DE69926762T2 - Zusammengesetzte dichtung mit doppelelastizitätsmodul und verfahren zu deren herstellung - Google Patents

Zusammengesetzte dichtung mit doppelelastizitätsmodul und verfahren zu deren herstellung Download PDF

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Description

  • Technisches Gebiet
  • Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf radiale Lippendichtungen zur Verwendung mit relativ drehbaren Elementen wie bei Radachsenanwendungen, und insbesondere auf Lippendichtungen, in denen die berührende Lippe aus zwei verschiedenen Materialien gebildet ist.
  • Stand der Technik
  • Fluiddichtungen vom Lippentyp wenden typischerweise ein flexibles Dichtelement an, das an einem äußeren metallischen Gehäuse befestigt ist und eine oder mehrere Dichtlippen entlang einem radial nach innen gerichteten Rand davon umfasst. Die Auswahl des Dichtelementmaterials ist von einer Anzahl von Faktoren bestimmt, einschließlich der Umgebung, in der die Dichtung eingesetzt werden wird. Elastomere Materialien wie Gummi werden oft in Anwendungen, in denen die Lippendichtung einer schmutzigen Umgebung ausgesetzt, ist als Dichtlippenmaterial verwendet. Zum Beispiel sind Dichtungen, die in Schwermaschinenanwendungen zum Abdichten von Achsenlagern verwendet werden, auf der Luft- oder Atmosphärenseite der Dichtung verschiedenen verunreinigenden Substanzen bzw. Verunreinigungen ausgesetzt, die für die Lager schädlich wären, einschließlich Wasser, Salz und Schleifmittel wie Staub, Matsch, Sand etc. Bei anderen Anwendungen können Verunreinigungen in Schmiermittel auf einer Seite der Dichtung vorhanden sein. In jedem Fall werden Elastomere allgemein als Dichtlippenmaterial gegenüber anderen Materialien bevorzugt, wie Polytetrafluorethylen (PTFE)-Materialien, da die Elastomere unter solchen verunreinigten Bedingungen bei weitem verschleißfester sind als PTFE-Materialien, die im allgemeinen schlecht abschneiden.
  • Umgebungsbedingungen, die PTFE-Materialien gegenüber den Elastomeren bei der Auswahl des Dichtelements begünstigen, umfassen Bedingungen mit niedrigen und hohe Temperaturen und/oder mit wenig Schmierung oder trockenes Laufen. Die PTFE-Materialien sind unter solchen Bedingungen im allgemeinen verschleißfester.
  • Schwierigkeiten treten jedoch auf, wenn Dichtungen in Umgebungen arbeiten, die keines der Materialien begünstigen. Zum Beispiel ist es in der vorstehend beschriebenen Schwermaschinenanwendung nicht unüblich, dass die Dichtung nicht nur einer verunreinigten Umgebung ausgesetzt ist, sondern auch hohen oder niedrigen Temperaturen und/oder Bedingungen mit wenig Schmierung. In der Vergangenheit war die Tendenz, dass Elastomere bevorzugt gegenüber PTFE-Materialien gewählt wurden, da die Elastomere toleranter gegenüber Bedingungen mit niedrigen oder hohen Temperaturen und/oder niedriger Schmierfähigkeit sind, als die PTFE-Materialien gegenüber einer verunreinigten Laufbedingung. Es ist aus EP-A-0353913 bekannt, einen Fluiddichtungsaufbau für ein relativ drehbares Element zu haben, wie eine Welle, wobei der Dichtungsaufbau ein starres ringförmiges Gehäuse und, an dem Gehäuse befestigt, ein Dichtungselement einschließlich einer ringförmigen Dichtlippe umfasst, die für einen abdichtenden Eingriff mit der Dichtoberfläche des relativ drehbaren Elements gelagert ist, wobei die Dichtlippe axial voneinander beabstandete verunreinigte und gegenüberliegende Seiten aufweist. Das Dichtelement umfasst elastomeres Material, und die Dichtlippe umfasst an der verunreinigten Seite einen elastomeren Lippenabschnitt, der eine ringförmige elastomere Lippenkante für dichtenden Eingriff mit der Dichtoberfläche des relativ drehbaren Elements aufweist; auf der gegenüberliegenden Seite weist die Dichtlippe einen aus PTFE-Material gebildeten Einsatz auf, der an den elastomeren Lippenabschnitt in axial benachbarter Beziehung dazu gebunden ist, um so eine PTFE-Lippenkante zu haben, die für einen dichtenden Eingriff mit der Dichtoberfläche des relativ drehbaren Elements gelagert ist, gleichzeitig mit der elastomeren Lippenkante. Die Oberflächen der zusammengesetzten Dichtlippe an der verunreinigten und der gegenüberliegenden Seite verjüngen sich zu den Lippenkanten hin, und der PTFE-Einsatz ist als ein stumpfkegeliger Körper ausgebildet, wobei die Dichtlippe an einer Ecke zwischen benachbarten Seiten ausgebildet ist. Eine solche Einsatzform und die Notwendigkeit, dass ihre Maße genau vorbestimmt sein müssen, um zu ermöglichen, dass sie in dem elastomeren Material geformt wird, beeinträchtigt die kostengünstige Lösung, die eine zusammengesetzte Dichtlippe scheinbar bietet.
