichtkante (1) verlaufenden Ebene und dem in radialer Ebene liegenden Abschnitt des tLalteteils (9) vorhanden ist.

2. Radialdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand in Achsenrichtung zwischen der Federwirkungslinie und dem Halteteil (9) kleiner als der oder gleich dem Außendurchmesser der Ringwendelf eder (5) ist.

5. Radialdichtring nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der schwächere Querschnitt (3) sich unmittelbar an das Federbett (7) anschließt, wobei gegebenenfalls die dem schwächeren Querschnitt (3) benachbarte Kante des Federbettes niedriger

ist, als 'iie außenliegende Kante des Federbettes.

4. Radialdichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichne t , daß am Halteteil (9) gegenüber der Ringwendelfeder (5) Gummipuffer vorgesehen sind.

5. Radialdichtring nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß das Verstärkungsblech (8) im Halteteil (9) so weit an die Welle heranreicht, wie es der schräg zur \»elle gerichtete Verlauf der Dichtlippe und das Maß des üblicherweise zu berücksichtigenden Wellenschlages zulassen.

6. Radialdichtring nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß der schwächere Querschnitt (3) unmittelbar neben djem Verstärkungshlech (8) des Halteteils (9) liegt. i

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SCHUTZANSPE Ü CHE

ί. Eadial-Vi'illendientring aus gummielastischem Material zur Abdichtung gegen druckbeaufschlagte Medien, bei dem der gegebenenfalls durch eine Feder, z.B. eine Ringwendelfeder belastete, die Dichtkante aufweisende Dichtlippenteil unmittelbar an dem Halteteil angeschlossen ist, gekennzeichnet durch eine Querschnittsgestaltung, bei der ein von einer auf der der Welle abgekehrten Seite liegenden, sich in radialer Eichtung erstreckenden Ausnehmung (10) oder Aussparung erzeugter schwächerer Querschnitt (3) des gummielastischen Materials zwischen der durch die Dichtkante (1) verlaufenden Ebene und dem in radialer Ebene liegenden Abschnitt des Halteteils (9) vorhanden ist, wobei der Abstand (y) zwischen der Federwirkungsebene und der etwa in radialer Ebene liegenden, der Feder zugekehrten Fläche des Halteteils (9) kleiner als der oder gleich dem Außendurchmesser der Eingwendelfeder (5) ist.

2. Eadialdichtring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der schwächere Querschnitt (3) sich unmittelbar an das Federbett (7) anschließt.

J. Radialdichtring nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Halteteil (9) gegenüber der Ringwendel-

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feder (5) Gummipuffer (6; vorgesehen sixid.

4. Radialdichtring nach. Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der in radialer Richtung sich erstreckende Schenkel des Verstärkungsbleches (8) im Halteteil (9) und/ oder das verhältnismäßig unnachgiebig ausgebildete Halteteil (9) soweit an die Welle heranreicht, wie es der schräg zur Welle gerichtete Verlauf der Dichtlippe und das Maß des üblicherweise zu berücksichtigenden Wellenschlages zulassen.

5- Radialdichtring nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der schwächere Querschnitt (J) unmittelbar neben dem Verstärkungsblech (8) des Halteteils (9) liegt.