EP2171320A1 - Radialwellendichtung und radialwellendichtungssystem - Google Patents

Radialwellendichtung und radialwellendichtungssystem

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Publication number
EP2171320A1
EP2171320A1 EP08761207A EP08761207A EP2171320A1 EP 2171320 A1 EP2171320 A1 EP 2171320A1 EP 08761207 A EP08761207 A EP 08761207A EP 08761207 A EP08761207 A EP 08761207A EP 2171320 A1 EP2171320 A1 EP 2171320A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
shaft seal
radial shaft
membrane
inner chamber
sealing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP08761207A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Siegmar Kreutzer
Franz Pawellek
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
VR Dichtungen GmbH
Original Assignee
VR Dichtungen GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by VR Dichtungen GmbH filed Critical VR Dichtungen GmbH
Publication of EP2171320A1 publication Critical patent/EP2171320A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • F16J15/3204—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip
    • F16J15/3232—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip having two or more lips
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • F16J15/3248—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings provided with casings or supports
    • F16J15/3252—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings provided with casings or supports with rigid casings or supports

Definitions

  • the invention relates to a radial shaft seal for sealing a sealed, filled with a fluid medium inner chamber at a guided through a receiving opening from the inner chamber, rotating shaft against an outer atmosphere with two membrane bodies, each having a sealing membrane with a slanted to the inner chamber sealing lip, wherein the two sealing lips axially spaced from each other on the shaft can be applied sealingly, and with a support device for supporting the adjacent thereto membrane bodies.
  • the invention further relates to a radial shaft seal system with the radial shaft seal.
  • a generic radial shaft seal is described in DE 20 2006 003 897.3, in which the sealing membrane on the side facing away from the inner chamber side are supported by the support device and the support device with the shaft in each case forms a gap associated with a sealing membrane.
  • the sealing membrane on the side facing away from the inner chamber side are supported by the support device and the support device with the shaft in each case forms a gap associated with a sealing membrane.
  • EP-A-706 001 a radial shaft seal is described, in which the sealing membrane against the pressure of the fluid medium in the interior by a
  • Supported supporting device which may have an axially fixed disc with a central opening through which the shaft passes with a gap distance from the edge of the opening.
  • the voltage applied to the shaft edge is formed as inclined towards the interior of the sealing lip, which itself reinforces a sealing effect due to an internal overpressure.
  • WO-A-02/052180 Another radial shaft seal of this type is known from WO-A-02/052180. It comprises a first membrane body with a sealing membrane, which with a obliquely against the interior made sealing lip rests against the shaft.
  • WO-A-02/052180 proposes the use of a third sealing membrane with an obliquely outwardly directed sealing lip, which is intended to reduce an influx of outside atmospheric gases into the inner chamber.
  • the invention is therefore based on the object to provide a simply constructed radial shaft seal of the type mentioned, which effectively counteracts the risk of concentricity inaccuracies and Spaltxtrusionen and thus has an improved service life and the further lower internal pressures allowed.
  • the stated object is achieved in that the two membrane body are arranged spaced from one another over their entire course and that the support device has a support body which is arranged between the membrane bodies.
  • the radial shaft seal is formed according to the prior art rotationally symmetrical with a rotational symmetry axis, which should ideally coincide in the gasket layer with the central longitudinal axis of the shaft.
  • the support body is preferably made of inelastic plastic, preferably of a thermoplastic, inelastic plastic. Here, a plastic of polyphenylene sulfide (PPS) is preferred.
  • PPS polyphenylene sulfide
  • the support body is injection molded.
  • the sealing membranes may be made of an elastomeric material which preferably contains particles of a lubricious solid. The particles may be graphite or polytetrafluoroethylene (PTFE). The space between the sealing membranes may be filled with a lubricant.
  • the support body may have an inner space in which the one, designed as an inner membrane body membrane body is arranged. Furthermore, the other membrane body is arranged outside the interior and thus be formed as an outer membrane body.
  • the sealing membrane of the membrane body may each rest with a side surface facing away from the inner chamber at a side facing the inner chamber side surface of the support body.
  • the support body has in a preferred embodiment of the radial shaft seal an inner, can-like, circular-cylindrical basic shape, comprising the cylinder jacket wall and cylinder end walls.
  • the cylinder end walls may each have a central circular opening for the passage of the shaft.
  • a cylinder end wall in the installation position of the radial shaft seal, may be arranged as an inner cylinder end wall toward the inner chamber and a cylinder end wall as an outer cylinder end wall facing away from the inner chamber.
  • the outer membrane body may abut with its sealing membrane on an outer chamber facing the inner chamber of the inner cylinder end wall, while the inner membrane body preferably rests with its sealing membrane on a side facing the inner chamber outside of the inner cylinder end wall.
  • the openings are dimensioned so that in the sealing layer of the radial shaft seal between the shaft and inner side surface of the respective opening an annular gap of less than or equal to 0.05 mm, preferably smaller or equal 0.02 mm is formed.
  • an internal negative pressure of up to 20mbar to 30mbar in the interior can be achieved.
  • a chamfering of the annular gap delimiting and the shaft opposite the opening edge of the respective cylinder end wall is made in the direction of the inner chamber.
  • the cylinder end wall can be designed to be more mechanically stable compared to an internal overpressure of the inner chamber.
  • the interior can have an opening possibility, which is preferably provided outside the gasket layer.
  • This can be given by the fact that the support body is divisible in a dividing plane, wherein the dividing plane extends through the interior.
  • the support body may have a division into two support elements, which lie in the sealing layer in a positive and / or non-positive manner in a dividing surface against each other.
  • the support elements in the division level remain loose, preferably only by Press against each other held together.
  • the dividing surface may be arranged in a region in which cylinder jacket wall and inner cylinder end wall adjoin one another.
  • the one cylinder support member is associated with the inner cylinder end wall.
  • the other support element has a cap-like shape with the outer cylinder end wall and the cylinder jacket wall.
  • the dividing surface preferably has a stepped course.
  • This can have, in particular in the cylindrical shape of the support body, an alternating sequence of annularly arranged peripheral partial surfaces for receiving radial forces and with annularly arranged radial partial surfaces for receiving axial forces.
  • the cylinder jacket wall and / or the inner cylinder end wall may have a reinforced wall in the region of the dividing surface.
  • an inner receptacle may be provided with a receiving space for a holding portion of the inner membrane body.
  • the inner receptacle may have an inside axially of the inner cylinder end wall and spaced from the cylinder jacket wall extending hollow cylinder.
  • the receiving space can thus be limited by the hollow cylinder and the cylinder jacket wall in the radial direction and in the axial direction through the inner cylinder end wall, while it is open to the outer cylinder end wall.
  • the holding portion may lie mechanically stable surface in the inner receptacle.
  • the hollow cylinder may be designed to facilitate insertion of the holding portion of the inner membrane body so conical that the receiving space to the rear cylinder end wall slightly and preferably opens by a few degrees.
  • the hollow cylinder extends to or close to the sealing membrane, which, as already described, preferably rests against the inside of the outer cylinder end wall, whereby a tight fit of the inner membrane body can be strengthened.
