DE7616124U1 - Radial-wellendichtring - Google Patents

Description

Radial-Wellendichtring

Die Erfindung betrifft eine Dichtung zur radialen Abdichtung von Wellen oder Achsen, bestehend aus einer an einem Versteifungsring angeordneten Manschette aus elastischem Werkstoff, die mindestens eine Dichtlippe für die Anlage an der Welle oder Achse aufweist. Dichtungen dieser Art sind unter der Bezeichnung Radial-Wellendichtringe bekannt und haben unter besonderen Einsatzverhältnissen und erschwerten Betriebsbedingungen in vielen Fällen den Nachteil, daß sie bei der Abdichtung von Fett, Schmutz und Spritzwasser "trocken" laufen. Dieses "Trockenlaufen" entsteht, wenn die Wärmeabfuhr von der durch die Reibung an der Welle erwärmten Dichtkante der Dichtlippe ungenügend ist. Bei einem solchen "Trockenlaufen" der Dichtung kommt es zur Verhärtung der Dichtlippe, was zu einem hohen Verschleiß fünrc, der wiederum die Abuichtwirkung der Dichtung beeinträchtigt.

In anderen Abdichtfällen, beispielsweise wenn eine hochliegende Antriebswelle in einem Getriebe mit einem bekannten Radial-Wellendichtring abgedichtet werden soll, wird das Schmiermittel zur Dichtlippe erst nach mehr oder weniger langer Laufzeit der Welle gelangen. Dabei entsteht während einer längeren Laufzeit Trockenlauf, der zur Überhitzung und damit zum Verschleiß der Dichtkante und zu Undichtheiten der Dichtung führt. Eingehende Untersuchungen an Radial-Wellendichtringen haben ergeben, daß dfe Gebrauchsdauer einer solchen Dichtung

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im wesentlichen von den ersten hundert Umdrehungen einer Welle nach jeweiliger Inbetriebnahme bestimmt wird. Der Trookenlauf solcher Dichtungen stellt somit eine Frühschädigung solcher Dichtungen dar, die zu begrenzter Gebrauchsdauer der Dichtung führen.

Weitere Schwierigkeiten treten bei der Abdichtung von stark additiv-haltigen Schmierölen, beispielsweise Hypoid-Getriebeölen von Kraftfahrzeug-Getrieben, auf. Die hochlegierten öle erfüllen ihre Aufgaben z.B. hinsichtlich der Vermeidung des Flankenverschleißes von Zahnrädern durch Reaktion einzelner Additive an den thermisch hochbelasteten Zahnflanken, so daß diese keinem unzulässig hohen Verschleiß unterworfen sind. Die dabei auftretenden Reaktions temperaturen werden jedoch auch an den Dichtkanten von Radial-Wellendichtringen erreicht. Bei solchen Verhältnissen setzen Additiv-Reaktionen ein, die Reaktionsprodukte lagern sich im Bereich der Dichtlippe des Radial-Wellendichtringes ab und führen durch Abheben der Dichtkante von der Wellenoberfläche zur Undichtheit der Dichtstelle.

Bei üen bekannten Radial-Wellenaichtringen wird häufig federbelasteten Hauptdichtlippe auf der bodenseitigen Kontaktfläche eine nicht federbelastete Schutzlippe vorgeschaltet. Die Schutzlippe hat die Aufgabe, das Eindringen/Jon Schmutz und Staub von außen her zu verhindern. Der Ringraum zwischen Haupt- und Schutzlippe wird zur Verbesserung des TrockenlaufVerhaltens mit Fett gefüllt. Bei Wellendichfcringen, die auf der luftseitigen Kontaktfläche Drallrippen tragen, also bei Wellendichtringen mit Drall, kann diese Fettfüllung die Drallförderwirkung behindern.