  • Daher gibt es in der Industrie das Bedürfnis nach einer Lippendichtung, die gute Leistungen in einer verunreinigten Umgebung und Betriebsbedingungen mit niedriger oder hoher Temperatur und/oder niedriger Schmierung zeigt, und die eine einfache und kostengünstige Herstellung gestattet.
  • Zusammenfassung der Erfindung und Vorteile
  • Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Fluiddichtungsaufbau für ein relativ drehbares Element mit einer zylindrischen Dichtoberfläche wie in Anspruch 1 der beigefügten Ansprüche dargelegt.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein modularisierter Fluiddichtungsaufbau gemäß Anspruch 6 der beigefügten Ansprüche bereitgestellt.
  • Die Erfindung betrachtet auch ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Fluiddichtungsaufbaus, wie im beigefügten Anspruch 12 dargelegt.
  • Die Erfindung stellt damit eine Fluiddichtung bereit, die eine Dichtlippe mit einer zusammengesetzten elastomeren/PTFE Lippenkante aufweist. Die elastomere Lippenkante befindet sich auf der verunreinigten Seite der Lippe und die PTFE-Lippenkante befindet sich auf der gegenüberliegenden Seite der Lippe und sind gelagert für gleichzeitigen Kontakt mit der entsprechenden Dichtoberfläche eines relativ drehbaren Elements, wie einer Verschleißhülse.
  • Eine solche zusammengesetzte Dichtungsanordnung ist besonders gut für Anwendungen geeignet, bei denen die Betriebsbedingungen weder für eine Lippendichtung nur aus elastomerem Material noch nur aus PTFE-Material sprechen. In einer Schwermaschinen-Achsenlagerdichtungsanwendung ist die elastomere Lippenkante auf der verunreinigten Seite der Dichtlippe während des Betriebs Verunreinigungen ausgesetzt, während die PTFE-Lippenkante auf der gegenüberliegenden Seite von der verunreinigten Atmosphäre durch die elastomere Lippenkante abgeschirmt ist. In Betriebsbedingungen, in denen, zusätzlich zu der verunreinigten Umgebung, auch Betriebsbedingungen niedriger oder hoher Temperatur und/oder niedriger Schmierung auftreten, kommt die PTFE-Lippenkante ins Spiel, um eine gute Fluidabdichtung mit der Dichtoberfläche des relativ drehbaren Elements aufrecht zu erhalten. Der gleichzeitige Kontakt der abnutzungsbeständigen PTFE-Lippenkante begrenzt den Abnutzungsgrad der elastomeren Lippenkante vorteilhaft auf den der PTFE-Lippenkante, wodurch ermöglicht wird, dass die elastomere Lippenkante die PTFE-Lippenkante weiter von Verunreinigungen abschirmt, selbst unter ungünstigen Bedingungen extremer Temperaturen und/oder niedriger Schmierung.
  • Ein weiterer Vorteil der PTFE/elastomeren Lippenkanten-Kombination ist, dass das PTFE-Material ein höheres Elastizitätsmodul aufweist als das elastomere Material. Während des Betriebs werden reversible hydrodynamische Oberflächenverformungen auf den elastomeren Lippenabschnitt weitergegeben, um den Ausschluss von Verunreinigungen zu unterstützen. Es hat den weiteren Vorteil, solche hydrodynamischen Hilfsmittel bereitzustellen, ohne sie während des Herstellungsprozesses bilden zu müssen. Dies vereinfacht die Herstellung solcher Dichtungen, insbesondere solcher, die bidirektionale hydrodynamische Leistungsfähigkeit erfordern. Noch ein weiterer Vorteil ist, dass die bimodular weitergegebenen hydrodynamischen Oberflächenverformungen nicht dauerhaft sind, wie geformte, geprägte oder geschnittene, die dazu neigen, Verunreinigungen einzufangen und dadurch die Wirkung der hydrodynamischen Eigenschaften verringern und in manchen Fällen vorzeitigen Verschleiß der Dichtung und/oder Abrieb der Dichtoberfläche des relativ drehbaren Elements verursachen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Diese und andere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung werden leicht anerkannt werden, wenn diese durch Bezug auf die folgende ausführliche Beschreibung besser verstanden wird, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet wird, wobei:
  • 1 eine vergrößerte radiale Schnittansicht eines Abschnitts einer zusammengesetzten bimodularen Lippendichtung ist, die gemäß einer momentan bevorzugten Ausführungsform der Erfindung aufgebaut ist und eingebaut in einer Radachsen-Anwendung gezeigt ist;
  • 2 eine weiter vergrößerte fragmentarische Schnittansicht eines Abschnitts der Lippendichtung aus 1 ist;
  • 3 eine vergrößerte fragmentarische Schnittansicht eines Formwerkzeugs ist, das beim Herstellen der zusammengesetzten Fluiddichtung der Erfindung verwendet wird; und
  • 4 eine weiter vergrößerte radiale Schnittansicht des Abschnitts des Dichtungsaufbaus ist, der in dem Formwerkzeug aus 3 geformt wird, wobei er in seinem geformten und zugeschnittenen Zustand gezeigt ist.
