WO2009156029A1

WO2009156029A1 - Dichtring sowie vorrichtung und verfahren zur montage eines dichtrings

Info

Publication number: WO2009156029A1
Application number: PCT/EP2009/003678
Authority: WO
Inventors: Gerhard Lechler
Original assignee: PROMESS Gesellschaft für Montage- und Prüfsysteme mbH
Priority date: 2008-06-27
Filing date: 2009-05-25
Publication date: 2009-12-30
Also published as: US20110121513A1; EP2297490A1; DE102008030174A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Montagevorrichtung (3) für die Montage eines Dichtrings (1) auf oder in ein Bauteil (2), beispielsweise einer Welle oder einem Gehäuse, mit einem Kupplungsorgan (4) zur Übertragung einer Montagekraft (F) auf den Dichtring (1). Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Dichtring (1), der einen gummielastischen Grundkörper (11 ) und einen Versteifungsring (12) umfasst, wobei der Versteifungsring (12) zumindest abschnittsweise in den gummielastischen Grundkörper (11) eingebettet ist, sowie ein Verfahren zur Montage eines Dichtrings (1) auf oder in einem Bauteil (2), wobei der Dichtring (1 ) in axialer Richtung auf oder in das Bauteil (2) geschoben wird. Um die Montage von Dichtringen (1 ) der oben genannten Art derart zu verbessern, dass eine zentrische und rechtwinklige Lage des Dichtringes (1) nach Wegnahme der Montagekraft gewährleistet ist, ist für die Montagevorrichtung (3) ein Drehantrieb (8) vorgesehen, durch den eine Relativdrehung zwischen Dichtring (1) und Bauteil (2) erzeugbar ist. Der Dichtring (1) wird bei der Montage relativ zum Bauteil gedreht und weist dazu wenigstens eine im Wesentlichen in Umfangsrichtung (U) weisende Anschlagfläche (23, 32, 32') auf.

Description

Dichtring sowie Vorrichtung und Verfahren zur Montage eines Dichtringes

Die Erfindung betrifft eine Montagevorrichtung für die Montage eines Dichtrings auf oder in ein Bauteil, beispielsweise einer Welle oder einem Gehäuse, mit einem Kupplungsorgan zur Übertragung einer Montagekraft auf den Dichtring. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Dichtring, der einen gummielastischen Grundkörper und einen Versteifungsring um- fasst, wobei der Versteifungsring zumindest abschnittsweise in den gummielastischen Grundkörper eingebettet ist, sowie ein Verfahren zur Montage eines Dichtrings auf oder in einem Bauteil, wobei der Dichtring in axialer Richtung auf oder in das Bauteil geschoben wird.

Rotierende oder schwenkende Maschinenelemente werden für eine lange Standzeit geschmiert. Um das Schmiermedium im Bereich der Schmierstellen zu halten und eine Verschmutzung des Schmiermediums oder der Umgebung auszuschließen, werden üblicherweise Dichtringe eingebaut.

Insbesondere Wellendichtringe, die als Rotationsdichtungen eingesetzt werden, bestehen oft aus einem gummielastischen Grundkörper, der durch einen aus einem steiferen Werkstoff, beispielsweise Metall, bestehenden Versteifungsring verstärkt ist. Wellendichtringe weisen herkömmlicherweise eine gummielastische Dichtlippe auf, die auf der Innenseite des Dichtringes auf dem abzudichtenden Bauteil, beispielsweise eine Welle oder Achse, aufliegt. In die Dichtlippe kann eine Zugfeder integriert sein, die eine in radiale Richtung, nach innen wirkende Vorspannung erzeugt.