Aufgabe der Erfindung ist es, die beschriebenen Nachteile der bekannten Wellendichtringe zu vermeiden und einen

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Radial-Wellendiehtring der eingangs erwähnten Art so weiterzubilden, daß auch unter erschwerten Betriebsbedingungen die Versorgung der Dichtkante mit Schmierstoff unter Vermeidung einer Fettfüllung des Ringraumes zwischen Haupt- und Schutzlippe gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Dichtung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurcfygelöst, daß der Dichtlippe von der abzudichtenden Seite her eine Vorkammer vorgeschaltet ist, deren Begrenzungsflächen von der kegelförmigen, der abzudichtenden Seite (ölseite) zugewandten Kontaktfläche der Dichtlippe und der Innenseite einer ölseitig angeordneten Abdeckscheibe gebildet sind.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung werden die beschriebenen Nachteile bezüglich Trockenlaufen, Additivablagerungen an der Dichtkante sowie der Aufrechternaltung der Drallwirkung beseitigt. Die mit Fett gefüllte, vorgeschaltete Kammer verbessert entscheidend die Trockealaufeigenschaften des Dichtringes, da schon bei den ersten Umdrehungen einer Welle das Fett aus der Vorkammer eine Schmierung der Dichtk^.nte bewirkt und ein Trockenlaufen somit vermieden wird. Ebenso wird durch die mit Fett gefüllte^orkammer das Vordringen von Reaktionsprodukten hochlegierter öle bis zur Dichtkante der Dichtlippe hin unterbunden.

Der Gegenstand der Erfindung wird nachstehend an einigen Ausführungsbeispielen beschrieben. Aus der Beschreibung dieser Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Zeichnungen und aus den Ansprüchen ergeben sich weitere Merkmale der Erfindung.

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Es zeigen:

Pig. 1 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Wellendichtring ohne Schutzlippe;

Fig. 2 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Welleadichtring mit Drall- und Schutzlippe;

Fig. 3 eine Ausbildung der Vorkammer, die aus Bauteilen unterschiedlicher Werkstoffe besteht:

Fig. 4 eine Ausführungsform der Vorkammer, die in Umfangsrichtung in einzelne Teilkammern aufgeteilt ist;

Fig. 5 eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Dichtringes mit Strömunöskanälen auf der stirnseitigen äußeren Begrenzungsfläche der Vorkammer;

Fig. β ein weiteres Ausführunssbeispiel der Vorkammer. Fig. 6a

Der Radial-Wellendichtring gernUß Fig. 1 weist einen winkelförmigen Suitzring i auf, an welchen die Dichtmanschette 2 durch Vulkanisieren befestigt ist. Die Dichtmanschette 2 hat eine Dichtlippe J, deren Dichtkante 5' unter Eigenvorspannung sowie zusätzlich durch die Anpressung der Schraubenzug-feder K dichtend auf der Oberfläche 5' der Welle aufliegt. Erfindungsgemäß ist der Dichtlipi-j 3 von der abzudichtenden Seite A her eine Vorkammer ο vorgeschaltet, deren Begrenzun^sflachen von der der abzudichtenden Seite (ölseite) zugewandten Konta/tfläche 7 eier Dichtlippe ~; und der Innenseite 8' einer auf dieser abzudichtenden Seite, also der ölseite, angeordneten Abdecksoheibe 8 gebildet sind.

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Die Kontaktfläche ¹J führt bsi dem AusfUhrungsbeispiel von der Dichtkante 3', die auf der Oberfläche 5' der Welle 5 aufliegt, schräg nach oben in Richtung auf die Abdeokscheibe 8 zu. Die Vorkammer β ist mit Fett gefüllt; sie verhindert somit Trookenlaufen der Dichtkante 3' bei der Abdichtung i von nicht flüssigen Medien. In Pig. 1 ist das Niveau des ölspiegels, der an der Stirnseite 8^M der Abdeckschelbä 8 steht, mit N bezeichnet. Durch die Ausbildung dieser fet» gefüllten Vorkammer 6 wird die Gebrauchsdauer des Wellendichtringes entscheidend verlängert, da auch bsi erschwerten Betriebsbedingungen stets unmittelbar vor der auf der ■■■'■-} § Wellenoberfläche 5' aufliegenden Dichtkante 3' Schmiermittel^ ] zur Verfugung stehen. _i