  • Ausführliche Beschreibung
  • Jetzt genauer auf die Zeichnung bezugnehmend wird in 1 ein Fluiddichtungsaufbau vom Lippentyp gezeigt, im allgemeinen mit 10 bezeichnet, welcher ein starres äußeres Gehäuse oder Träger 12 in der bevorzugten Form eines zylindrischen kelchförmigen metallischen Gehäuses aufweist, das eine zylindrische Wand 14 und einen radialen Rand- bzw. Flansch-Abschnitt 16 aufweist. Ein ringförmiges Dichtungselement, allgemein mit 18 gekennzeichnet, wird an dem Flanschabschnitt 16 des Gehäuses 12 befestigt und kann aus jedem geeigneten elastomeren Material gefertigt sein, wie Silikon, Polyacrylat, Fluorelastomer, Ethylenacryl, oder Nitrilelastomer. Das Element 18 weist einen elastomeren Körperabschnitt 20 auf, der an dem Flansch 16 befestigt ist, einen elastomeren Biegeabschnitt oder Verjüngung bzw. Hals 22, und einen ringförmigen elastomeren Kopfabschnitt 24. Eine ringförmige Dichtlippe 26 erstreckt sich radial von dem Kopf 24 und umfasst eine verunreinigte Seite 28 und eine axial gegenüberliegende Seite 30, entsprechend der Ausrichtung der Dichtung in ihrer Betriebsumgebung für eine vorgegebene Anwendung. Die gegenüberliegende Seite 30 ist die Seite der Dichtlippe 26, die in Richtung eines Flüssigkeits- oder Fettbehälters oder einer geschützten Luftumgebung zeigt, welche die Dichtung vor Verunreinigungen schützen soll, und die verunreinigte Seite 28 ist die Seite der Dichtlippe 26, von der aus die Verunreinigungen, wie Staub, Schmutz, Sand, Straßenschmutz, Salz Wasser etc. vom Eindringen in den Flüssigkeitsbehälter ausgeschlossen werden sollen und kann eine verunreinigte Luftumgebung oder ein verunreinigtes Schmiermittel oder eine Flüssigkeit sein. Der Einfachheit halber wird in der folgenden Beschreibung der Ausführungsform die verunreinigte Seite 28 als die Luftseite 28 bezeichnet, und die andere geschützte Seite 30 wird als die Ölseite 39 bezeichnet, wobei es sich versteht, dass die verunreinigende Umgebung eine andere als Luft sein kann.
  • Die Dichtlippe 26 weist einen zusammengesetzten Aufbau auf und umfasst einen elastomeren Lippenabschnitt 32, der auf der Luftseite 28 der Dichtlippe bereitgestellt wird, und, gemäß der Erfindung, einen unelastischen Einsatz 34, der aus Polytetrafluorethylen (PTFE)-Material gebildet ist, der mit dem elastomeren Lippenabschnitt 32 in axial benachbarter Beziehung dazu auf der Fluidseite 30 der Dichtlippe 26 verbunden ist.
  • Der elastomere Lippenabschnitt 32 umfasst eine ringförmige elastomere Lippenkante 33, und der PTFE-Einsatz 34 umfasst einen PTFE-Lippenabschnitt 36 mit einer ringförmigen PTFE-Lippenkante 37. Die elastomere Lippenkante 33 befindet sich auf der Luftseite 28 der Dichtlippe 26, während sich die PTFE-Lippenkante 37 in axial beabstandeter Beziehung zur Luftseite 28 auf der Fluidseite 30 befindet. Die elastomere Lippenkante 33 erstreckt sich durchgehend umlaufend, um die PTFE-Lippenkante 37 von der Luftseite 28 abzuschirmen. Die PTFE-Lippenkante 37 ist ebenso vorzugsweise durchgehend umlaufend, und als solche ist die Dichtlippe 26 mit einer zusammengesetzten Kontaktdichtoberfläche versehen, die einen durchgehenden Streifen aus elastomerem Material auf der Luftseite und einen durchgehenden Streifen aus PTFE-Material auf der Ölseite aufweist. Die elastomeren und PTFE-Materialien sind eng miteinander verbunden und sind als solche um eine gemeinsame Grenzfläche 28 herum so verbunden, dass die elastomere Lippenkante 33 in der axialen Richtung ohne Unterbrechung in die PTFE-Lippenkante 37 übergeht.
