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Dichtungs- oder Packungsring Die Erfindung betrifft Packungs- oder
Dichtungsringe oder -scheiten für Wellen und/oder Lager u. d,gl., um öl oder andere
flüssige Medien fernzuhalten oder festzuhalten sowie daneben oder an Stelle dessen
Staub oder Schmutz fernzu'halten. Meist werden solche Ringe oder Scheiben in einem
Hohlraum befestigt und über einer Welle od. dgl. bewegbar angebracht, damit sie
sich in der Bohrung drehen und/oder in ihr gleiten können. Andere Dichtungsringe
werden auf der Welle od. dgl. fest angebracht, so daß sich .der Ring mit der Welle
dreht und/oder nvit ihr gleitet.
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Die Erfindung bezieht sich auf alle solche Dichtungsringe undbetrifft
insbesondere Ringe größerer Bauart, wie sie z. B. für Dorne oder Zapfen von Walzwerkswalzen
u. ,dgl. verwendet werden. Ein wesentlicher Zweck der Erfindung ist dabei, einen
Dichtungsring zu schaffen, der sich besser als die bisher bekannten Ringe sofort
selbsttätig nacheinstellt, so daß er auch bei sehr starkem Verschleiß ,der abzudichtenden
Teile stets voll wirksam bleibt, auch bei plötzlicher radialer Versetzung der Welle
oder des Lagers unvermindert gut abdichtet und insbesondere nicht eine Lücke oder
eine sonstige Durchtrittöffnung zwischen der Welle bzw. dem Lager und der beweglichen
Lippe des Dichtungsringes entstehen läßt.
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Für Walzwerkslager ist dies wesentlich, weil sich das Lager häufig
gerade dort außerordentlich stark abnutzt wo der Dichtungsring angeordnet ist und
weil dort häufig stoß- oder ruckartige Quer- oder Radialversetzungen der Walzendorne
oder -zapfen
zum Gehäuse auftreten, in welchem die Dichtungsringe
gelagert sind.
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Solche größeren Dichtungsringe sind indessen verhältnismäßig teuer,
so daß es erwünscht ist, die biegsame Manschette auswechseln zu können, ohne daß
die ganze Dichtung ausgewechselt werden muß.
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Dichtungsringe mit auswechselbarer Manschette sind bereits bekannt,
stellen sich aber nicht genügend rasch, geschweige plötzlich selbsttätig entsprechend
den plötzlichen Querversetzungen der abzudichtenden Welle nach, so daßsich zeitweilig
Lücken oder Durch.trittöffnungen an den Dichtungsstellen bilden. Außerdem leiden
einige der bekannten Dichtungsringe daran., daß die ringförmige Manschettenfeder
locker wird und- sich dann im Lager der Dichtung verfängt; das Lager kann hierbei
erheblich beschädigt werden, so daß kostspielige Wiederinstandsetzungen erforderlich
werden. Die vorliegende Erfind.unig ist daher insbesondere auch auf Dichtungsringe
gerichtet, welche allen diesen Erfordernissen genügen und keine Gefahrenquelle bilden.
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Es ist ferner 'bekannt, die rund um die Manschette herum laufende
Andruckfeder mit einer an der Manschette befestigten Vorrichtung zu haltern. Diese
Vorrichtung besteht z. B. aus einem Blechring mit einer- Anzahl von streifenförmigen,
abgebogenen Ansitzen., iwelche die Andruckfeder aufnehmen sollen. Bei der Benutzung
dieser Halterv orrichtung haben sich jedoch Schwierigkeiten ergeben, weil einzelne
der Blechstreifen bei längerem Betrieb abbrechen und dann die ganze Haltevorrichtung
-ausgewechselt werden muß.
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Gemäß Tier Erfindung wind diese Schwierigkeit dadurch beseitigt, daß
die Halterungsvorrich.tung einen oder eine Anzahl von Zwischenkörpern aus Driaht
enthält, die ihrerseits eine Anzahl gesondert angeordneter Schuhe oder Halter tragen,
in denen die Andruckfeder gehalten wird. Die in einer Reihe einzeln über den Umfang
verteilten Schuhe werden dabei durch den Zwischenkörper in ihrer Lage festgehalten
und bilden ihrerseits eine sichere Befestigung für die Andruckfeder.
