DE7006774U - Umlaufende wellendichtung. - Google Patents

Description

Kupfer-Asbest-Co. Gustav Bach A 31 561 - β

71 Heilbronn-Sontheim -

Rosenbergs tr. 22 Den <τ. Feb. 197t.

"umlaufende Wellendichtung"

Die Erfindung betrifft eine Wellendichtung mit einer umlaufenden, aus elastischem Werkstoff bestehenden Dichtmanschette mit einer angeformten, außenliegenden Diohtlippe, die im axialen Längssohnitt wenigstens annähernd dreieckförmig ausgebildet ist und unter einer radial nach außen gerichteten Druckkraft auf der abzudichtenden, zur Drehachse der Welle gleichachsigen Fläche eines Gehäuses aufliegt.Bei einer derartigen Wellendichtung umschließt die elastische Dichtmanschette meist einen metallischen Stützring und bildet den Sits der Dichtung auf der sich drehenden Welle.

Bei Wellendichtringen dieser bekannten Aueführungsform wird die Dichtlippe infolge der mit steigender Drehzahl bzw. zunehmender Umfangsgeschwindigkeit stark wachsenden Fliehkraftj immer stärker gegen die abzudichtende Fläche des Gehäuses angepreßt. Dabei kommt es zu erhöhten Reibungsverlusten und zu einer starken Temperaturzunahme an der Dichtkante, wodurch dia lebensdauer der Dichtung wesentlich herabgesetzt werden kann. Dies trifft

insbesondere dann zu_s wenn zur Verstärkung der Anpreßkraft eine die Dichtlippe nach außen drängende Feder vorgesehen ist.

Zur Vermeidung der durch die erhöhte Anpreßkraft der Licht lippe entstehenden Schwierigkeiten sind sohon verschiedene Maßnahmen vorgeschlagen worden, die jedoch entweder kostspielig sind oder andere Nachteile mit sich bringen. Eine der gebräuchlichsten Maßnahmen besteht darin, daß die Manschetten in ihrer axialen Erstreckung möglichst kurz ausgebildet werden; hierdurch kann zwar die Masse der Dichtlippe und demzufolge die zusätzliche Anpressung infolge der auftretenden Fliehkräfte gering gehalten werden. Diese Maßnahme hat jedoch den Nachteil, daß dann die Dicht lippe verhältnismäßig steif ist und Auswanderungen an der Dichtkante, die von Lauffehlern der Welle infolge von Torsions- oder Biegeschwingungen oder infolge Wellenschlages oder Wellenversatzes entstehen können, nicht mehr zu folgen vermag und dann die gewünschte Dichtwirkung nicht mehr erbringt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer umlaufenden Wellendichtung der eingangs beschriebenen Art eine einwandfreie Dichtfunktion auch bei erhöhten Umfangsgeschwindigkeiten zu erzielen und dabei sicherzustellen, daß diese Dichtfunktion über eine lange Betriebszelt aufrecht erhalten wird.

Erfindungsgemäß ist zur Lösung dieser Aufgabe vorgesehen, daß an der dem abzudichtenden Medium abgekehrten, vorzugsweise konischen Begrenzungsfläche der Dichtlippe (Luftseite) die rotationssymmetrische Umfangsfläche durch mehrere, in Umfangerichtung verteilte und quer zur Umfangs richtun& sich erstreckende Einschnitte unterbrochen ist,