  • Die elastomeren und PTFE-Lippenkanten 33, 37 werden durch das Dichtungselement 18 so gestützt, dass sie gleichzeitig mit einer zylindrischen Dichtoberfläche 40 eines relativ drehbaren Elements 42 eingreifen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das relativ drehbare Element 42 eine modulare Verschleißhülse 42a bekannter Art, welche einen zylindrischen Körper oder Hülsenabschnitt 44 aufweist, deren innerer Umfang so bemessen ist, dass er dicht auf eine Welle 48 passt, und deren äußerer Umfang als die Dichtoberfläche 40 dient, auf der die Lippenkanten 33, 37 verlaufen, wie in 1 und 2 veranschaulicht. Die Verschleißhülse 42a ist an ihren Enden nach außen gekrümmt, um radial nach außen erstreckende Endflansche 50, 52 auf der Fluid- bzw. Luftseite 30, 32 der Dichtlippe 26 bereitzustellen. Auf diese Weise wird die Verschleißhülse 42a mit dem Gehäuse 12 und dem Dichtelement 18 als ein modularer Aufbau verbunden.
  • Das Dichtelement 18 wird mit einer ringförmigen Federhalterille 54 geformt, die angepasst ist, um eine ringförmige Schraubenfeder oder geschlossene Schraubenfeder bzw. Spannfeder (garter spring) 56 auf herkömmliche Weise aufzunehmen und zu halten. Die Feder 56 dient dazu, den Kopfabschnitt 24 und damit die Lippenkanten 33, 37 der Dichtlippe 26 ständig in zusammengepresstem dichtendem Eingriff mit der Dichtoberfläche 40 vorzuspannen.
  • 3 und 4 veranschaulichen ein Verfahren zum Herstellen des Dichtungsaufbaus 10 der Erfindung. Ein mehrteiliges Formwerkzeug 58 weist Teile 60, 62 auf, die angepasst sind, mit der äußeren Oberfläche 64 der Seitenwand 14 des Gehäuses 12 bzw. der Ölseitenoberfläche 66 des Flanschabschnitts 16 einzugreifen. Ein gegenüberliegendes oberes Formteil 68 weist eine Oberfläche 70 auf, die angepasst ist, um an der Luftseite 72 des Flanschabschnitts 16 so einzugreifen, dass, wenn die Formteile geschlossen werden, das Gehäuse 12 fest in das Formwerkzeug geklemmt wird, wobei ein verlängerter Teil 74 des Flanschs 16 in eine Formhöhlung 76 des Formwerkzeugs 58 ragt, die zwischen gegenüberliegenden profilierten Oberflächen des oberen Formteils 68 und des unteren Formteils 78 bereitgestellt wird.
  • Bei geöffnetem Formwerkzeug 58 wird das Gehäuse 12 eingesetzt und eine ringförmige Unterlegscheibe oder Scheibe 80 aus dem PTFE-Material, die vorzugsweise zumindest an ihrer Grenzfläche 38 angeätzt wurde, wird in der Form 58 platziert, um als der Einsatz 34 zu dienen, wobei die geätzte Seite 38 freiliegend ist und eine gegenüberliegende Seite 84 auf einer oberen Oberfläche 86 des unteren Formteils 78 aufliegt.
  • Ein Ring aus nichtausgehärtetem Elastomer wird in die Höhlung 76 des Formwerkzeugs 58 eingebracht, und danach wird das Formwerkzeug 58 geschlossen, wobei es sich versteht, dass das Formwerkzeug 58 geeigneterweise vor dem Formen erhitzt wird, um zu bewirken, dass das elastomere Material fließt und sich mit der PTFE-Scheibe 80 verbindet. Wie in 3 gezeigt ist die obere Oberfläche 86 des unteren Formteils 78 mit einer Reihe von konzentrischen Rippen oder Zähnen ausgebildet, die sich in die PTFE-Scheibe 80 drücken bzw. beißen, wenn die Form 58 geschlossen wird, um die Scheibe 80 gegen Bewegung abzusichern. Die in dem Vorgang verwendete Scheibe 80 hat die Gestalt einer einfachen, flachen Scheibe, wobei die gegenüberliegenden Seiten 82, 84 davon im wesentlichen parallel und eben sind. Wie in 3 gezeigt, ist die geätzte Seite 82 der Scheibe 80 in die Höhlung 76 hinein freiliegend, wie auch ein kleiner Anteil der gegenüberliegenden Seite 84 und eine äußere Kante 88 der Scheibe 80.
  • Nach dem Schließen der Form 58 wird bewirkt, dass das ungehärtete Elastomermaterial fließt und den ungefüllten Bereich des Hohlraums 76 füllt, und dabei den vorstehenden Teil 74 des Flanschs 16 des Gehäuses sowie die vorstehenden Seiten 82, 84 und den Rand 88 der Scheibe 80 einkapselt. Auf das Formen folgend wird das Elastomer auf herkömmliche Weise heißgehärtet, um das Elastomer auszuhärten. Die Dichtlippe 26 wird dann entlang der elastomeren und PTFE-Bereiche zurechtgeschnitten, solange sie sich in ihrem freien Zustand befindet (d.h. in ihrem ungebogenen Zustand vor dem Eingriff mit der Verschleißhülse 42a, wie in 2 durch strichpunktierte Linien veranschaulicht), um die gemeinsame, zusammengesetzte Kontaktoberfläche bereitzustellen, die aus den elastomeren und PTFE-Lippenkanten 33, 37 besteht, so dass sie im eingebauten Zustand gleichzeitig mit der Dichtoberfläche 40 der Verschleißhülse 42a in Eingriff stehen, wie mit durchgezogenen Linien in 2 veranschaulicht. Es wird dem Fachmann und aus 2 bewusst sein, dass die Dichtlippe 26 anfangs einen kleineren Durchmesser aufweist als die Verschleißbuchse 44 und nach Einbau mit der Verschleißbuchse 44 dazu gebracht wird, sich etwas auszudehnen, da sich der Kopf 24 auf ein Biegen des Halses 22 um einen Drehwinkel B vorn freien Zustand in den eingebauten Zustand radial nach außen dreht, wenn die Dichtlippe 26 mit der Dichtoberfläche 40 eingreift.