  • This can also be strengthened by the holding portion of the inner membrane body is arranged under surface pressure in the inner receptacle.
  • the described, in section approximately rectangular or rectangular arrangement of holding portion and sealing membrane implies an easily producible, cap-like design of the inner membrane body.
  • the outer membrane body also has a cap-like shape. Its sealing membrane is in the cylindrical configuration of the support body preferably on the outside of the inner cylinder end wall, while the holding body engages with its support portion far enough that the holding portion rests on the outside of the cylinder jacket wall and at least in a radially outer annular region on the outer cylinder end wall.
  • the outer membrane body can be slipped over the support body, whereby the outer membrane body can be fixed in position dimensionally stable on the support body.
  • the outer membrane body can hold the two support elements in a clip-like manner. To reinforce the fixation and the holding together can be provided that the outer membrane body rests under elastic bias on the support body. This can be achieved in that the outer membrane body has a slight undersize relative to the support body prior to slipping over.
  • the same at areas in which the membrane body abut the support body have ribs which engage in provided and the ribs adapted grooves in the membrane body.
  • the inner cylinder end wall having one or more circumferential ribs, project radially beyond the cylinder jacket wall and engage in a circumferentially facing groove of the outer membrane body adapted in the profile of the rib or ribs.
  • the assembly of the radial shaft seal can take place in the following steps:
  • the inner membrane body is pulled with its holding portion axially over the hollow cylinder of a support member, preferably until the holding portion rests end face on the inside of the front cylinder end wall.
  • the cylindrical support body is joined together by the other support member with its cylinder jacket wall axially over the Holding portion of the inner membrane body is pushed, wherein the holding portion of the inner membrane body is preferably pressed radially.
  • the outer membrane body is slipped over the assembled support body, whereby this is preferably compressed axially and radially. Since the radial shaft seal by the outer membrane body elastic and thus the individual parts of the radial shaft seal can be held together in the correct position, the thus pre-assembled radial shaft seal can be easily stored and transported. Since the individual parts are joined together loosely to the radial shaft seal, the same can be easily taken apart again, for example, to replace the inner membrane body.
  • the holding portion of the outer membrane body may have on the outside in the region in which it rests against the cylinder jacket wall, circumferentially spaced-apart ribs. These can extend radially outward.
  • the ribs extend in the installed position at an acute angle to the longitudinal axis of the shaft to the inner chamber.
  • the sealing membrane of the outer membrane body can be a radially projecting collar with a in
  • radial shaft seal system with a radial shaft seal according to a previously described embodiment and having a receiving opening having a seal receptacle for the radial shaft seal in proposed the inner chamber.
  • the radial shaft seal can preferably be arranged in a press fit in the seal receptacle, wherein the press fit, as already described, is preferably also produced via the ribs.
  • the radial shaft seal can be used in a receiving direction in the direction of the pressure gradient during normal operation in the receiving opening. This means when using the internal pressure chamber for the storage of a fluid medium, the receiving direction of the inner chamber can face outward.
  • the radial shaft seal is preferably pushed into the receiving opening to the extent that it is in the receiving direction until the intended radially protruding collar with its surface facing away from the inner chamber in the sealing layer strikes against the inside of the wall of the inner chamber at the receiving opening.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a radial shaft seal system with a first embodiment of a radial shaft seal
  • Fig. 2 shows a detail enlargement II according to Figure 1 and
  • Fig. 3 is a longitudinal sectional view of a radial shaft seal system with a second embodiment of the radial shaft seal.
  • FIGS. 1 to 3 show two embodiments of a radial shaft seal system R with a seal receptacle D having a receptacle opening 2 and with a radial shaft seal 1 according to the invention for sealing a closed inner chamber K filled with a fluid medium M at an opening K out of the inner chamber K.
  • Rotating shaft W to an outer atmosphere At shown, wherein the inner chamber K is shown only indicated by a wall portion with the receiving opening 2.
  • the radial shaft seal 1 is inserted in a receiving direction a pointing from the inside outward into the receiving opening 2 into a press fit.
  • the radial shaft seal 1 has two membrane bodies 3, 4, each with a sealing membrane 5, which is provided with a mounting position to the inner chamber K down obliquely sealing lip 6, the axially spaced from each other on the shaft W sealingly. Furthermore, the radial shaft seal 1 comprises a support device 7 with a support body 8 having an inner space K, on which the sealing membrane 4 is provided on its lateral surface facing away from the inner chamber
  • the radial shaft seal 1 with membrane body 3 and support device 7 is rotationally symmetrical with its longitudinal axis I designed as rotational symmetry axis, which coincides in the seal position shown in Figures 1 and 3 with the central longitudinal axis of the shaft W.
  • Both membrane body 3,4 have a cap-like shape, each with a holding section
  • Both membrane body 3,4 are spaced over their entire course to each other. Further, they are separated by the support body 8 by being arranged between the membrane bodies 3,4.
  • the membrane bodies 3,4 By avoiding that the necessarily relatively easily elastically deformable membrane body 3,4 do not abut each other or come into contact at least over a certain range, but are each supported by the rigid support body 8, a firmer fit of the membrane body 3,4 is guaranteed and not so easy vibrations of a membrane body 3.4 on the other membrane body 4.3 and thus transmitted to the shaft W.
  • the risk of concentricity inaccuracies of the shaft W and column extrusions of the membrane body 3,4 is reduced, which in turn increases the service life of the radial shaft seal 1.
  • the support body 3,4 has an inner space 11, in which the one, designed as an inner membrane body 3 membrane body is arranged.
  • the inner space 11 is radially and circumferentially open for the sealing engagement of the sealing lip 5 of the inner membrane body 3 on the shaft W to the shaft W and is opposite the outer atmosphere A and the inner chamber K to central, circular opening 12 for passage of the shaft W or , with inserted wave W, to a respect the inner chamber K inner annular gap 13 and a respect to the inner chamber K outer annular gap 14 is closed.
  • the other, designed as an outer membrane body 4 membrane body is disposed outside of the inner space 11.
  • the support body 8 has a the inner space 11 forming, can-shaped, circular cylindrical basic shape with cylinder jacket wall 15 and two cylinder end walls 16,17, with respect to the inner chamber K inner cylinder end wall 16 and a respect to the inner chamber outer cylinder end wall 17, wherein the opening 12 respectively in the middle of the Cylinder end walls 16,17 is arranged.
  • the support body 8 has a division into two support elements, a first support element 18 and a second support element 19, which rest against one another in the form of a seal and / or force fit in a dividing surface 20.
  • the dividing surface 20 separates the cylinder jacket wall 17 from the inner cylinder end wall 16, so that the first support member 18 substantially comprises the inner cylinder end wall 16, while the second support member 19 has substantially the outer cylinder end wall 17 and the cylinder jacket wall 17 and thus a cap-like shape.
  • the outer membrane body 4 surrounds the support body 8.
  • the outer membrane body 4 is under elastic bias with its sealing membrane 5 on the outside of the inner cylinder end wall 16 and with its holding portion 10 on the outside of the cylinder jacket wall 15 and the outer cylinder end wall 17 in a radially outer region.