Wird die erfindungsgemäße Dichtung zur Abdichtung stark '. '■ additivhaltiger Schmiermittel eingesetzt, dann kann es bei der erfindungsgemäßen Ausbildung nicht mehr zu einer vollen bzw. schwallartigen Beaufschlagung der Dichtlippe kommen, da die Abdeckscheibe 8 eine unmittelbare stoßartige Belastung der Dichtlippe 3 und somit ein kurzzeitiges Abheben der Dichtkante 3' von der Wellenoberfläche 5' in Verbindung mit der fet erfüllten Vorkammer 6 verhindert. Die cifinduu£sgemäß vorgesehene Vorkammer 6 bildet ferner eine Art Pufferzone, welche der Dichtkante 3' vorgelagert ist; somit kann es durch die Fettfüllung der Vorkammer 6 im Bereich der Dichtkante 3' zu leinen ölablagerungen mehr kommen.

Bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 und 2 sind die Abdeckscheibe 8 und die Dichtlippe 3 aus einem Stück gebildet, wobei sie zusammen mit der Dichtlippe 3 auch in einem Arbeitsgang hergestellt werden.

Das Ausführungsbeispiel in Fig- 3 zeigt, daß die Abdeckscheibe 8 auch aus einem anderen Werkstoff als die elastische Dichtlippe 3 bestehen kann. Beispielsweise kann ein härterer oder

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weicherer Werkstoff als der dar elastischen Dlohtllppe ver* wendet werden. Ea 1st auch denkbar, einen billigeren Werkstoff oder In bestimmten Fällen einen transparenten Werkstoff

für die Abdeoksohelbe vorzusehen. Die Abdeckscheibe 8 und die Dlohtllppe ? können jedoch trotzdesm in einein einzigen Arbeitsvorgang hergestellt und miteinander verbunden werden.

Es 1st vorteilhaft, wenn die Abdeckscheibe 8 In bezug auf die Welle 5 oder eine Achse ein geringes Spiel s aufweist (vgl. Pig. 2). Weiter 1st eine AusfUiirungsform denkbar, bei welcher die Abdeckscheibe 8 mit einer Überdeckung zur ''Welle 5 oder au einer Achse ausgebildet ist. Die Ausführungsform gemäß den Fig. 1 bis 6 zeigen weiter, daß im Axial- _r, schnitt gesehen die erfindungsgemäß vorgesehene Vorkammer 6 einen vorzugsweise dreieckförmigen oder viereckförmigen ' bzw. trapezförmigen Querschnitt haben kann. An sich ist jede Q,uerschn,ittsform für die Ausbildung der Vorkammer denkbar. Es empfiehlt sich jedoch, die radiale Höhe h der Vorkammer mindestens etwa ein Drittel, vorzugsweise jedoch halb so hoch wie die Gosamthöhe der Dichtlippe auszubilden.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform eines Wellendichtringes mit erfindungsgemäß vorgesehener Vorkammer sind Drallrippen 9 auf der luftseitigen Kontaktfläche Io der Dichtlippe 3 sowie eine zusätzliche Schutzlippe 11 vorgesehen. Die Schutzlippe 11 verhindert den Zutritt von Staub und Schmutz zur Dichtkante J hin. Bei bekannten Dichtungen wird zur Vermeidung von Trockenlaufen der Dichtkante 3¹ der Ringraum 12 zwischen Dichtlippe 3, welche die Hauptlippe bildet, und der Scnutzlippe 11 mit Fett gefüllt. Diese Fettfüllung veMndert jedoch die einwandfreie Funktion der DralMppen 9, so daß die Vorteile des Wellendichtringes mit Drallrippen nicht ausgenutzt werden. 3ei der erfindungsgemäß ausgebildeten Dichtung wird die Trockenlaufsicherung der Dichtlippe 3 durch die erfindungsgemäße fettgefüllte

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Vorkammer β gebildet. Dadurch kann auf die Fettfüllung des Ringraumes 12 verzichtet werden, und es wird gleichzeitig eine unbeeinträchtigte, einwandfreie Wirkung des Dralles ermöglicht.