  • Der Zuschneidevorgang wird in 4 schematisch dargestellt, wobei nach dem Aushärten das Dichtelement 18 in seinem freien Zustand in eine Spannvorrichtung (nicht gezeigt) eingebracht wird, wobei die im voraus zugeschnittenen PTFE-Einsatz 34 und Elastomer-Lippenabschnitt 32 im allgemeinen horizontal gelagert sind und der elastomere Abschnitt 32 nach oben zeigt. Das Zuschneiden der Dichtlippe 26 geschieht entlang der Zuschnittlinie 90 in 4, so dass die gemeinsamen Lippenkanten der elastomeren und PTFE-Abschnitte 33, 37 zurückbleiben. Die Zuschnittlinie 90 steht in einem Winkel A, der teilweise durch den Drehwinkel B des Kopfs 24 bestimmt wird, welcher von einer Anwendung zur nächsten variieren kann. Es ist jedoch bevorzugt, dass der Zuschnittwinkel A gleich dem oder größer als der Drehwinkel B des Kopfabschnitts 24 ist, so dass wenn der Dichtaufbau eingebaut wird, die elastomeren und PTFE-Lippenkantenabschnitte 33, 37 gleichzeitig dichtend mit der Dichtoberfläche 40 eingreifen, wie in 1 und 2 dargestellt. Der Zuschnittwinkel A ist so gewählt, dass die elastomere Lippenkante 33 leicht über die PTFE-Lippenkante 37 hinaus radial nach innen ragt; so dass wenn sie eingebaut sind, der vergleichsweise weichere elastomere Teil 33 dazu gebracht wird, weiter zum Eingriff mit der Dichtoberfläche 40 vorgespannt zu werden als die PTFE-Lippenkante 37 und dadurch bewirkt wird, dass er während einer anfänglichen Einlaufphase mit einer größeren Rate abgenutzt wird als die vergleichsweise härtere PTFE-Lippenkante 37, bis die elastomere Lippenkante 33 auf den Durchmesser der PTFE-Lippenkante verringert ist, wobei sich ab diesem Punkt die Abschnitte 33, 37 gemeinsam mit der langsameren Rate des PTFE-Materials abnutzen werden. Auf diese Weise dient der elastomere Lippenkantenabschnitt 32 anfangs als zu opfernde Dichtung, die sicherstellt, dass die PTFE-Lippenkante 37 vor dem Ausgesetztsein an Verunreinigungen während der anfänglichen Einlaufphase geschützt ist, und fährt danach damit fort, die PTFE-Lippenkante 37 während der Betriebsdauer der Dichtung 10 vor solchen Verunreinigungen zu schützen, indem sie zusammen mit der PTFE-Lippenkantenabschnitt 37 abgenutzt wird. In dem gezeigten Beispiel kann der Zuschnittwinkel A etwa 7° nach innen von einer axialen Ebene P der sich axial erstreckenden Seitenwand 14 sein, um die genannten Aufgaben zu erfüllen.
  • Das Dichtelement 18 umfasst weiter einen ringförmigen Vorsprung 92, der radial von der Dichtoberfläche 40 der Verschleißhülse 42a beabstandet ist, um in Verbindung mit der Verschleißhülse 42a eine Labyrinthdichtung zu bilden. Ebenfalls auf der Ölseite 30 des Dichtelements 18 sind herkömmliche hydrodynamische Pumprillen (pumping flutes) 94 ausgebildet, die einstückig mit dem Dichtelement 18 geformt sein können.
  • Der Endflansch 52 der Verschleißhülse 42a auf der Luftseite 28 des Aufbaus 10 kann eine zusätzliche ringförmige Dichtlippe 96 in Berührung mit der Seitenwand 14 des Gehäuses 12 einschließen, um dabei zu helfen, Verunreinigungen vom Eintreten in das Innere des Dichtaufbaus 10 abzuhalten. Im Betrieb wird die Verschleißhülse 42a auf eine Welle 48 pressgepasst, wie die Welle oder Spindel einer Schwermaschinenradachse, um eine statische Dichtung dazwischen bereitzustellen, und das Gehäuse 12 wird in ein becherförmiges Gehäuse 100 einer benachbarten Komponente wie einer Nabe eingepasst. Die Dichtvorrichtung 10 ist so ausgerichtet, dass die Luftseite 28 der Dichtlippe 26 in die äußere Umgebungsrichtung der Dichtung zeigt, und die Fluidseite 30 zeigt axial nach innen in Richtung des geschützten abgedichteten Bereichs, wie der abgedichtete Bereich um ein Radlager (nicht gezeigt), wobei die Dichtung 10 darauf hin wirkt, den abgedichteten Lagerbereich vor Verunreinigungen zu schützen, die auf der Luftseite 28 der Dichtung 10 vorhanden sind.