  • the support elements 18, 19, which remain loose per se, are pressed and held against one another in the division surface 20.
  • the dividing surface 20 has a stepped course with annularly arranged circumferential partial surfaces 21 for the passage of radial forces and with annularly arranged radial partial surfaces 22 for the transition from axial forces.
  • the inner cylinder end wall 16 in the region of the division surface 20 has a reinforcement 23 of its wall.
  • an inner receptacle 24 is provided with a receiving space 25 for the holding portion 10 of the inner membrane body 3, the entire surface or substantially over the entire surface fitting and under compressive stress in the inner Recording 24 is arranged in a press fit.
  • the inner receptacle 24 has a hollow cylinder 26 which extends inside and axially from the inner cylinder end wall 16 and spaced from the cylinder jacket wall 15, so that the receiving space 25 of hollow cylinder 26, cylinder jacket wall 15 and inner cylinder end wall 16 is limited and open to the outer cylinder end wall 17 is.
  • the receiving space 25 extends axially as far as the sealing membrane 5 of the inner membrane body 3.
  • the gap width of one or both gaps 13,14 can be kept particularly small.
  • the gap width of the inner annular gap 13 is less than or equal to 0.02 mm.
  • a gap width of less than or equal to 0.02 mm Thanks to these small gap widths, by means of which the associated sealing membrane 5 is further supported towards the shaft W, the sealing behavior of the radial shaft seal 1 is further improved decisively.
  • the inner annular gap 13 limiting or, in addition, in the second embodiment, the outer annular gap 14 bounding edge of the respective opening 12 is chamfered to the inner chamber K out, whereby the respective associated sealing lip 6 is better supported and thus a danger in terms is further reduced to an extrusion of the same in the annular gap 13,14.
  • the thus achievable negative pressure when pumping the air from the inner chamber K against the air flowing through the annular gaps air is at most 120 mbar.
  • the sealing membrane 5 of the outer membrane body 4 has a radially projecting collar 27 with a sealing layer facing away from the inner chamber K surface 28 for surface contact with the inside of the wall of the inner chamber K at the receiving opening 2, thus as a stop during insertion of the radial shaft seal. 1 in the receiving direction a in the receiving opening 2 is used.
  • the holding portion 10 of the outer membrane body 4 on the outside in the region in which this rests against the cylinder jacket wall 15, circumferentially spaced and spaced ribs 28 which extend radially outwardly ,
  • the ribs 28 have a stepped construction with a holding portion 10 slightly tapered conically base 29 and a centrally adjoining extension 30, which can easily bend the ribs 28 during insertion of the radial shaft seal 1 into the receiving opening 2 and press fit more effectively in the receiving opening. 2 inside wall press against the receiving opening 2.
  • annular groove 32 is provided which facilitates the slipping over of the outer membrane body 4 via the support body 8 with the enclosed inner membrane body 3.
  • the holding portion 10 is chamfered in a receiving direction a rear portion 31.

Landscapes

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Abstract

Eine Radialwellendichtung zur Dichtung einer abgeschlossenen, mit einem fluiden Medium (M) gefüllten Innenkammer (K) an einer durch eine Aufnahmeöffnung (2) aus der Innenkammer (K) geführten, rotierenden Welle (W) gegenüber einer äußeren Atmosphäre (A) weist zwei Membrankörper (3, 4) auf, die jeweils eine Dichtmembran (5) mit einer zur Innenkammer (K) schräg gestellten Dichtlippe (6) einschließen, wobei die beiden Dichtlippen (6) axial beabstandet von einander an der Welle (W) dichtend anlegbar sind und eine Stützvorrichtung (7) zum Abstützen der an derselben anliegenden Membrankörpern (3,4). Zur Verbesserung der Betriebsdauer und Verringerung der Innendrücke wird vorgeschlagen, dass die beiden Membrankörper (3,4) über ihren gesamten Verlauf beabstandet zueinander angeordnet sind und dass die Stützvorrichtung (7) einen Stützkörper (8) aufweist, der zwischen den Membrankörpern (3,4) angeordnet ist.

Description

Radialwellendichtung und Radialwellendichtungssystem
Die Erfindung betrifft eine Radialwellendichtung zur Dichtung einer abgeschlossenen, mit einem fluiden Medium gefüllten Innenkammer an einer durch eine Aufnahmeöffnung aus der Innenkammer geführten, rotierenden Welle gegenüber einer äußeren Atmosphäre mit zwei Membrankörpern, die jeweils eine Dichtmembran mit einer zur Innenkammer schräg gestellten Dichtlippe aufweisen, wobei die beiden Dichtlippen axial beabstandet von einander an der Welle dichtend anlegbar sind, und mit einer Stützvorrichtung zum Abstützen der an derselben anliegenden Membrankörpern. Die Erfindung betrifft ferner ein Radialwellendichtungssystem mit der Radialwellendichtung.
Ein gattungsgemäßes Radialwellendichtung wird in der DE 20 2006 003 897.3 beschrieben, bei dem die Dichtmembrane auf der von der Innenkammer abgewandten Seite von der Stützvorrichtung gestützt werden und die Stützvorrichtung mit der Welle jeweils einen einer Dichtmembran zugeordneten Spalt ausbildet. Hier besteht die Gefahr von Rundlaufungenauigkeiten zwischen Stützteilöffnung und Welle in der Stützteilöffnung und damit von Spaltextrusionen der Dichtungsmembrane unter Druckwirkung, die die Betriebsdauer der Radialwellendichtung herabsetzen.
In der EP-A-706 001 wird eine Radialwellendichtung beschrieben, in der die Dichtmembran gegen den Druck des fluiden Mediums im Innenraum durch eine
Stützvorrichtung gestützt, die eine axial festgelegte Scheibe mit einer zentralen Öffnung aufweisen kann, durch die die Welle mit einem Spaltabstand vom Rand der Öffnung hindurch tritt. Der an der Welle anliegende Rand ist als zum Innenraum hin schräg gestellte Dichtlippe ausgebildet, wodurch sich eine Dichtwirkung aufgrund eines Innenüberdruckes selbst verstärkt.
Eine weitere Radialwellendichtung dieser Art ist aus der WO-A-02/052180 bekannt. Sie umfasst einen ersten Membrankörper mit einer Dichtmembran, die mit einer schräg gegen den Innenraum gestellten Dichtlippe an der Welle anliegt.
Üblicherweise wird vor der Erstbefüllung der Innenkammer mit einem Fluid, insbesondere bei Kühlsystemen mit Kühlmitteln als Fluid, dieselbe mittels einer Saugpumpe evakuiert, um das System auf Dichtheit zu prüfen, wobei zur effizienten Dichtigkeitsprüfung ein möglichst geringer Unterdruck angestrebt wird. Hierzu werden in der DE 20 2006003 897.3 sehr geringe erreichbare Drücke beschrieben. In der WO-A-02/052180 wird die Anwendung einer dritten Dichtmembran mit nach außen schräg gestellter Dichtlippe vorgeschlagen, die ein Einströmen von außenatmosphärischen Gasen in die Innenkammer vermindern soll. Durch die Maßnahme wird jedoch der Aufbau der Dichtung kompliziert und es kommt im Betrieb zu Energieverlusten und zusätzlicher Erwärmung.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine einfach aufgebaute Radialwellendichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, die der Gefahr von Rundlaufungenauigkeiten und Spaltextrusionen wirksam begegnet und somit eine verbesserte Betriebsdauer aufweist und die weiter geringere Innendrücke erlaubt.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die beiden Membrankörper über ihren gesamten Verlauf beabstandet zueinander angeordnet sind und dass die Stützvorrichtung einen Stützkörper aufweist, der zwischen den Membrankörpern angeordnet ist.