Bei den Ausführungsbeispielen der Fig. J5 bis 6 sind die gleichen Bezugszeichen wie bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 und 2 verwendet worden. Bei der Ausführungsform der Fig. 4 ist die bei den Beispielen der Fig. 1 bis 5 ringförmig ausgebildete Vorkammer 6 in einseine Teilkammern 6a, 6b, 6c, 6d usw. durch Ausbildung von Trennwänden Ik, 14a, 14b aufgeteilt, wie dies aus dem Teilsc'hnitt A-A der Fig. 4 zu erkennen ist. ■;'

Die Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher die Stirnseite der Abdeckscheibe 8, also die ölseitige Fläche der Abdecksjaeibe, mit annähernd radial oder gekrümmt verlaufenden Strömungskanälen versehen ist. Anordnung und Verlauf der Strömungskanäle ist aus der Teilansicht in Richtung des Pfeiles X zu erkennen.

Die Fig. f> und fu zeigen weitere mögliche Ausführungsformen der Vorkammer. Diese Beispiele lassen erkennen, daß die Vorkammer 6 jede beliebige räumliche Gestaltung haben kann, wobei lediglich wesentlich ist, daß die Vorkammer 6 eine zur Schmierung der Dichtkante V notwendige Msnge Fett aufzunahmen vermag und diese Fettfüllung unmittelbar im Bereich der Dichtkante y beim ersten Anlauf der Welle zur Verfügung steht.

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Claims (9)

Kupfer-Asbest-Oo, A 35 235-br Quataν Baoh Rosenbersstr, 22 ^g Maj Ig76 71oo Hellbronn Ansprüche

1. Dichtung zur radialen Abdichtung von Wellen oder Achsen, bestehend aus einer an einem Versteifungsring angeordneten Manschette aus elastischem Werkstoff,,, die mindestens eine Dichtlippe für die Anlage an der Welle oder Achse aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtlippe (5) von der- abzudichtenden Seite A her eine mit einem Schmiermittex,wie Fett, zu füllende Vorkammer (6) vorgeschaltet ist, deren Begrenzungsflächen von der der abzudichten Seite (ölseite) "' zugewandten Kontaktfläche (7) der Dichtlippe (3) und der Innenseite (8') einer auf der abzudichtenden Seite (ölseite) angeordneten Abdeckscheibe (8) gebildet sind.

2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckscheibe (8) und die Dichtlippe (3) einstückig ausgebildet sind.

3. Dichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckscheibe (8) ein geringes Spiel s zur Welle (5) oder zur Achse aufweist.

4. Dichtung nach Anspruch 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckscheibe (8) mit Überdeckung der Welle (ij) oder der Achse ausgebildet ist.

5. Dichtung nach ehern der Ansprüche 1 bis h, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckscheibe (8) aus einem anderen Werkstoff, beispielsweise einem härteren oder weicheren, billigerem oder transparenten Werkstoff als die elastische Dichtlippe

(3) besteht.

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6, Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5> dadurah gekerm* zeichnet, daß die ringförmige Vorkammer (6) radial in mehrere Einzelkammern. (6a, 6b, 6c, 6d) usw. unterteilt ist (Pig, 4)

7· Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckscheibe (8) auf der Stirnseite (8") radial oder schräg verlaufende Rippen, Rillen (15) oder Stege trägt (Hg. 5)·

8. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis J, dadurch gekennzeichnet, daß auf der lußfeseitigen Kontaktfläche (lo) der Dichtlippe (3) in an sich bekannter Weise Drallrippen (9) vorgesehen sind und hinter der Dichtlippe (3) eine Schutzlippe (11) angeordnet ist, die mit der Dichtlippe einen fettfreien Raum bildet.

9. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Axialschnitt gesehen die Vorkammer (6) dreieck-,Viereck-, trapez- oder einen tunnelartigen Querschnitt aufweist und ihre radiale Höhe h mindestens etwa ein ' Drittel, vorzugsweise etwa die Hälfte der Gesamthöhe der Dichtlippe beträgt.

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