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Vorzugsweise liegt die Mittelachse der ringförmigen Manschettenandruckfader
in oder annähernd in derselben Querebene wie die abdichtende Kante der Lippe. Die
Nachstellonganedrücken dann zweckmäßig-erweise die Schuhe radial gegen die Lippe
aus.
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Die ringförmige Manschettenandruckfeder greift vorteilhafterweisedurchDurchtrittöffnungen
mehrerer gesonderter, Seite an Seite,angeordneter Schuhe, die auf der Manschette
liegen und an ihrer vorbestimmten Stelle durch Mittel gehalten werden, die sie z.
B. an die Lippe drücken. Dabei kann jeder Schuh oder jedes Paar von einander benachbarten
Schuhen eine eigene Feder erhalten; doch kann statt dessen auch ein einziges ringförmiges
Nachstellorgan vorgesehen sein, das in der Manschette eingebettet ist oder von ihr
getragen wird und alle Schuhe entweder unmittelbar oder mit Hilfe von verbindenden
Zwischenorganen an ihrer Stelle hält.
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Zweckmäßigerweise wirkt eine Reihe von über dein Umfang- verteilt
angeordneten Federn mit den Schuhen zusammen, wobei jede Feder in der z. B. aus
Gummi bestehenden Manschette eingebettet sein und vorstehende Teile aufweisen kann,
die auf jeder Seite 'an einem Schuh angreifen, so daß die Dichtungseinrichtung rund
@um die Manschette abwechselnd Feder, Schuh, Feder, Schuh usw. aufweist. Die Federn
können aber, statt in dem Gummi eingebettet zu sein, z. B. hakenartig miit den einarider
folgenden Schleifen eines Ringes zusammenwirken, der teilweise in Gummi eingebettet
ist.
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Die Schuhe können aus Metall, gepreß,ten Fasern, Ha,rtgummä oder gummiartigen
Stoffen, gegossener Kunstmasseoder irgendeinem anderen ölbeständigen Werksstoff
bestehen und an ihren Unterseiten in einer Richtung leicht konkav ausgebildet sein,
so daß sie fest auf der gebogenen, einwärts gekrümmten Lippe der Manschette Biegen.
Die Schiühe können aber auch aus einer Federbacke bestehen, in däe eine entsprechend
geformte endlose Bandfeder einschnappt.
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Weitere Mer!1rnniale der Erfindung sind aus den Darstellungen eines
Ausführungsibeispiels und der folgenden Beschreibung zu entnehmen. Es zeigt Fig.
r einen Längsschnitt durch einen Teil eine' Dichtungsiringes gemäß der Erfindung,
mit einem Teil seines Gehäuses, Eig. 2 eine teilweise geschnittene Stirnansicht
zu Fig. 1, F.ig. 3 eine perspektivisch dargestellte Feder für die Schuhe, die in
den Eig. i und 2 wiedergegeben sind, Fig. 4 einen perspektivisch dargestellten Schuh,
Fig. 5 und 6 Querschnitte von Teilen zweier anderer Ausführungsformen von Dichtungsringen
gemäß der Erfindung, Fig. 7 und 8 ähnliche Darstellungen wie die Fig. 5 und 6 für
weitere Ausführungsformen des Dichtungisringes, Fig. 9 eine perspektivische Ansticht
eines Teiles der in Fig. 8 gezeigten Schuihhalterung, Fig. io eine der Fig. 5 entsprechende
Darstellung, aber für eine andere Ausführungsform der Erfindung, F'ig. i i eine
perspektivische Darstellung eines Teiles gemäß dez Fig. io, Fig.12 eine Teilansicht
einer anderen Ausführungsform des Dichtungsringes und Fig. 13 einten Querschnitt
nach der Linie 13-13 der Fig. 12.
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Nach Fig: i -sind zwei Manschetten Rücken an Rücken angeordnet miteinemmetallischenAbstandsring
zwischen .ihnen. Jede Manschette weist einen flachen radialen Flansch i und einen
mit diesem aus einem Stück bestehenden, einwärts gebogenen Flansch 2 auf, der in
einer scharfen Lippe 3 endet, die in Betriebsstellung reit der abzudichtenden Welle
4 zusammenwirkt. Der Flansch i kann aus einem härteren oder zäheren Werkstoff als
der Flansch 2bestehen, z. B. aus härterem Gummi, wobei nur einer oder auch beide
Flansche innen verstärkt sein können. Auf dem äußeren Rand des radialen Flansches
i ist eine Reihe von Drahtfedern 5 angeordnet, deren jede eine sich überschlagende
Schleife 6 aufweist, vermittels deren sie an der oberen Kante der Manschette hängt.