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die als Rippen, Nuten oder Stege ausgebildet sein können, und bei der !Drehbewegung der Welle bzw. der Dichtung an der dem abzudichtenden Medium abgekehrten Begrenzungsfläche der Dichtlippe einen überdruck gegenüber dem abzudichtenden Medium erzeugen. In der Regel wird das Medium gegenüber der Luftseite abgediohtet. Die Luftförderung und mit ihr dei hinter der Dlohtlippe anstehende Luftdruok nimmt dann mit steigenden Umfangsgeschwindigkeiten zu und entlastet die Dichtkante, wobei die Luftförderung derart eingestellt werden kann, daß der Druck etwa in gleiohea Maße der Anpressung infolge der ansteigenden Fliehkräfte mit zunehmenden Umfangsgeschwindigkeiten ansteigt. In diesem Falle ergibt sich eine selbsttätige Kompensationswirkung. Durch die erflndungsgemäße Ausbildung der Begrenzt* ng sfIache der Dichtlippe hinter ihrer Dichtkante ist es ohne weiteres möglich, in axialer Richtung der Dichtmanschette eine genügend große, auoh bei höheren Drehzahlen und GIeItgesohwindigkeiten, eine sichere Dichtwirkung ergebende Ausladung vorzusehen.

Sin weiterer wesentlicher Vorteil, welcher durch die erfindungsgemäßen Einschnitte, die als Rippen, Stege oder Hüten ausgebildet sein können, besteht darin, daß die Oberfläche der Dichtlippe vergrößert wird, so daß in Zusammenhang mit einer intensiveren Luftförderung eine starke Verbesserung der Wärmeabfuhr von der Dichtkante erzielt wird.

Weiterbildungen und zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen in Verbindung alt den nachstehend beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen.

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- 4 £β seIgen:

Pig. 1 einen erfindungsgemäß gestalteten, umlaufenden

Radiai-Wellendiohtrlng alt außenliegender Dichtlippe im Axialschnitt und

Fig. 2 in der Ansicht in Richtung des Pfeiles A nach Fig. 1 in einer drehrichtungsunabbängigen Aas-* führung.

Fig. 3 und

Fig. 4 Beigen in axialen Tellansiehten verschieden·, abgewandelte AusfUhrungsformen für drehriohtungsabhängige Konstruktionen.

Fig. 5 bis 7 seigen in vergrößerte« Maßstab in Fig.l bei B angedeutete Ausschnitte von verschiedenen AusfUhrungsforaen für erflndungsgemäße, als Rippen, Hüten oder Stege ausgebildete Einschnitte an der luftseit igen Lauffläche eines erflndungsgemäßen Radial-Wellendichtrlngs nach den Flg. 1 bis 4.

Wie Fig. 1 seigt, weist der erfindungageattfie umlaufende Radial-Wellendich-ring alt auflenliegender Diohtlippe einen L-föraigen Stütsrlng 1 auf, an dem eine Dich manschette 2 aus elastischem Werkstoff angeordnet ist. Diese Manschet^· 2 bildet am äußeren Umfang eine dreieckförmige Dlohtllpp· 3, die unter Slgenvorspannung und susätslioher Kraft durch die Feder 4 mit der Sichtkante 5 dichtend gegen dl· absudichtende Bohrungsfläche 6 drückt· Ab inneren Umfang umschließt die Manschette 2 den Stütsring 1 und bildet so den festen und dichten Sits «of der Oberfläche 7 der

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Welle 8. Auf der lufteeitigen lenffläche 9 des Wellendichtringes sind die erfinduit/^vg'*ra£ßen Rippen, Nuten oder Stege 10 angebracht, die bei mit *ar Walle 8 umlaufenden Dichtring zu einer Luftförderung in der mit Pfeilen gekennzeichneten Richtung führen. Im Bereich zwischen luftsei tiger Lauffläche 9 und darüberliegender Bohrungsoberfläche 6 kommt es somit zu einem Druckaufbau, der durch Pluszeichen dargestellt ist. Dieser Überdruck wirkt an der Lauffläche 9 gegen die Sigenvorspannung der Dichtlippe 3, die Kraft der Feder 4 und gegen die bei großen Gleitgeschwindigkeiten stark angestiegenen Fliehkräfte von Dichtlippe und Feder entlastend für die Dichtkante 5· Bei entsprechender Auslegung von Höhe, Teilung und Länge der als Rippen, Nuten oder Stege ausgebildeten Einschnitte 10 erreicht man eine konstante Anpressung der Dichtkante gegen die Bohrungsfläche 6 bis zu höchsten Gleitgeschwindigkeiten. Dabei bewirkt außerdem die stark verbesserte Wärmeabfuhr von der Dichtkante 5 infolge der wesentlich vergrößerten Oberfläche im Bereich der luftseitigen Lauffläche eine Steigerung der Lebensdauer des Dichtringes·

