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Verfahren zur Vorbehandlung von aus synthetischem Gummi gepreßten
Dichtungen für umlaufende Wellen Die Erfindung bezieht sich auf aus synthetischem
Gummi hergestellte Dichtungen für umlaufende Wellen. Diese Dichtungen, die als Manschetten
in losem oder durch Befestigung in einem Käfig in, einbaufertigem Zustand verwendet
werden, weisen einen auf dem abzudichtenden Maschinenteil unter Vorspannung aufliegenden
Gleitabschnitt auf.
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Die Hauptforderungen, die an solche Dichtungen zu stellen sind, bestehen
in einer einwandfreien Abdichtung und in dem Vorhandensein eines möglichst geringen
Reibungswiderstandes des Gleitabschnittes. Das Reibungsmoment kann entweder durch
eine geringe Anpressung der Dichtlippe niedriggehalten werden oder . aber es müssen
andere geeignete Mittel zur Verringerung der Reibung zwischen dem gleitenden Gummiteil
und der Welle gesucht werden.
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Bisher lassen sich die Forderungen nur bis zu einem gewissen Grad
verwirklichen, da der Verringerung der Gleitfläche und des Anpreßdruckes durch die
Notwendigkeit einer einwandfreien Abdichtung Grenzen gesetzt sind. Bei zu geringer
Vorspannung hebt sich die Manschette bei geringstem Schlag der Welle von ihr ab,
was zu Undichtheit führt.
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Dichtungswerkstoffe von geringem Reibungswert sind in der Regel recht
hart, im allgemeinen haben weichere Werkstoffe nicht so gute Gleiteigenschaften
und neigen zum Radieren. Durch die Verwendung der harten, wenig schmiegsamen Werkstoffe
kann eine genau bemessene Auflagefläche kaum erreicht werden, weil sich unter dem
Einfluß der Werkstoffspannung, insbesondere durch das Pressen, kleine Verzerrungen
des harten Gleitabschnittes ergeben, die zu örtlichen Abhebungen des Dichtungskörpers
von der Welle führen. Die auf diese Weise verminderte Auflagefläche kann dabei eine
gewisse Pumpwirkung hervorrufen, insbesondere wenn sich
die Begrenzung
der Auflagefläche gegen-die abzudichtende Flüssigkeit nicht genau in einer senkrecht
zur Wellenachse gelegenen Ebene befindet, so daß infolge der Pumpwirkung die Manschette
Flüssigkeit durchläßt. Ein weiterer Übelstand bei der Verwendung von Gleitflächen
mit harter Oberfläche besteht noch darin, daß für eine einwandfreie Abdichtung eine
äußerst sorgfältige Feinstbearbeitung der erforderlichen Fläche auf der Welle nötig
ist; aber auch dann ist bei gepreßten Dichtungsmanschetten noch keine Gewähr für
die einwandfreie Abdichtung gegeben.
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Es wurde nun gefunden, daß man eine einwandfreie Lauffläche für Gleitflächen
von Dichtungen aus synthetischem Gummi, die zugleich eine zuverlässige, festgelegte
Auflage unter genau bemessener Vorspannung gewährleistet, ohne jedoch den Reibungswiderstand
auf die Dauer heraufzusetzen, bei umlaufenden, abzudichtenden Wellen dadurch erzielt,
daß die Preßhaut des Dichtungskörpers an der abdichtenden Fläche durch Aufrauhen
dieser Fläche entfernt wird.
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Es ist bekannt und gebräuchlich, metallene Volbenringe vor dem Einlaufen
leicht aufzurauhen. Beim Einlaufen der Maschine schleifen sich die aufgerauhten
Flächen bald ab, so daß in verhältnismäßig kurzer Zeit eine gute Abdichtung erreicht
wird. Der Zweck des Aufrauhens des Kolbenringes ist also, während der Einlaufzeit
eine möglichst große Abnutzung des Ringes zu erhalten, damit er sich an seiner Berührungsfläche
der Gleitbahn des Zylinders weitgehend angepaßt hat. Die Anwendung des gleichen
Verfahrens hat für Dichtungskörper aus synthetischem Gummi für umlaufende Wellen
nicht nahegelegen, weil das Verfahren für diese letzteren eine andere Bedeutung
und eine andere Wirkung als bei metallischen Kolbenringen hat.
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Beim Pressen einer Gummimanschette entsteht an der Außenseite des
Preßteils eine sogenannte Preßhaut, die entsprechend der Preßwerkzeugoberfläche
gebildet ist. Diese Preßhaut ist eine etwas veränderte Schicht gegenüber dem sonst
homogen vulkanisierten Querschnitt des Preßteils. Das Aufrauhen bei der elastischen
Dichtung hat nun den Zweck, diese Preßhaut zu entfernen und an der Oberfläche die
innere, Struktur des Preßteils freizulegen.
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Durch die beim Gleitvorgang auf der Welle entwickelte Reibungswärme
wird eine Änderung des Materials an der Lauffläche an Stelle der besonders gearteten
Preßhaut erzielt, die chemisch-physikalischer Art ist und im wesentlichen mit einer
Verschiebung der Oberflächenmoleküle zu erklären ist. Der Gummiteil hat an der aufgerauhten
Stelle infolge der Reibungswärme eine gewisse \ achvulkanisation seiner Oberfläche
erfahren. Das durch das Aufrauhen erhaltene samtartige Aussehen der Gleitfläche
geht nach kurzer Laufzeit an der Stelle, an der die Manschette mit der Welle in
Berührung kommt, in ein dunkelglänzendes Aussehen über. Auf der elastischen Lauffläche
hat sich nunmehr eine ganz dünne, glatte und harte Gummischicht gebildet, die bessereLaufeigenschaften
als die Preßhaut zeigt.
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Infolge der Reibungswärme läßt sich zwar nicht vermeiden, daß eine
gewisse Abnutzung stattfindet. Aber gegenüber dem Prozeß der N achvulkanisation
spielt die Abnutzung für die Strukturwandlung nur eine untergeordnete Rolle Bei
den hohen Umlaufzahlen der abzudichtenden Wellen ergibt sich noch eine günstige
Nebenwirkung, die darin besteht, daß die gemäß der Erfindung rauhe Oberfläche des
Gummiteils die metallische Welle an der Berührungsstelle etwas poliert, was zur
Verbesserung der Oberflächenglätte des Metallteils beiträgt.
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Die Aufrauhung der Gleitfläche des Dichtungskörpers soll gleichmäßig
erfolgen; es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn man die Aufrauhung der Gleitfläche
mit einer Schleifscheibe o. dgl. von nicht zu großer Korngröße vornimmt. Dadurch
ist eine gleichmäßig verteilte Aufrauhung gewährleistet. Natürlich muß die Aufrauhung
in solchen Grenzen gehalten werden, daß nach einer gewissen Einlaufzeit sich ein
glatter Laufspiegel ergibt.
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