Indem die Membrankörper beabstandet zueinander angeordnet sind und somit wird eine direkte mechanische Kopplung vermieden, sondern einzeln vom Stützkörper abgestützt werden, wird ein festerer Sitz der Membrankörper in der Radialwellendichtung gewährleistet. Bei einem Aneinanderliegen der Membrankörper tritt auf Grund ihrer notwendig leichten plastischen Verformbarkeit leicht ein Schwimmen oder eine verminderte Lagefixierung der Membrankörper auf. Dies hat zur Folge, dass der mit den Membrankörpern mechanisch gekoppelte Stützkörper in Einbaulage in einem entsprechend großen Abstand zur Welle gehalten sein muss, damit er nicht in Berührung mit derselben kommen kann. Dadurch wird wiederum das Dichtungsvermögen der Radialwellendichtung entsprechend begrenzt, d.h. es ist zum Beispiel wegen dieser „Leckage" nur ein bestimmter Unterdruck gegenüber der Außenatmosphäre erreichbar. Ferner kann die Gefahr von Rundlaufungenauigkeiten der Welle zum Stützkörper und damit von Spaltextrusionen der Membrankörper vergrößert werden. Mit dem festeren Sitz der Membrankörper wird es möglich, den Stützkörper in Einbaulage näher zur Welle zu beabstanden, wodurch den oben geschilderten Nachteilen, wie Rundlaufungenauigkeiten der Welle zum Stützkörper und Spaltextrusionen der Membrankörper, wirksam begegnet werden kann. Somit können wesentlich niedriger Unterdrücke in der Innenkammer vor dem Befüllungsvorgang mit dem fluiden Medium und eine höhere Lebensdauer der Radialwellendichtung im Betrieb erzielt werden.
Die Radialwellendichtung ist gemäß dem Stand der Technik rotationssymmetrisch mit einer Rotationssymmetrieachse ausgebildet, die in Dichtungslage idealerweise mit der Mittellängesachse der Welle zusammenfallen soll. Der Stützkörper besteht bevorzugt aus unelastischem Kunststoff, vorzugsweise aus einem thermoplastischen, unelastischen Kunststoff. Hierbei wird ein Kunststoff aus Polyphenylensulfid (PPS) bevorzugt. Vorzugsweise ist der Stützkörper spritzgegossen. Die Dichtmembrane können aus einem elastomeren Material bestehen, das vorzugsweise Partikel eines schmierenden Feststoffs enthält. Die Partikel können aus Graphit oder aus Polytetrafluorethylen (PTFE) bestehen. Der Raum zwischen den Dichtmembranen kann mit einem Schmiermittel gefüllt sein.
Der Stützkörper kann einen Innenraum aufweisen, in dem der eine, als innerer Membrankörper ausgebildete Membrankörper angeordnet ist. Ferner kann der andere Membrankörper außerhalb des Innenraumes angeordnet ist und somit als äußerer Membrankörper ausgebildet sein. Somit kann auf einfache Weise konstruktiv die
Trennung der beiden Membrankörper voneinander verwirklicht werden. Hierbei können die Dichtmembrane der Membrankörper jeweils mit einer von der Innenkammer abgewandten Seitenfläche an einer zu der Innenkammer zugewandten Seitenfläche des Stützkörpers anliegen.
Der Stützkörper weist in einer bevorzugten Weiterbildung der Radialwellendichtung eine den Innenraum bildende, dosenartige, kreiszylindrische Grundform auf, die Zylindermantelwand und Zylinderstirnwänden umfasst. Hierbei können die Zylinderstirnwände jeweils eine mittige kreisrunde Öffnung für den Durchgang der Welle aufweisen. Hierzu kann, in Einbaulage der Radialwellendichtung, eine Zylinderstirnwand als innere Zylinderstirnwand zur Innenkammer hin und eine Zylinderstirnwand als äußere Zylinderstirnwand von der Innenkammer abgewandt angeordnet sein. Der äußere Membrankörper kann mit seiner Dichtmembran an einer zur Innenkammer gewandten Außenseite der innere Zylinderstirnwand anliegen, während der innere Membrankörper mit seiner Dichtmembran vorzugsweise an einer zur Innenkammer hin gewandten Außenseite der innere Zylinderstirnwand anliegt.
Unter anderem wegen einer stabileren, da Lage fixierteren Anordnung der Membrankörper kann vorgesehen sein, dass die Öffnungen so dimensioniert sind, dass in Dichtungslage der Radialwellendichtung zwischen Welle und Innenseitenfläche der jeweiligen Öffnung ein Ringspalt von kleiner oder gleich 0,05 mm, vorzugsweise kleiner oder gleich 0,02 mm ausgebildet ist. Hierbei kann beim Abpumpen der Luft aus dem Innenraum gegen die durch die Ringspalte nachströmende Luft ein Innenunterdruck von bis zu 20mbar bis 30mbar im Innenraum erreicht werden.
Es wird weiterhin als Vorteil angesehen, dass ein Abfasen des den Ringspalt begrenzenden und der Welle gegenüberliegende Öffnungsrand der jeweiligen Zylinderstirnwand in Richtung zu der Innenkammer hin vorgenommen ist. Dadurch kann die Zylinderstirnwand mechanischer stabiler gegenüber einem ein Innenüberdruck der Innenkammer ausgelegt sein.
Zu seiner leichteren Zugänglichkeit kann der Innenraum eine Öffnungsmöglichkeit aufweisen, die vorzugsweise außerhalb der Dichtungslage gegeben ist. Diese kann dadurch gegeben sein, dass der Stützkörper in einer Teilungsebene teilbar ist, wobei die Teilungsebene durch den Innenraum verläuft. Hierzu kann der Stützkörper eine Teilung in zwei Stützelemente aufweisen, die in Dichtungslage form- und/oder kraftschlüssig in einer Teilungsfläche aneinander anliegen. Vorzugsweise werden die Stützelemente in der Teilungsebene lose bleibend, vorzugsweise nur durch Gegeneinanderpressen zusammen gehalten.
Im Falle einer oben beschriebenen zylindrischen Ausbildung des Stützkörpers kann die Teilungsfläche in einem Bereich angeordnet sein, in dem Zylindermantelwand und innere Zylinderstirnwand aneinander angrenzen. Damit ist dem einen Stützelement die innere Zylinderstirnwand zugeordnet. Das andere Stützelement weist mit der äußeren Zylinderstirnwand und der Zylindermantelwand eine kappenartige Form auf. Somit sind beide Stützelemente einfach herstellbar.