Auf
der (dem einwärts gebogenen Flansch 2 benachbarten Seite der Manschette isst jede
Feder 5 mit zwei parallelen Schenkeln versehen, die sich entlang der Oberfläche
der Manschette nach abwärts erstrecken, !bei 5a gebogen sind und sich hierauf ein
kurzes Stück weit geradeaus über den einwärts geborgenen Flansch 2 der Manschette
fortsetzen, um schließlich als vorstehender Zapften 7 auswärts gebogen zu enden,
wie es aus der Fig. 3 deutlicher zu ersehen ist.
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Auf dem einwärts gebogenen Flansch :2 der Manschette ruht eine Reihe
von F'iberschuhen 8; jeder von ihnen ist zwischen je zwei einander folgenden Federn
5 angeordnet. Die Zapfen 7 greifen in Löcher in der Oberfläche der Schuhe ein. Die
Federn 5 sind so gestaltet, daß ihre sich nach vorn erstreckenden Teile beim Zusammenwirken
mit den Schuhen 8 gespannt werden und diese hierdurch abwärts auf den einwärts gebogenen
Flansch 2 pressen. Die Schuhe 8 nehmen rin radialer Richtung von der Rückseite aus,
wo sie vermittels der Federn 5 gehalten werden, zur Stirnseite hin an Dicke zu,
während ihr oberer Teil über der freien Kante 3 der Manschette überhängt. Ferner
hat jeder Schuh eine kreisförmige Durchtri.ttöffnung 9 von der einen zur anderen
Seite. Eine Ringschraubenfeder io wird durch die Durchtrittöffnungen 9 der Schuhe
gedreht; die Enden werden in bekannter Weise miteinander verbunden. Die verschiedenen
Teile sind so bemessen, daß sieh die mittlere Achse der Feder io genau über der
die Welle beaufschlagernden Lippe 3 der Manschette befindet. .Die Durchtrittöffnungen
9 :haben einen größeren Durchmesseir als die Feder io.
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Die aus !den Rücken an Rücken mit einem dazwischen befindlichen Metallring
angeordneten Manschetten, den Federn und den Schuhen bestehende Gruppe von Teilen
wird zwischen zwei äußeren Metallringen 12 eingefügt; das Ganze wird durch :Ballzen
miteinander so verbunden, daß es eine zusammengesetzte Dichtungseinheit bildet.
Für die Verbindungsbolzen sind Bohrungen 12" vorgesehen. Die Gruppe ist in dem Lagerrahmen.
13 untergebracht. Die äußeren Metallringe 12 weisen einen einwärts gerichteten Flansch
12b auf, von denen jeder über den Flansch 2 und die äußeren Teile der die Schuhe
haltenden Federn 5 greift. Der Flansch 12b ist Üaibei in gewissen Abständen ausgespart
oder mit Lücken versehen, damit die gebogenen. Teile der Federn Platz 'halben. Die
Schleifen 6 sollen dabei den Flansch i genügend dicht oder fest ergreifen, um auch
ihre eigene Lage zu sichern. Wenn die Dichtungseinheit mittels :der Bolzen fest
verspannt ist, können sich die Federn nicht mehr lösen öder verschieben.
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Fig. 5 veranschaulicht eine Dichtungseinheit 1, 2 mit Schuhen 8 und
Federn 5 entsprechend der zuvor beschriebenen Ausführungsform. Die Manschette sitzt
zwischen :den radialen Flanschen 14a, i5a eines inneren bzw. äußeren Winkelringes
14 bzw. 15. Der periphere Flansch des äußeren Ringes 15 ist länger als der entsprechende
Flansch des inneren Ringes 14 und bei 16 ;um die Kante dieses Flansches herumgebogen.
Der ,radiale Flansch 14a des inneren Ringes 14 ist an seiner inneren Kante ausgespart,
damit die Windungen :der Federn 5 Platz haben.