  • Offensichtlich sind viele Modifikationen und Abänderungen der vorliegenden Erfindung angesichts der vorstehenden Lehren möglich. Es soll daher klar sein, dass die Erfindung innerhalb des Schutzbereichs der beigefügten Ansprüche, in denen in Klammern gesetzte Bezugsziffern nur der Einfachheit dienen und in keiner Weise beschränkend sein sollen, auch anders als speziell beschrieben ausgeführt werden kann.

Claims (16)

  1. Fluid-Dichtungsaufbau (10) für ein relativ rotierbares Element (42, 42a) mit einer zylindrischen Dichtoberfläche (40), wobei der Aufbau ein starres, ringförmiges Gehäuse (12) umfasst, und, befestigt an dem Gehäuse (12), ein Dichtelement (18) einschließlich einer ringförmigen Dichtlippe (26), die für einen dichtenden Eingriff mit der Dichtoberfläche (40) des relativ rotierbaren Elements gelagert ist, wobei die Dichtlippe axial beabstandete kontaminierte und gegenüberliegende Seiten (28, 30) aufweist, wobei das Dichtelement aus elastomerem Material gebildet ist und die Dichtlippe an der kontaminierten Seite (28) einen elastomeren Lippenabschnitt (32) umfasst, der eine ringförmige elastomere Lippenkante (33) für einen dichtenden Eingriff mit der Dichtoberfläche (40) des relativ rotierbaren Elements (42, 42a), und auf der entgegengesetzten Seite (30) einen Einsatz (34) aufweist, der aus PTFE-Material gebildet ist, an den elastomeren Lippenabschnitt (32) in axial benachbarter Beziehung dazu gebunden, und eine ringförmige PTFE-Lippenkante (37) aufweist, die für einen dichtenden Eingriff mit der Dichtoberfläche (40) des relativ rotierbaren Elements (42, 42a) gelagert ist, gleichzeitig mit der elastomeren Lippenkante (33), wobei die elastomere Lippenkante (33) sich umfänglich kontinuierlich erstreckt, um die PTFE-Lippenkante (37) gegen die kontaminierte Seite (28) abzudichten, wobei der Aufbau dadurch gekennzeichnet ist, dass der PTFE-Einsatz einen umfänglich kontinuierlichen ringförmigen Wafer (80) mit gegenüberliegenden Seiten (82, 84) aufweist, die im Wesentlichen flach und planar sind, wobei eine der Waferseiten an den elastomeren Lippenabschnitt gebunden ist und die Oberfläche des Wafers, die sich zwischen den gegenüberliegenden Seiten erstreckt, die PTFE-Lippenkante (37) definiert.
  2. Fluid-Dichtungsaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das PTFE-Material vergleichsweise härter ist als das des elastomeren Materials.
  3. Fluid-Dichtungsaufbau nach Anspruch 1, weiter dadurch gekennzeichnet, dass der elastomere Lippenabschnitt (32) frei von permanent gebildeten hydrodynamischen Oberflächenkonfigurationen ist.
  4. Fluid-Dichtungsaufbau nach Anspruch 1, weiter dadurch gekennzeichnet, dass der PTFE-Einsatz (34) einen Elastizitätsmodul aufweist, der vergleichsweise größer als der des elastomeren Materials ist, wobei reversible hydrodynamische Oberflächendeformationen auf der kontaminierten Seite (28) der Dichtlippe (26) während dem Betrieb des Aufbaus vermindert werden.
  5. Fluid-Dichtungsaufbau nach Anspruch 1, weiter dadurch gekennzeichnet, dass er eine vereinheitlichte Verschleißhülse (42a) aufweist, die eine zylindrische Dichtoberfläche (40) aufweist, die dichtend mit den Lippenkanten (33, 37) der Dichtlippe (26) in Eingriff steht.
  6. Vereinheitlichter Schaft-Dichtungsaufbau, umfassend einen Fluid-Dichtungsaufbau nach Anspruch 1 und eine innere Verschleißhülse (42a), betriebsfähig um auf einem Schaft gelagert zu werden, und das in Bezug auf den Fluid-Dichtungsaufbau relativ rotierbare Element umfassend, wobei die ringförmige elastomere Lippenkante (33) und die ringförmige Lippenkante (37) des PTFE-Einsatzes in gleichzeitigem dichtenden Eingriff mit der Verschleißhülse (42a) stehen und die PTFE-Lippenkante gegen die kontaminierte Seite der Dichtlippe durch Eingriff der elastomeren Lippenkante (33) mit der Verschleißhülse (42a) abgedichtet ist.