Um ein Abgleiten der Stützelemente unter Anpressung in der Teilungsfläche zu vermeiden, weist die Teilungsfläche vorzugsweise einen stufigen Verlauf auf. Dieser kann insbesondere bei der zylindrischen Form des Stützkörpers eine wechselnde Folge von ringförmig angeordneten umfänglichen Teilflächen zur Aufnahme von radialen Kräften und mit ringförmig angeordneten radialen Teilflächen zur Aufnahme von axialen Kräften aufweisen. Zum besseren Zusammenhalt der Stützelemente können die Zylindermantelwand und/oder die innere Zylinderstirnwand in dem Bereich der Teilungsfläche eine verstärkte Wandung aufweisen.
In dem Innenraum kann eine innere Aufnahme mit einem Aufnahmeraum für einen Halteabschnitt des inneren Membrankörpers vorgesehen sein. Die innere Aufnahme kann einen sich innenseitig axial von der inneren Zylinderstirnwand und beabstandet zur Zylindermantelwand erstreckenden Hohlzylinder aufweisen. Der Aufnahmeraum kann somit von dem Hohlzylinder und der Zylindermantelwand in radialer Richtung und in axialer Richtung durch die innere Zylinderstirnwand begrenzt werden, während er zur äußeren Zylinderstirnwand geöffnet ist. Somit kann der Halteabschnitt mechanisch stabil flächig in der inneren Aufnahme anliegen. Der Hohlzylinder kann zum erleichterten Einschieben des Halteabschnittes des inneren Membrankörpers so konisch ausgebildet sein, dass sich der Aufnahmeraum zur hinteren Zylinderstirnwand leicht und zwar vorzugsweise um wenige Winkelgrade öffnet. Vorzugsweise erstreckt sich der Hohlzylinder bis an oder bis nahe an die Dichtmembran heran, die, wie bereits beschrieben, vorzugsweise an der Innenseite der äußeren Zylinderstirnwand anliegt, wodurch ein fester Sitz des inneren Membrankörpers verstärkt werden kann. Dieser kann auch verstärkt werden, indem der Halteabschnitt des inneren Membrankörpers unter Flächenpressung in der inneren Aufnahme angeordnet ist. Die beschriebene, im Schnitt etwa rechtwinklige oder rechtwinklige Anordnung von Halteabschnitt und Dichtmembran impliziert eine leicht herstellbare, kappenartige Ausbildung des inneren Membrankörpers.
Der äußere Membrankörper weist ebenfalls eine kappenartige Form auf. Seine Dichtmembran liegt bei der zylindrischen Ausbildung des Stützkörpers vorzugsweise außenseitig an der inneren Zylinderstirnwand an, während er mit seinem Halteabschnitt den Stützkörper soweit umgreift, dass der Halteabschnitt außenseitig an der Zylindermantelwand und zumindest in einem radial äußeren Ringbereich an der äußeren Zylinderstirnwand anliegt. Damit kann der äußere Membrankörper über den Stützkörper gestülpt werden, wodurch der äußere Membrankörper formstabil auf dem Stützkörper lagefixiert werden kann. Ferner kann der äußere Membrankörper die beiden Stützelemente klammerartig zusammenhalten. Zur Verstärkung der Fixierung und des Zusammenhaltens kann vorgesehen sein, dass der äußere Membrankörper unter elastischer Vorspannung an dem Stützkörper anliegt. Dies kann dadurch erzielt werden, dass der äußere Membrankörper vor dem Überstülpen ein leichtes Untermaß gegenüber dem Stützkörper aufweist.
Zur stärkeren Fixierung oder Verankerung der Membrankörper an dem Stützkörper kann derselbe an Bereichen, in denen die Membrankörper an dem Stützkörper anliegen, Rippen aufweisen, die in vorgesehene und den Rippen angepasste Nuten im Membrankörper eingreifen. So kann zum Beispiel die innere Zylinderstirnwand, eine oder mehrere umfängliche Rippen aufweisend, radial über die Zylindermantelwand vorstehen und in eine umfängliche zugewandte, im Profil der oder den Rippen angepasste Nut des äußeren Membrankörpers eingreifen.
Der Zusammenbau der Radialwellendichtung kann in folgenden Schritten erfolgen:
Zuerst wird der innere Membrankörper mit seinem Halteabschnitt axial über den Hohlzylinder des einen Stützelement gezogen, vorzugsweise bis der Halteabschnitt endstirnseitig an der Innenseite der vorderen Zylinderstirnwand anliegt. In einem nächsten Montageschritt wird der zylindrische Stützkörper dadurch zusammengefügt, indem das andere Stützelement mit seiner Zylindermantelwand axial über den Halteabschnitt des inneren Membrankörpers geschoben wird, wobei der Halteabschnitt des inneren Membrankörpers vorzugsweise radial gepresst wird. Schließlich wird der äußere Membrankörper über den zusammengefügten Stützkörper übergestülpt, wodurch dieser vorzugsweise axial und radial zusammengepresst wird. Da die Radialwellendichtung durch den äußeren Membrankörper elastisch und damit die einzelnen Teile der Radialwellendichtung lagerichtig zusammengehalten werden können, kann die derart vormontierte Radialwellendichtung, problemlos gelagert und transportiert werden. Da die einzelnen Teile lose bleibend zu der Radialwellendichtung zusammengefügt werden, kann dieselbe problemlos wieder auseinandergenommen werden, um beispielsweise den inneren Membrankörper auszutauschen.
Der Halteabschnitt des äußeren Membrankörpers kann außenseitig in dem Bereich, in dem dieser an der Zylindermantelwand anliegt, umfänglich und beabstandet zueinander angeordnete Rippen aufweisen. Diese können sich radial nach außen erstrecken. Vorzugsweise erstrecken sich die Rippen in Einbaulage in einem spitzen Winkel zur Längsachse der Welle zu der Innenkammer hin. Durch ein Zusammendrücken der Rippen beim weiter unten beschriebenen Einsetzen der Radialwellendichtung in die Innenkammer kann ein Presssitz der Radialwellendichtung erzielt werden.
Der Halteabschnitt des äußeren Membrankörpers in einem Anlagebereich, der sich von Zylindermantelwand und zur äußeren Zylinderstirnwand hin erstreckt, abgefast sein, wodurch das Einsetzen der Radialwellendichtung in die Innenkammer erleichtert wird.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Radialwellendichtung kann die Dichtmembran des äußeren Membrankörpers einen radial überstehenden Bund mit einer in
Dichtungslage von der Innenkammer abgewandten Fläche zur flächigen Anlage an der Innenseite der Wandung der Innenkammer an der Aufnahmeöffnung aufweisen.
Es wird ferner ein Radialwellendichtungssystem mit einer Radialwellendichtung gemäß einer zuvor beschriebenen Ausführungsform und mit einer die Aufnahmeöffnung aufweisenden Dichtungsaufnahme für die Radialwellendichtung in der Innenkammer vorgeschlagen. Die Radialwellendichtung ist vorzugsweise in einem Presssitz in der Dichtungsaufnahme anordenbar, wobei der Presssitz, wie bereits beschrieben, vorzugsweise auch über die Rippen erzeugt wird.
