WO2001066980A1

WO2001066980A1 - Abstreifer mit integrierter dichtung

Info

Publication number: WO2001066980A1
Application number: PCT/EP2001/000103
Authority: WO
Inventors: Uwe Siegrist; Otmar Braun
Original assignee: Carl Freudenberg Kg
Priority date: 2000-03-07
Filing date: 2001-01-08
Publication date: 2001-09-13
Also published as: AU2001235397A1; EP1266157B1; DE10010524C2; EP1266157A1; ATE262655T1; US20030178786A1; US6722658B2; DE10010524A1; DE50101771D1

Abstract

Abstreifer mit integrierter Dichtung, umfassend zumindest eine in Richtung des abzudichtenden Raums (1) angeordnete, dynamisch beanspruchte erste Dichtlippe (2) und zumindest eine auf der dem abzudichtenden Raum (1) abgewandten Seite angeordneten Abstreiflippe (3) sowie drei quasi-statisch beanspruchte zweite, dritte und vierte Dichtlippen (4, 5, 6), die jeweils an zumindest einer Gegenfläche (7) des Einbauraums (8) des Abstreifers mit integrierter Dichtung anlegbar sind, wobei die zweite Dichtlippe (4) flüssigkeitsleitend, die dritte und vierte Dichtlippe (5, 6) jeweils als Überdruckventil ausgebildet und in einer funktionstechnischen Reihenschaltung angeordnet sind.

Description

Abstreifer mit integrierter Dichtung

Beschreibung

ι o Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft einen Abstreifer mit integrierter Dichtung

Stand der Technik

15

Ein solcher Abstreifer ist aus der DE 296 16 242 U1 bekannt Der Doppelabstreifer ist zur Abdichtung eines beweglichen ^τeιls gegenüber einem Drucksystem vorgesehen, wobei der Doppelabstreifer das bewegliche Teil als Ring umfaßt Zwiscnen den beiden Stirnseiten des Doppelabstreifers 0 wird bei Überschreitung eines Offnungsdrucks im Drucksystem eine Verbindung hergestellt

Darstellung der Erfindung

5 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Abstreifer der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, daß der Abstreifer mit integrierter Dichtung druckentlastet ist und daß ein Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit entlang von quasi-statischen Dichtlippen in Richtung des abzudichtenden Raums siehe*^" vermieden wird Diese Aufgabe wird erfindungsgemaß mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelost Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteranspruche Bezug

Zur Losung der Aufgabe ist ein Abstreifer mit integrierter Dichtung 5 vorgesehen, umfassend zumindest eine in Richtung des abzudichtenden Raums angeordnete dynamisch beanspruchte erste Dichtlippe und zumindest eine auf der dem abzudichtenden Raum abgewandten Seite angeordnete Abstreiflippe sowie drei quasi-statisch beanspruchte zweite, dritte und vierte Dichtlippen, die jeweils an zumindest einer Gegenflache des

I O Einbauraums des Abstreifers mit integrierter Dichtung anlegbar sind, wobei die zweite Dichtlippe flussigkeitsleitend die dritte und vierte Dichtlippe jeweils als Überdruckventil ausgebildet und in einer funktionstechnischen Reihenschaltung angeordnet sind Durch die Anordnung der quasi-statisch beanspruchten Dichtlippen in einer funktionstechnischen Reihenschaltung 5 haben diese im wesentlichen die Funktion einer Labyrinthdichtung und verhindern dadurch wirkungsvoll ein Eindringen von Verunreinigungen aus der Umgebung an den quasi-stansch oεanspruchten Dichtlippen vorbei 'n den abzudichtenden Raum