  7. Vereinheitlichter Schaft-Dichtungsaufbau nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißhülse (42a) eine zylindrische Dichtoberfläche (40) aufweist, die dichtend mit den Lippenkantenabschnitten (33, 37) der Dichtlippe (26) in Eingriff steht.
  8. Vereinheitlichter Schaft-Dichtungsaufbau nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das PTFE-Material vergleichsweise härter ist als das des elastomeren Materials.
  9. Vereinheitlichter Schaft-Dichtungsaufbau nach Anspruch 7, weiter dadurch gekennzeichnet, dass der elastomere Lippenabschnitt (32) frei von permanent gebildeten hydrodynamischen Oberflächenkonfigurationen ist.
  10. Vereinheitlichter Schaft-Dichtungsaufbau nach Anspruch 9, weiter dadurch gekennzeichnet, dass der PTFE-Einsatz (34) einen Elastizitätsmodul aufweist, der vergleichsweise größer als der des elastomeren Materials ist, wobei reversible hydrodynamische Oberflächendeformationen auf der kontaminierten Seite (28) der Dichtlippe (26) während dem Betrieb des Aufbaus vermindert werden.
  11. Hochleistungsradachse mit einem Schaft (48), einem benachbarten Element (102), das mit einem Schalengehäuse (100) gebildet ist, und einem vereinheitlichten Fluid-Dichtungsaufbau (10) nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei die innere Verschleißhülse (42a) auf dem Schaft (48) gelagert ist und das starre ringförmige Gehäuse (12) ein äußeres Gehäuse aufweist, das in dem Schalengehäuse (100) angeordnet ist.
  12. Verfahren zur Herstellung einer Fluiddichtung für ein relativ rotierbares Element, umfassend die Schritte – Vorbereiten eines äußeren Gehäuses (12); – Befestigen eines Dichtelements (18), das aus elastomerem Material besteht, mit einer ringförmigen Dichtlippe (26), an dem Gehäuse (12), wobei die Lippe kontaminierte und gegenüberliegende Seiten (28, 30) aufweist, einen elastomeren Lippenabschnitt (32), der auf der kontaminierten Seite (28) angeordnet ist, und eine umfänglich kontinuierliche ringförmige elastomere Lippenkante (33), die für dichtenden Eingriff mit einer zylindrischen Dichtoberfläche (40) des relativ rotierbaren Elements (42, 42a) gelagert ist; – Binden eines Einsatzes (34), der aus PTFE-Material gebildet ist, an den elastomeren Lippenabschnitt (32) in axial benachbarter Beziehung dazu, um einen PTFE-Lippenabschnitt (36) mit einer umfänglich kontinuierlichen Lippenkante (37) zu bilden; und gekennzeichnet durch – Bilden des PTFE-Einsatzes als einen Wafer (80) mit gegenüberliegenden im Wesentlichen flachen und planaren Seiten (82, 84); und – Binden von einer der Waferseiten an den elastomeren Lippenabschnitt; – Anpassen des elastomeren und des PFTE-Abschnitts (32, 36), um eine gemeinsame axial benachbarte elastomere und PTFE-Lippenkante (33, 37) davon bereitzustellen, gelagert für gleichzeitigen dichtenden Eingriff mit der Dichtoberfläche (40) des relativ rotierbaren Element (42a).
  13. Verfahren nach Anspruch 12, weiter gekennzeichnet durch Formen des elastomeren Lippenabschnitts (32) um den PTFE-Einsatz und Anpassen der Dichtlippe (26) über den elastomeren und den PTFE-Lippenabschnitt (32, 36), um eine Verbundkontaktoberfläche bereitzustellen, welche die elastomere und die PTFE-Lippenkante (33, 37) umfasst.
  14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, weiter gekennzeichnet durch Anpassen der Dichtlippe (26) in einem Winkel (A), so dass die elastomere Lippenkante (33) sich radial über die PTFE-Lippenkante (37) hinaus erstreckt, wenn die Lippenkante sich in einem freien Zustand befindet.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, weiter gekennzeichnet durch Wählen des Anpasswinkels (A) der Dichtlippe (26), so dass bei einem Eingriff der Dichtlippe (26) mit der Dichtoberfläche (40) die elastomere Lippenkante (33) dazu gebracht wird, weiter in Richtung der Dichtoberfläche (40) vorgespannt zu werden als die der PTFE-Lippenkante (37), um einen vollständigen dichtenden Kontakt der elastomeren Lippenkante (33) mit der Dichtoberfläche (40) während des anfänglichen Einlaufens sicherzustellen.
  16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, weiter gekennzeichnet durch Anpassen der Dichtlippe (26) in einem Winkel von etwa 7° in Bezug auf eine sich axial erstreckende Wand (14) des äußeren Gehäuses (12).