Vorzugsweise ist die Radialwellendichtung in einer Aufnahmerichtung in Richtung des Druckgefälles bei Normalbetrieb in die Aufnahmeöffnung einsetzbar. Dies heißt bei einer Verwendung der Innendruckkammer zur Lagerung eines fluiden Mediums, kann die Aufnahmerichtung von der Innenkammer nach außen weisen.
Vorzugsweise wird die Radialwellendichtung soweit in Aufnahmerichtung in die Aufnahmeöffnung eingeschoben, bis der vorgesehene radial überstehenden Bund mit seiner in Dichtungslage von der Innenkammer abgewandten Fläche an der Innenseite der Wandung der Innenkammer an der Aufnahmeöffnung anschlägt.
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand zweier in einer Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine Längsschnittansicht eines Radialwellendichtungssystems mit einer ersten Ausführungsform einer Radialwellendichtung,
Fig. 2 eine Ausschnittsvergrößerung II gemäß Figur 1 und
Fig. 3 eine Längsschnittansicht eines Radialwellendichtungssystems mit einer zweiten Ausführungsform der Radialwellendichtung.
In den Figuren 1 bis 3 werden zwei Ausführungsformen eines Radialwellendichtungssystems R mit einer eine Aufnahmeöffnung 2 aufweisenden Dichtungsaufnahme D und mit einer erfindungsgemäßen Radialwellendichtung 1 zur Dichtung einer abgeschlossenen, mit einem fluiden Medium M gefüllten Innenkammer K an einer durch eine Aufnahmeöffnung 2 aus der Innenkammer K geführten, rotierenden Welle W gegenüber einer äußeren Atmosphäre At gezeigt, wobei die Innenkammer K lediglich durch einen Wandabschnitt mit der Aufnahmeöffnung 2 angedeutet dargestellt ist. Die Radialwellendichtung 1 ist in einer von Innen nach Außen weisenden Aufnahmerichtung a in die Aufnahmeöffnung 2 in einen Presssitz hinein eingeschoben. Die Radialwellendichtung 1 weist zwei Membrankörpern 3, 4 mit jeweils einer Dichtmembran 5 auf, die mit einer in Einbaulage zur Innenkammer K hin schräg gestellten Dichtlippe 6 versehen ist, die axial beabstandet von einander an der Welle W dichtend anliegen. Ferner umfasst die Radialwellendichtung 1 eine Stützvorrichtung 7 mit einem einen Innenraum K aufweisenden Stützkörper 8 auf, an dem die Dichtmembran 4 an ihrer von der Innenkammer Kabgewandten Seitenfläche
9 abgestützt ist. Die Radialwellendichtung 1 mit Membrankörper 3 und Stützvorrichtung 7 ist rotationssymmetrisch mit ihrer Längsachse I als Rotationssymmetrieachse ausgelegt, die in in den Figuren 1 und 3 gezeigten Dichtungslage mit der Mittellängesachse der Welle W zusammenfällt. Beide Membrankörper 3,4 weisen eine kappenartige Form mit jeweils einem Halteabschnitt
10 auf, der sich radial außen in axialer Richtung von der Dichtmembran 5 erstreckt und über den die Membrankörper 3,4 jeweils lose bleibend mit dem Stützkörper 8 verbunden sind.
Beide Membrankörper 3,4 sind über ihren gesamten Verlauf beabstandet zueinander angeordnet. Ferner sind sie durch den Stützkörper 8 getrennt, indem dieser zwischen den Membrankörpern 3,4 angeordnet ist. Indem vermieden wird, dass die notwendig verhältnismäßig leicht elastisch verformbaren Membrankörper 3,4 nicht zumindest über einen bestimmten Bereich aneinander anliegen oder in Berührung kommen, sondern jeweils von dem steifen Stützkörper 8 abgestützt werden, ist ein festere Sitz der Membrankörper 3,4 gewährleistet und werden nicht so leicht Schwingungen des einen Membrankörpers 3,4 auf den anderen Membrankörper 4,3 und damit auf die Welle W übertragen. Infolge dessen wird die Gefahr von Rundlaufungenauigkeiten der Welle W und von Spaltextrusionen der Membrankörper 3,4 vermindert, welches wiederum die Betriebsdauer der Radialwellendichtung 1 erhöht.
Der Stützkörper 3,4 weist einen Innenraum 11 auf, in dem der eine, als innerer Membrankörper 3 ausgebildete Membrankörper angeordnet ist. Der Innenraum 11 ist zur dichtenden Anlage der Dichtlippe 5 des inneren Membrankörpers 3 an der Welle W zur Welle W hin radial und umfänglich geöffnet und ist gegenüber der Außenatmosphäre A und der Innenkammer K bis auf mittige, kreisrunde Öffnung 12 zum Durchgang der Welle W bzw., bei eingeschobener Welle W, bis einen bezüglich der Innenkammer K inneren Ringspalt 13 und einen bezüglich der Innenkammer K äußeren Ringspalt 14 geschlossen. Der andere, als äußerer Membrankörper 4 ausgebildete Membrankörper ist außerhalb des Innenraumes 11 angeordnet.
Der Stützkörper 8 weist eine den Innenraum 11 bildende, dosenartige, kreiszylindrische Grundform mit Zylindermantelwand 15 und zwei Zylinderstirnwänden 16,17, eine bezüglich der Innenkammer K innere Zylinderstirnwand 16 und eine bezüglich der Innenkammer äußere Zylinderstirnwand 17, auf, wobei die Öffnung 12 jeweils mittig der Zylinderstirnwände 16,17 angeordnet ist.
Der Stützkörper 8 weist eine Teilung in zwei Stützelemente, ein erstes Stützelement 18 und ein zweites Stützelement 19, auf, die in Dichtungslage form- und/oder kraftschlüssig in einer Teilungsfläche 20 aneinander anliegen. Die Teilungsfläche 20 trennt die Zylindermantelwand 17 von der inneren Zylinderstirnwand 16, so dass das erste Stützelement 18 im wesentlichen die innere Zylinderstirnwand 16 umfasst, während das zweite Stützelement 19 im wesentlichen die äußere Zylinderstirnwand 17 und die Zylindermantelwand 17 und somit eine kappenartige Form aufweist.
Der äußere Membrankörper 4 umgreift den Stützkörper 8. Hierzu liegt der äußere Membrankörper 4 unter elastischer Vorspannung mit seiner Dichtmembran 5 außenseitig an der inneren Zylinderstirnwand 16 und mit seinem Halteabschnitt 10 außenseitig die Zylindermantelwand 15 und die äußere Zylinderstirnwand 17 in einem radial äußeren Bereich an. Dadurch werden die an sich lose bleibenden Stützelemente 18,19 in der Teilungsfläche 20 gegeneinander gepresst und gehalten.
Die Teilungsfläche 20 weist einen stufigen Verlauf mit ringförmig angeordneten umfänglichen Teilflächen 21 für den Übergang von radialen Kräften und mit ringförmig angeordneten radialen Teilflächen 22 für den Übergang von axialen Kräften auf. Zur Sicherung weist die innere Zylinderstirnwand 16 im Bereich der Teilungsfläche 20 eine Verstärkung 23 ihrer Wandung auf.