0 Um unzulässig große Verlagerungen des Abstreifers mit integrierter Dichtung innerhalb seines Einbauraums zu vermeiden, ist die zweite Dichtlippe flussigkeitsleitend, die dritte und vierte Dichtlippe als Überdruckventil ausgebildet und von ihren jeweiligen Gegenflachen abhebbar beispielsweise bei einem Öffnungsdruck von etwa 4 bar Eine unerwünscht große 5 Verformung des Abstreifers und/oder Herausdrucken des Abstreifers aus seinem Einbauraum wird dadurch verhindert Für die vorteilhafte Funktion des beanspruchten Abstreifers ist die dritte Dichtlippe die funktionstechnisch zwiscnen der zweiten und der vierten Dichtlippe angeordnet ist von wesentlicher Bedeutung Die dritte Dichtlippe verhindert daß 0 /erunreinigungen aus der Umgebung an der zweiten Dichtlippε vorbei in den abzudichtenden Raum einzudringen vermögen Selbst dann, wenn die Verunreinigungen bereits die vierte Dichtlippe passiert haben, hat dies noch keine nachteiligen Auswirkungen auf die Gebrauchseigenschaften des Abstreifers Dadurch, daß die Verunreinigungen durch die vierte und dritte Dichtlippe sicher zurückgehalten werden, kommt die zweite Dichtlippe mit den Verunreinigungen nicht in Kontakt Dadurch ist die zweite Dichtlippe wahrend einer langen Gebrauchsdauer vor Verschleiß geschützt, das Eindringen von Schmutz in den abzudichtenden Raum wird wirkungsvoll verhindert

Zur Funktion der in den Abstreifer integrierten Dichtung wird folgendes ausgeführt

Unter normalen Betriebsbedingungen ist der abzudichtende Raum vor der in den Abstreifer integrierten Dichtung drucklos Der Raum kann leer, partiell oder vollständig mit abzudichtendem Medium gefüllt sein, unter bestimmten Bedingungen kann das Medium auch unter geringem Druck von bis zu 4 bar stehen

Die dritte und vierte Dichtlippe berühren die den Einbauraum begrenzende Wandung eines Gehäuses dichtend anliegend

Die dritte Dichtiippe ist derart gestaltet, daß abzudichtendes Medium sicher auf der dem abzudichtenden Raum zugewandten Seite der zweiten Dichtlippe zurückgehalten wird, ein Flussigkeitsdurchtntt an der dritten Dichtlippe vorbei in Richtung der vierten Dichtlippe findet bis zu dem obengenannten Druck nicht statt

Die zweite Dichtlippe ist so gestaltet, daß sie ebenfalls anliegt, jedoch bedingt durch die Struktur ihrer Oberflache oder kleine Unterbrechungen in der Dichtkante einen geringen zur Druckentlastung ausreichenden Volumenstrom passieren laßt

Steigt der Druck innerhalb des abzudichtenden Raums, beispielsweise durch eine Leckage einer weiteren Dichtung die dem Abstreifer mit integrierter Dichtung in Richtung des abzudichtenden Raums vorgeschaltet ist über 4 bar an erfolgt ein Volumenstrom über die zweite Dichtlippe vorbei in Richtung der dritten Dichtlippe, wobei die dritte Dichtlippe druckbedingt den Volumenstrom in Richtung der vierten Dichtlippe passieren laßt Die vierte Dichtlippe hebt von ihrer Gegenflache kurzzeitig ab so daß der Volumenstrom sichtbar als Leckage in Richtung der Umgebung austritt Die sichtbare Leckage ist ein Indiz dafür daß Dichtungen innerhalb des abzudichtenden Raums und/oder die abzudichtende Stange beschädigt/verschlissen sind und erneuert werden sollten

Von den quasi-statisch beanspruchten Dichtlippen weist zumindest die dem abzudichtenden Raum zugewandte zweite Dichtlippe eine Oberflachenstruktur mit einet Rauhigkeit Ra von großer 2 μm auf

Eine solche Oberflachenstruktur laßt sich beispielsweise bei Herstellung des Abstreifers mit integrierter Dichtung durch Formgebung in einem Werkzeug mit entsprechender Oberflachenrauheit erreichen Die Oberflachenrauheit im Werkzeug kann beispielsweise durch Erodieren der entsprechenden Flache hergestellt werden