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Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITMI991135A1 (it) * 1999-05-24 2000-11-24 Rolf S P A Complesso di tenuta del tipo a cassetta in particolare per assali di veicoli
US6729624B1 (en) * 2001-02-20 2004-05-04 Freudenberg-Nok General Partnership Radial shaft seal
EP1284378B1 (de) * 2001-08-13 2011-05-25 Ford Global Technologies, LLC Wellendichtring mit verbesserter Funktion und Haltbarkeit
US6620361B1 (en) 2002-07-09 2003-09-16 Federal-Mogul World Wide, Inc. Method of manufacturing a composite seal
US7604239B2 (en) * 2002-09-30 2009-10-20 Garlock Scaling Technologies LLC Split bearing isolator and a method for assembling seal
US20040070150A1 (en) * 2002-09-30 2004-04-15 Elizabeth Chitren Unitizing element and method for assembling a seal
US20040113369A1 (en) * 2002-12-16 2004-06-17 Wright Kenneth A. Lip seal wear sleeve
US20040150168A1 (en) * 2003-01-18 2004-08-05 Heathcott Joe William Power end seal
US7100924B2 (en) * 2004-01-15 2006-09-05 Federal-Mogul Worldwide, Inc. Elastomeric hinged seal
JP2006342829A (ja) * 2005-06-07 2006-12-21 Nok Corp 密封装置
US8029714B2 (en) * 2005-09-12 2011-10-04 Federal-Mogul World Wide, Inc. Radial seal and method of making
JP4975014B2 (ja) * 2006-02-21 2012-07-11 トヨタ自動車株式会社 オイルシール
US9464720B2 (en) * 2006-03-20 2016-10-11 Aktiebolaget Skf Annular sealing assembly, in particular for wheel hubs
CN101449073B (zh) * 2006-03-20 2011-06-29 Skf公司 用于轮毂的环形密封组件
US8991829B2 (en) 2007-11-20 2015-03-31 The Timken Company Non-contact labyrinth seal assembly and method of construction thereof
US8342535B2 (en) * 2007-11-20 2013-01-01 The Timken Company Non-contact labyrinth seal assembly and method of construction thereof
WO2010129902A1 (en) * 2009-05-08 2010-11-11 Qubicaamf Worldwide, Llc. Elevator mechanism and related components
CA2780933A1 (en) * 2009-11-11 2011-05-19 Garlock Sealing Technologies, Llc Flooded bearing isolator
US8720903B2 (en) 2010-05-18 2014-05-13 Aktiebolaget Skf Fluid seal assembly
US9103446B2 (en) 2010-09-15 2015-08-11 Aktiebolaget Skf Fluid seal assembly
US8864139B2 (en) 2013-03-04 2014-10-21 Federal-Mogul Corporation Non-contact labyrinth seal assembly
US20150001804A1 (en) * 2013-06-27 2015-01-01 Aktiebolaget Skf Fluid seal assembly with wear ring
DE102016206112A1 (de) 2016-04-13 2017-10-19 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Dichtung
US10753478B2 (en) 2016-11-07 2020-08-25 Garlock Sealing Technologies, Llc Bearing isolator for extreme conditions
US10704692B1 (en) 2017-04-26 2020-07-07 Garlock Sealing Technologies, Llc Flooded metallic bearing isolator
KR20190117391A (ko) * 2018-04-06 2019-10-16 나부테스코 가부시키가이샤 시일 기구 및 당해 시일 기구를 구비한 장치
JPWO2020045072A1 (ja) * 2018-08-29 2021-08-10 Nok株式会社 シール部材の製造方法および成形型
US11118683B2 (en) * 2019-03-07 2021-09-14 Aktiebolaget Skf Shield device for a seal

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4274641A (en) * 1979-10-29 1981-06-23 Garlock Inc. Shaft seal and method
US4300777A (en) 1980-06-16 1981-11-17 General Motors Corporation Fluid seal
US4822058A (en) * 1987-10-01 1989-04-18 Federal-Mogul Corporation Radial lip seal
GB2220995B (en) * 1988-07-21 1992-09-23 Woodville Polymer Eng A rotary shaft seal
US4969653A (en) * 1989-10-04 1990-11-13 Federal-Mogul Corporation Radial lip oil seal
US5183271A (en) 1990-01-25 1993-02-02 Nok Corporation Sealing device and manufacturing method of the same
US5431872A (en) 1993-08-27 1995-07-11 Brenco Incorporated Compression molding method for shaft seal
JP3581969B2 (ja) * 1995-06-16 2004-10-27 Nok株式会社 密封装置
US5577741A (en) * 1995-07-17 1996-11-26 Brenco Incorporated Combination lip and sleeve seal and its method of manufacture
US6050570A (en) * 1998-01-30 2000-04-18 The Timken Company Seal with bi-modulus lip

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Publication number Publication date
CA2341909C (en) 2005-09-13
ES2244215T3 (es) 2005-12-01
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EP1108171A4 (de) 2004-06-16
DE69926762D1 (de) 2005-09-22
MXPA01002108A (es) 2002-08-20
US6213476B1 (en) 2001-04-10
EP1108171B1 (de) 2005-08-17
CA2341909A1 (en) 2000-03-16
WO2000014440A1 (en) 2000-03-16

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