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Bei .der abgewandelten Ausführungsform nach der Fig. 6 ist der innere
Winkelring 14 durch einen dicken, im Querschnittrechteckigen Ring 17 ersetzt, während
der äußere Ring 15 wieder über die innere Kante des Ringes 17 herumgebogen ist.
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Bei der prakb'ischen Anwendung des Dichtungsninges wird .die Ringfeder
io durch die Schuhe 8 so gehalten; daß sie dabei ihre größte Wirkung ausübt, so
daß, wenn sich die Welle 4 von der Dichtungsllippe 3 etwa auf Grund von Abnutzung
oder einer vorübergehenden radialen Versetzung entfernen will, die Schuhe 8 mit
ihren Federn 5 die Lippe 3 an die Welle angedrückt halten., mithin eine Unterbrechung
der Abdichtung nicht auftritt. Die Schuhe 8 ,wirkendabei wie viele Preßfinger, um
die Flansche oder Lippen 2 einwärts zu pressen. Sollte eine Lippe vorübergehend
nicht oibges,tützt sein, wie es durch eine plötzliche Versetzung der Welle 4 vorkommen
kann, dann halten die Finger die Lippe nach oben gegen die Welle, wobei die großen
Durchtrittöffnungen 9 eine Einwärts#bewegung der Schuhe 8 in Richtung der Einwärtsbewegung
der Ringfeder io zulassen.
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Aus den, Fig. 7 und 8 ist ersichtlich, daß die gegossenen Formkörper
1, 2 einen ringsherum laufenden Flansch 18 aufweisen, in welchen zwei verstärkende
Metall,ninge mit eingegossen sind. Die äußere Weite des Flansches 18 istetwas größer
als diejenige der inneren Teile des Ringes.
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In den Gummikörpern ist ein mit Schleifen versehener .Drahtring 2o
eingegossen, der aus der Fig. 9 deutlicher zu ersehen ist. Die inneren Schleifen
21 sind mach außen gewandt und nach vorn gebogen. Gemäß der Fig. 7 greifen diese
Schleifen in Schlitze 22 an der Rückseite der Schuhe 8 ein, wodurch sie ,diese in.ihrer
Stellung halten, während die Schleifen 21 gemäß der Fig. 8 die hakenförmigen Teile
von Federn 23 :aufnehmen, die ihrerseits die Schuhe 8 abstützen, wie es die Federn
5 nach den Fig. i bis 3 tun.
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Die in Fig. io veranschaulichte Ausführungsform eignet, sich besonders,
wo der im Gehäuse verfügbare Raum .beschränkt ist, da sie einen kleineren. Außendurchmesser
als bei den Ausfuhrungsformen nach den übrigen Figuren ermöglicht. Bei dieser Anordnung
sind die Feder und der Schuh zu einer baulichen Einheit vereinigt, wie es die Fig.
i i deutlicher ersehen läßt. Der Schuh besteht dabei aus einem steifen Messingstreifen
mit einem U-förmigen Teil 24, das auf den Flansch 5 der Manschette gesetzt wird
und ferner einen rohrförmig gebogenen Teil 25 zur Aufnahme der Ringfeder io aufweist,
während ,seine Zunge oder Flunsch 26, wie es in der Fig. io gestrichelt dargestellt
ist, !bei 27 mit einer Rille oder Welle versehen sein ,kann, um seine Steifigkeit-sowie
seine radiale Druckwirikung auf die Dichtungslippe 2 zu erhöhen.
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,Gemäß den Fig. 12 und 13 sind zwei gesonderte Schuhe 28 auf d(ie
Ringfeder io und ebenso auf einen drahtförmigen Trägerring 29 aufgereiht, der mittels
der hakenförmigen Teile 30a einer einen Ring bildenden
Drahtfeder
30 :an seiner Stelle gehalten wird. Die Drahtfeder 30 weist weitere hakenförmige
Teile 3ob auf, die :über die äußere Kante des radialen Flansches i der Manschette
greifen. Diese AuSfÜhTungsform hat den Vorteil, daß die Schuhe leichter hergestellt
werden können, da jeder Schuh nur zwei Durchtrittöffnungen,,aufweist.
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Der Flansch i ist gemäß,der Fig. 13 mittels einer eingebetteten Verstärkung
31 .aus :Metall, einer plastischen Masse od..dgl. @ausägesteift.