Eine davon abweichende Herstellung der Oberflachenstruktur ist ebenfalls denkbar, beispielsweise durch ein Strahlen der Oberflache mit einem Granulat aus Stahl Nichteisen-Metallen Sand Keramik oder Kunststoff mit einei Korngroße des Granulats von etwa 2 bis 20 μm Durch die Oberflachenrauhigkeit ergibt sich für das abzudichtende iv.edium über die zweite Dichtlippe eine flussigkeitsleitende Verbindung in Richtung der dritten Dichtlippe, ohne daß die zweite Dichtlippe von der Gegenflache abhebt Die Oberflachenstruktur hat also nur den Zweck eine flussigkeitsleitende Verbindung zwischen dem abzudichtenden Raum und der dritten Dichtlippe zu ermöglichen

Die flussigkeitsleitende Verbindung kann auch durch eine oder mehrere Unterbrechungen, beispielsweise durch in axialer Richtung verlaufende Nuten im Bereich der zweiten Dichtkante hergestellt bzw unterstutzt werden

Die funktionstechnisch zwischen der zweiten und der vierten Dichtlippe angeordnete dritte Dichtlippe weist bevorzugt eine Dichtkante auf die durch zwei einander durchschneidende Kegelflachen begrenzt ist, wobei die dem abzudichtenden Raum zugewandte erste Kegelflache mit einer zur Symmetrieachse parallel gedachten Achse einen kleineren Winkel einschließt als die dem abzudichtenden Raum abgewandte zweite Kegelflache Die erste Kegelfiache schließt mit der Achse bevorzugt einen ersten Winkel von etwa 1 5° die zweite Kegelflache schließt mit der Achse bevorzugt einen zweiten Winkel von etwa 45° ein

Die dritte Dichtkante kann glatt oder ähnlich der zweiten Dichtkante mit einer Struktur versehen sein Durch den vergleichsweise flachen ersten Winkel und den steileren zweiten Winke! wird die dritte Dichtlippe bei Überschreitung des Offnungsdrucks derart verformt, daß das abzudichtende Medium die dritte Dichtlippe in Richtung der vierten Dichtlippe passiert •n jedem Fall muß sichergestellt sein, daß ein Volumenstrom an der dritten Dichtlippe vorbei in Richtung der vierten Dichtlippe gelangen kann beispielsweise durch sich im wesentlichen in radialer Richtung erstreckende Nuten innerhalb des Dichtrings zwischen der dritten und der vierten Dichtkante oder beispielsweise durch Kanäle innerhalb des Einbauraums, die auch durch eine anliegende Dichtung nicht verschließbar sind

Der Durchtritt kann beispielsweise durch bevorzugt mehrere, gleichmaßig in Umfangsπchtung verteilte, sich in radialer Richtung erstreckende Nuten gebildet sein, die einen Bestandteil des Abstreifers mit integrierter Dichtung bilden

Um eine gute Dichtheit zu erreichen, weist die dynamisch beanspruchte erste Dichtlippe bevorzugt eine scharf gestochene oder mit einem kleinen Radius von maximal 0,2 mm versehene Dichtkante auf, die Abstreiflippe ist bevorzugt gerundet, mit einem Radius R = 0,2 Scharfkantig ausgebildete, gestochene Abstreiflippen streifen demgegenüber zu stark ab, so daß eine unerwünschte Abstreiferleckage entsteht und daß beispielsweise das auf einer Stange befindliche abzudichtende Medium nicht wieder vollständig in Richtung des abzudichtenden Raums zurückgefordert wird

Zur Anwendung gelangt der beanspruchte Abstreifer mit integrierter Dichtung bevorzugt in Verbindung mit einer oder mehreren vorgeschalteten Stangendichtungen, beispielsweise in Baumaschinen oder anderen