Im Innenraum 11 ist eine innere Aufnahme 24 mit einem Aufnahmeraum 25 für den Halteabschnitt 10 des inneren Membrankörpers 3 vorgesehen, der ganzflächig oder im wesentlichen ganzflächig anliegend und unter Pressspannung in der inneren Aufnahme 24 in einem Presssitz angeordnet ist. Die innere Aufnahme 24 weist einen Hohlzylinder 26 auf, der sich innenseitig und axial von der inneren Zylinderstirnwand 16 sowie beabstandet zur Zylindermantelwand 15 erstreckt, so dass der Aufnahmeraum 25 von Hohlzylinder 26, Zylindermantelwand 15 und inneren Zylinderstirnwand 16 begrenzt wird und zur äußeren Zylinderstirnwand 17 offen ist. Der Aufnahmeraum 25 erstreckt sich axial bis an die Dichtmembran 5 des inneren Membrankörpers 3.
Dank der zuvor beschriebenen Verbesserung im Abstützen der Dichtungskörper 3,4 und der verminderten Gefahr von Übertragungen von Schwingungen zwischen den Dichtungskörpern 3,4 kann die Spaltbreite eines oder beider Spalte 13,14 besonders klein gehalten werden. Hierbei ist die Spaltbreite des inneren Ringspaltes 13 kleiner oder gleich 0,02 mm. Abweichend von der ersten Ausführungsform der Radialwellendichtung 1 gemäß Figur 1, weist auch der äußere Spalt 14 in der zweiten Ausführungsform der Radialwellendichtung 1 gemäß Figur 3 eine Spaltbreite von kleiner oder gleich 0,02 mm auf. Dank dieser geringen Spaltbreiten, mittels derer die zugehörige Dichtmembran 5 weiter zur Welle W hin abgestützt wird, wird das Dichtungsverhalten der Radialwellendichtung 1 weiter entschieden verbessert. Ferner ist der den inneren Ringspalt 13 begrenzende bzw., zusätzlich in der zweiten Ausführungsform, der den äußeren Ringspalt 14 begrenzende Rand der jeweiligen Öffnung 12 zu der Innenkammer K hin abgefast, wodurch die jeweils zugehörige Dichtlippe 6 besser abgestützt wird und somit eine Gefahr in Hinsicht auf eine Extrusion derselben in den Ringspalt 13,14 weiter vermindert wird. Der somit erreichbare Unterdruck beim Abpumpen der Luft aus der Innenkammer K gegen die durch die Ringspalte nachströmende Luft beträgt höchstens 120 mbar.
Die Dichtmembran 5 des äußeren Membrankörpers 4 weist einen radial überstehenden Bund 27 mit einer in Dichtungslage von der Innenkammer K abgewandten Fläche 28 zur flächigen Anlage an der Innenseite der Wandung der Innenkammer K an der Aufnahmeöffnung 2 auf, der somit als Anschlag beim Einführen der Radialwellendichtung 1 in Aufnahmerichtung a in die Aufnahmeöffnung 2 dient. Um einen Presssitz der Radialwellendichtung 1 in der Aufnahmeöffnung 2 zu fördern, weist der Halteabschnitt 10 des äußeren Membrankörpers 4 außenseitig in dem Bereich, in dem dieser an der Zylindermantelwand 15 anliegt, umfänglich und beabstandet zueinander angeordnete Rippen 28 auf, die sich radial nach außen erstrecken. Die Rippen 28 weisen einen stufigen Aufbau mit einer sich zum Halteabschnitt 10 leicht konisch verjüngenden Basis 29 und einem daran mittig anschließen Fortsatz 30, wodurch sich die Rippen 28 beim Einführen der Radialwellendichtung 1 in die Aufnahmeöffnung 2 leichter umbiegen lassen und Presssitz wirkungsvoller in der Aufnahmeöffnung 2 innenwandig gegen die Aufnahmeöffnung 2 drücken.
Außenseitig der Dichtmembran 5 des äußeren Membrankörper 4 ist eine Ringnut 32 vorgesehen, die das Überstülpen des äußeren Membrankörpers 4 über den Stützkörper 8 mit dem eingeschlossenen inneren Membrankörper 3 erleichtert.
Um ein Einschieben der Radialwellendichtung 1 in die Aufnahmeöffnung 2 zu erleichtern, ist der Halteabschnitt 10 in einem in Aufnahmerichtung a hinteren Bereich 31 abgefast.
Radialwellendichtung und Radialwellendichtungssystem
Bezuαzeichenhste
1 Radialwellendichtung
2 Aufnahmeöffnung
3 Innerer Membrankörper
4 Äußerer Membrankörper
5 Dichtmembran
6 Dichtlippe
7 Stützvorrichtung
8 Stützkörper
9 Seitenfläche
10 Halteabschnitt
11 Innenraum
12 Öffnung
13 Innerer Ringspalt
14 Äußerer Ringspalt
15 Zylindermantelwand
16 Innere Zylinderstirnwand
17 Äußere Zylinderstirnwand
18 Stützelement
19 Stützelement
20 Teilungsfläche
21 umfängliche Teilfläche
22 radiale Teilfläche
23 Verstärkung
24 Innere Aufnahme
25 Aufnahmeraum 26 Hohlzylinder
27 Bund
28 Rippe
29 Basis
30 Fortsatz
31 Bereich
32 Ringnut a Aufnahmerichtung
A Außenatmosphäre
D Dichtungsaufnahme
K Innenkammer
R Radialwellendichtungssystem
W Welle
I Längsachse

Claims

Radialwellendichtung und Radialwellendichtungssystem
1. Radialwellendichtung zur Dichtung einer abgeschlossenen, mit einem fluiden Medium (M) gefüllten Innenkammer (K) an einer durch eine Aufnahmeöffnung (2) aus der Innenkammer (K) geführten, rotierenden Welle (W) gegenüber einer äußeren Atmosphäre (A) mit zwei Membrankörpern (3, 4), die jeweils eine Dichtmembran (5) mit einer zur Innenkammer (K) schräg gestellten
Dichtlippe (6) aufweisen, wobei die beiden Dichtlippen (6) axial beabstandet von einander an der Welle (W) dichtend anlegbar sind, und mit einer Stützvorrichtung (7) zum Abstützen der an derselben anliegenden Membrankörpern (3,4), dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Membrankörper (3,4) über ihren gesamten Verlauf beabstandet zueinander angeordnet sind und dass die Stützvorrichtung (7) einen Stützkörper (8) aufweist, der zwischen den Membrankörpern (3,4) angeordnet ist.
2. Radialwellendichtung nach Anspruch 1, d a d u rc h g e ke n n z e i c h n e t , dass der Stützkörper (8) einen Innenraum (11) aufweist, in dem der eine, als innerer Membrankörper (3) ausgebildete Membrankörper angeordnet ist und dass der andere, als äußerer Membrankörper (4) ausgebildete Membrankörper außerhalb des Innenraumes (11) angeordnet ist.