In Fig. 2 ist die erfindungsgemäße Dichtung als Ansicht in Richtung des Pfeiles A nach Fig. 1 dargestellt. Die Rippen, Nuten oder Stege 10 sind hierbei in bestimmter Stärke, Länge und Teilung radial zur Dichtkante 5 verlaufend angeordnet; außerdem werden sie in Richtung auf die Dichtkante 5 niedriger, d.h. sie "verlaufen" gegen die Dichtkante. Die radiale Anordnung der Rippen, Nuten oder Stege 10 gewährleistet die etfindungsgemäßen Vorteile in beiden Drehrichtungen der Welle 8.

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Die Pig. 3 und 4 zeigen drehrichtungsabhängige Konstruktionen. Zur Verstärkung der Luftförderung baw. des Druckaufbaue zwischen lufteeitlger Lauffläche 9 und gwgeüübsrliegender Bohrungeringflache 6 können die Rippen, Nuten oder Stege 10 schräg, einfach oder doppelt gekrümmt oder in einer sonstigen geeigneten Form auf der Lauffläche 9 angebracht sein. Sie erfindungsgemäßen Torteile ergeben sich jeweils für die mit einem Pfeil C gekennzeichnete Drehrichtung der Uelle bzw. des Wellendichtringes.

In den fig. 5 bis 7 sind in ihrer Form und Ausführung verschiedene Rippen, Nuten oder Stege 10 dargestellt, wie sie zur Erzielung der erfindungsgemäßen Vorteile an verschiedenen Radial-Wellendichtringen eine gesteigerte Förderwirkung ergeben.

Bei besonders starken, infolge hoher Umfangsgeschwindigkeiten auftretender Fliehkräfte kann es notwendig sein, daß die quer zur Umfangsdrehrichtung verlaufenden Einschnitte 10 in keinem axialen Abstand vor der Dichtkante 5 der Dichtlippe 3 endigen, wie dies in den Fig. 6 und dargestellt ist. Hierdurch wird eine sichere Auflagefläche auch bei starker Verformung der Dichtkante 5 gewährleistet.

Claims (4)

A 31 561 Den Ansprüche

1. Wellendichtung nit einer ais elastischem Werkstoff bestehenden Sichtmanschette mit einer angeformten, außenliegenden Dichtlippe, die in ihrem axialen Längsschnitt mindestens annähernd dreieckfiSrmige Gestalt hat und unter einer radial nach außen gerichteten Druckkraft auf der abzudichtenden, zur Drehachse der Welle gleichachalgen Fläche eines Gehäuses aufliegt, dadurch gekennzeichnet, daß an der dem abzudichtenden Medium abgekehrten, vorzugsweise konischen Begrenzungsfläche der Dichtlippe (3) (Luftseite) die rotationssymmetrische Umfangsflache durch mehrere in Dmfangsrichtung verteilte, quer zur Umfangsrichtung sich erstreckende Einschnitte (10) unterbrochen ist.

2. Wellendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnitte (10) als Rippen, Nuten oder Stege ausgebildet sind.

3. Wellendichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Tiefe der Einschnitte (10) gegen die Dichtkante (5) fortschreitend abnimmt.

4. Wellendichtung nach einem der Ansprüche 1 tis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnitte (10) in einem, vorzugsweise kleinen axialen Abstand von der Dichtkante (5) endigen.

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3. Wellendichtung naoh Anepruch 1 oder 2« dadurch zeichnet« dass die Einschnitte (.0) radial« sonvrig« einfach oder doppelt gekrünet oder In einer «on«ti gen geeigneten Fora auf der Lauffläche 3 angotaraent Kftstx «Ind.

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