Anwendungen der Mobilhydrau k

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Ein Ausfuhrungsbeispiel eines Abstreifers mit integrierter Dichtung wird nachfolgend anhand der Figuren 1 bis 3 naher erläutert Diese zeigen jeweils in schematischer Darstellung

Fsg i Ein Ausfuhrungsbeispiel eines Abstreifers mit integrierter Dichtung im

als Einzelteil in der herstellungsbedingten Form, Fig 2 Ein Ausfuhrungsbeispiel eines Abstreifers mit integrierter Dichtung in Draufsicht der zur Umgebung gerichteten Seite (Abstreiferseite) als Einzelteil in der herstellungsbedingten Form,

Fig 3 den Abstreifer mit integrierter Dichtung aus Rg 1 im eingebauten Zustand in Verbindung mit einer vorgeschalteten Stangendichtung

Ausführung der Erfindung

In Fig 1 und 2 ist ein Abstreifer mit integrierter Dichtung gezeigt Der Abstreifer mit integrierter Dichtung weist radial innenseitig die dynamisch beanspruchte erste Dichtlippe (2) und auf der dem abzudichtenden Raum (1 ) abgewandten Seite eine ebenfalls dynamisch beanspruchte Abstreiflippe (3) auT Die erste Dichtlippe (2) besitzt eine scharf gestochene Dichtkante, die Abstreiflippe (3) dagegen ist mit einem Radius von 0,2 mm ausgeführt Die Abst^reιflιppe (3) ist derart ausgebildet daß sie den durch die erste Dichtlippe (2) nicht vollständig abgestreiften auf der Stange (16) befindlichen und sehr dünnen Film von abzudichtendem Medium bei ausfahrender Stange in Richtung der Umgebung passieren laßt Beim Einfahren der Stange (16) laßt die ^bstreiflippe (3) diesen Schmiermittelfilm wieder in Richtung des abzudichtenden Raums (1 ) passieren, wahrend Verunreinigungen aus der Umgebung von der Oberflache der einfahrenden Stange abgestreift werden Der dünne Film von abzudichtendem Medium auf der Stange (16) schmiert die Abstreiflippe (3)

Radial außen weist der Abstreifer mit integrierter Dichtung drei in einer funktionstechnischen Reihenschaltung angeordnete quasi statisch beanspruchte Dichtlippen (4, 5 6) auf Die dem abzudichtenden Raum (1 ) zugewandte zweite Cichtlippe (4) weist eine Oberflachenstruktur mit einer Rauhigkeit Ra von großer 2 μm auf Die Struktur kann durch Fertigung in einem formgebenden Werkzeug mit entsprechender Oberflachenrauheit erzeugt werden, die Rauheit kann im Werkzeug leicht durch Erodieren hergestellt werden

Die in axialer Richtung zwischen der zweiten (4) und der vierten Dichtlippe (6) angeordnete dritte Dichtlippe (5) ist durch die beiden einander durchschneidenden Kegelflachen (1 1 , 12) begrenzt Die erste Kegelflache (1 1 ) schließt mit einer die dritte Dichtlippe (5) berührenden und parallel zur Achse (13) verlaufenden Linie einen ersten Winkel ein der etwa 15° betragt, wahrend die zweite Kegelflache (12) mit dieser Linie einen zweiten Winkel einschließt, der etwa 45° betragt

Um einen Durchtritt von abzudichtendem Medium an der dritten Dichtlippe (5) vorbei in Richtung der vierten Dichtlippe (6) zu ermöglichen, sind in diesem Ausfuhrungsbeispiel drei gleichmaßig in Umfangsnchtung verteilte uten (1 4) vorgesehen die sich im wesentlichen in radialer Richtung erstrecken Dadurch ist auch dann ein Flussigkeitsdurchtntt von der dritten Dichtlippe (5) in Richtung der vierten Dichtlippe (6) möglich wenn der Abstreifer mit integrierter Dichtung innerhalb seines Einbauraums (8) mit seinen die Nuten begrenzenden Bereichen das Gehäuse (17) anliegend berührt