3. Radialwellendichtung nach Anspruch 2, d a d u rc h g e ke n n z e i c h n e t , dass der Stützkörper (8) eine den Innenraum (11) bildende, dosenartige, kreiszylindrische Grundform mit Zylindermantel wand (15) und Zylinderstirnwänden (16, 17) umfasst, wobei die Zylinderstirnwände (16, 17) jeweils eine mittige kreisrunde Öffnung (12) für den Durchgang der Welle (W) aufweisen und, in Einbaulage der Radialwellendichtung (1), eine
Zylinderstirnwand als innere Zylinderstirnwand (16) zur Innenkammer (K) hin und eine Zylinderstirnwand als äußere Zylinderstirnwand (17) von der Innenkammer (K) abgewandt angeordnet ist.
4. Radialwellendichtung nach Anspruch 3, dad u rch geken nzeich net, dass die Öffnungen (12) so dimensioniert sind, dass in Dichtungslage der Radialwellendichtung (1) zwischen Welle (W)
5 und Innenseitenfläche der jeweiligen Öffnung (12) ein Ringspalt (13, 14) von kleiner oder gleich 0,05 mm, vorzugsweise kleiner oder gleich 0,02mm ausgebildet ist.
5. Radialwellendichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,0 das der den Ringspalt (13, 14) begrenzende und der Welle (W) gegenüberliegende Öffnungsrand der jeweiligen Zylinderstirnwand (16, 17) abgefast ist.
6. Radialwellendichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h5 geken nzeich net, dass der Stützkörper (8) eine Teilung in zwei
Stützelemente (18, 19) aufweist, die in Dichtungslage form- und/oder kraftschlüssig in einer Teilungsfläche (20) aneinander anliegen.
7. Radialwellendichtung nach Anspruch 6, soweit bis auf Anspruch 3 o rückbezogen, dad u rch geken nze ich net, dass die
Teilungsfläche (20) in einem Bereich angeordnet ist, in dem Zylindermantelwand (15) und innere Zylinderstirnwand (16) aneinander angrenzen.
5 8. Radialwellendichtung nach Anspruch 6 oder 7, dad u rch geken nzeich net, dass die Teilungsfläche (20) einen stufigen Verlauf mit ringförmig angeordneten umfänglichen Teilflächen (21) und mit ringförmig angeordneten radialen Teilflächen (22) aufweist.
0 9. Radialwellendichtung nach Anspruch 7 oder 8, dad u rch geken nzeich net, dass der Zylindermantelwand (15) und/oder die innere Zylinderstirnwand (16) in dem Bereich eine verstärkte Wandung aufweisen.
10. Radialwellendichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, d a d u r c h g e ke n n z e i c h n e t , dass in dem Innenraum (11) eine innere Aufnahme (24) mit einem Aufnahmeraum (25) für einen Halteabschnitt (10) des inneren Membrankörpers (3) vorgesehen ist, wobei die innere Aufnahme (11) einen sich innenseitig axial von der inneren Zylinderstirnwand (16) und beabstandet zur Zylindermantelwand (15) erstreckenden Hohlzylinder (26) aufweist und der Aufnahmeraum von Hohlzylinder (24) und Zylindermantelwand (15) begrenzt wird.
11. Radialwellendichtung nach Anspruch 10, d a d u r c h g e ke n n z e i c h n e t , dass der innere Membrankörper (3) mit seiner Dichtmembran (5) an der Innenseite der äußeren Zylinderstirnwand(16) anliegt und dass sich der Hohlzylinder (26) bis an oder bis nahe an diese Dichtmembran (5) erstreckt.
12. Radialwellendichtung nach Anspruch 10 oder 11, d a d u rc h g e ke n n z e i c h n e t , dass der Halteabschnitt (10) des inneren Membrankörpers (3) unter Flächenpressung in der inneren Aufnahme (24) angeordnet ist.
13. Radialwellendichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 12, d a d u r c h g e ke n n z e i c h n e t , dass der äußere Membrankörper (4) mit seiner Dichtmembran (5) außenseitig an der inneren Zylinderstirnwand (16) anliegt und mit einem Halteabschnitt (10) den Stützkörper (8) soweit umgreift, dass der Halteabschnitt (10) außenseitig an der Zylindermantelwand (15) und zumindest in einem radial äußeren Ringbereich an der äußeren Zylinderstirnwand (17) anliegt.
14. Radialwellendichtung nach Anspruch 13, d a d u r c h g e ke n n z e i c h n e t , dass der äußere Membrankörper (4) unter elastischer Vorspannung an dem Stützkörper (8) anliegt.
15. Radialwellendichtung nach Anspruch 13 oder 14, d a d u r c h g e ke n n z e i c h n e t , dass der Halteabschnitt (10) des äußeren Membrankörpers (4) außenseitig in dem Bereich, in dem dieser an der
Zylindermantelwand (15) anliegt, umfänglich und beabstandet zueinander angeordnete Rippen (28) aufweist. Hierbei können sich die Rippen radial nach außen erstrecken. Vorzugsweise erstrecken sie sich Einbaulage in einem spitzen Winkel zur Längsachse der Welle zu der Innenkammer hin. Dadurch kann zum Beispiel bei einem Unterdruck in der Innenkammer ein
Herauslösen der Radialwellendichtung aus der Wellenöffnung der Innenkammer in die Innenkammer hinein erschwert werden
16. Radialwellendichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, d a d u r c h g e ke n n z e i c h n e t , dass der Halteabschnitt des äußeren
Membrankörpers (4) in einem Anlagebereich, der sich von Zylindermantelwand (15) und zur äußeren Zylinderstirnwand (17) hin erstreckt, abgefast ist.
17. Radialwellendichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 16, d a d u r c h g e ke n n z e i c h n e t , dass die Dichtmembran (5) des äußeren Membrankörpers (4) einen radial überstehenden Bund (27) mit einer in Dichtungslage von der Innenkammer (K) abgewandten Fläche (F) zur flächigen Anlage an der Innenseite der Wandung der Innenkammer an der Aufnahmeöffnung (2) aufweist.
18. Radialwellendichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, d a d u r c h g e ke n n z e i c h n e t , dass der Stützkörper (8) aus unelastischem, vorzugsweise thermoplastischem Kunststoff besteht.
19. Radialwellendichtungssystem mit einer Radialwellendichtung (1) gemäß einer der Ansprüche 1 bis 18 und mit einer die Aufnahmeöffnung (2) aufweisenden Dichtungsaufnahme (D) für die Radialwellendichtung (1) in der Innenkammer (K).
20. Radialwellendichtungssystem nach Anspruch 19, d a d u r c h g e ke n n z e i c h n e t , dass die Radialwellendichtung (1) in einem
Presssitz in der Dichtungsaufnahme (D) angeordnet ist.
21. Radialwellendichtungssystem nach Anspruch 19 oder 20, wobei die Radialwellensdichtung einen äußeren Membrankörper (4) mit einen radial überstehenden Bund (27) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Radialwellendichtung (1) in einer Aufnahmerichtung (a) von der Innenkammer (K) nach Außen in die Aufnahmeöffnung (2) einführbar ist, bis der Bund (27) zur Anlage an eine in Aufnahmerichtung (a) vordere Fläche der Dichtungsaufnahme (D) kommt.
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