In Fig 3 ist der Abstreifer mit integrierter Dichtung aus Fig 1 und 2 im eingebauten Zustand gezeigt Auf der dem abzudichtenden Raum (1 ) zugewandten Seite des Abstreifers mit integrierter Dichtung ist eine weitere Dichtung (15) angeordnet

Erst dann, wenn die weitere Dichtung (15) und/oder die Oberflache der abzudichtenden Stange (16) Verschleiß und/oder Beschädigungen aufweist wird abzudichtendes Medium an der weiteren Dichtung (15) vorbei in Richtung des beanspruchten Abstreifers mit integrierter Dichtung und der Umgebung (9) gefordert Um einen unerwünscht hohen Druckaufbau zwischen der weiteren Dichtung (15) und des beanspruchten Abstreifers mit integrierter Dichtung zu vermeiden, ist die zweite Dichtlippe (4) im Bereich ihrer Oberflache mit einer rauhen, flussigkeitsleitenden Struktur versehen und die dritte Dichtlippe (5) von ihrer Gegenflache (7) abhebbar, ebenso wie die vierte Dichtlippe (6) Eine kostenaufwendige Druckentlastungsbohrung im Gehäuse (17) ist dadurch entbehrlich

Claims

Patentansprüche

Abstreifer mit integrierter Dichtung, umfassend zumindest eine in Richtung des abzudichtenden Raums (1 ) angeordnete, dynamisch beanspruchte erste Dichtlippe (2) und zumindest eine auf der dem abzudichtenden Raum (1 ) abgewandten Seite angeordnete Abstreiflippe (3) sowie drei quasi-statisch beanspruchte zweite, dritte und vierte Dichtlippen (4, 5, 6) die jeweils an zumindest einer Gegenflache (7) des Einbauraums (8) anlegbar sind wobei die zweite

Dichtlippe (4 ) flussigkeitsleitend, die dritte und vierte Dichtlippe (5, 6) jeweils als Überdruckventil ausgebildet und in einer funktionstechnischen Reihenschaltung angeordnet sind

Abstreifer nach Anspruch i , dadurch gekennzeichnet, daß von den quasi-statisch beanspruchten Dichtlippen (4, 5 6) zumindest die dem abzudichtenden Raum (1 ) zugewandte zweite Dichtlippe (4) eine Oberflachenrauhigkeit Ra von großer 2 μm aufweist

Abstreifer nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die zweite quasi-statisch beanspruchte Dichtlippe (4) eine glatte Oberflache mit einer Rauheit von kleiner oder gleich 2 μm aufweist und die Dichtkante mindestens eine Unterbrechung in Form einer in axialer Richtung verlaufenden Nut aufweist

Aostreifer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die der Umgebung (9) zugewandte vierte Dichtlippe (6) bei Überschreitung eines maximal zulassigen Überdrucks im abzudichtenden Raum ( i ) von ihrer Gegenflache (7) abhebbar ist Abstreifer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die funktionstechnisch zwischen der zweiten (4) und der vierten Dichtlippe (6) angeordnete dritte Dichtlippe (5) eine Dichtkante (10) aufweist, die durch zwei einander durchschneidende Kegelflachen (11 , 12) begrenzt ist und daß die dem abzudichtenden Raum (1 ) zugewandte erste Kegelflache (11 ) mit einer zur Symmetrieachse (13) parallel gedachten Achse einen kleineren Winkel einschließt als die dem abzudichtenden Raum (1 ) abgewandte zweite Kegelflache (12)

Abstreifer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kegelflache (1 1 ) mit einer zur Symmetrieachse (13) parallel gedachten Achse einen ersten Winkel von 15° einschließt

AbstreiFer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet daß die zweite Kegelflache (12) mit einer zur Symmetrieachse (13) parallel gedachten

Achse einen zweiten Winkel von 45° einschließt