Wellendichtringe werden üblicherweise in axialer Richtung auf eine Welle oder in eine Bohrung geschoben, wobei über ein Werkzeug eine axiale Kraft in Montagerichtung auf den Umfang des Dichtringes ausgeübt wird. Damit der Dichtring nach dem Einbau zentrisch und rechtwinklig zur Welle und/oder zur Bohrung angeordnet ist, sollte bei der Montage die auf den Dichtring üblicherweise in axialer Richtung ausgeübte Montagekraft auf der Symmetrielinie des Dichtringes liegen. Um während des Einpressens eine Verformung oder Beschädigung des Dichtringes zu vermeiden, ist die Montagekraft möglichst nahe am Außendurchmesser anzusetzen. Die US 6,065,198, die US 7,131 ,197 B1 sowie die US 5,709,018 zeigen Montagevorrichtungen für Wellendichtringe, bei denen die Montagekraft über eine konzentrisch zum WeI- lendichtring angeordnete Gewindestange oder Schraube auf ein axial geführtes Kupplungsorgan übertragen wird, das auf den Dichtring einwirkt.

Die US 3,030,702 beschreibt eine Montageplatte zur Aufnahme des Wellendichtrings, die über eine Gewindestange mit einem verstellbaren Anschlag zur Einstellung der axialen Montageposition des Dichtringes verbunden ist. Bei Erreichen einer vorbestimmten axialen Position des Wellendichtrings in der zugeordneten Bohrung liegt der Anschlag an dem Eingang der Bohrung an.

Die Vorrichtungen der US 4,515,376, der US 3,165,949, der DE 262 807 sowie der US 4,550,486 weisen jeweils zwei zylinderförmige, ineinander liegende und ineinander verschiebbare Elemente auf. Der Dichtring wird vor der Montage auf das innere zylinderförmige Element aufgeschoben. Indem die Vorrichtung koaxial an der Bohrung zur Aufnahme des Dichtrings positioniert wird, kann der Dichtring der Dichtring zentrisch angeordnet werden. Über ein axiales Verschieben des äußeren zylindrischen Elementes wird eine Montagekraft auf den Umfang des Dichtrings ausgeübt.

Die US 5,052,695, die DE 2340275 B, die DE 3503602 C1 sowie die EP 0794037 B1 zeigen Montageringe für Wellendichtringe. Der Montagering der US 5,052,695 und der DE 2340275 B ist über einen hülsenförmigen Fortsatz in den Wellendichtring eingesetzt, auf dem die Dichtlippe des Wellendichtringes aufliegt. Der Montagering der DE 3503602 C1 ist hingegen mit dem Innenumfang des hülsenförmigen Mantelteils des Wellendichtrings verrastet. Der Montagering der EP 0794037 B1 soll insbesondere für die Montage von Wellen- dichtringen mit Laufringen für die Dichtlippen geeignet sein.

Die Luftseite oder Bodenseite des Wellendichtringes liegt jeweils an einer Stützfläche des Werkzeuges an, über die eine axiale Montagekraft auf den Wellendichtring übertragen wird. Um ein Lösen des Wellendichtrings vom Montagering zu verhindern, kann der Wellendichtring gemäß der US 5,052,695 über Klebstoff oder elastische Fortsätze an dem Montagering gehalten werden. Die US 6,370,751 B1 befasst sich mit einer Montagehilfe für Wellend ichtringe, die im Wesentlichen aus einer konisch geformten Metallkappe besteht. Während die Metallkappe mit ihrem Rand auf dem Dichtring aufliegt, kann über ein zentrisch auf der Metallkappe angeordnetes Holzstück die Montagekraft auf den Wellendichtring übertragen werden.

Die US 5,709,018 befasst sich mit einem Demontagewerkzeug zur Demontage von WeI- lendichtringen mit einem Greifer, der in die Druckseite des Wellendichtrings eingreift. Der Greifer ist im Wesentlichen zylindrisch geformt und an seiner dem Dichtring zugewandten Seite mit in Längsrichtung verlaufenden Schlitzen versehen. Eine konische Bohrung in dem Greifer liegt auf einem mit der Gewindestange verbundenen konischen Flansch auf. Indem der Greifer über eine Gewindemutter in Richtung des konischen Flansches verschoben wird, weitet sich der Greifer auf und greift kraft- und formschlüssig in die Druckseite des Wellendichtrings ein.

Für eine zuverlässige Abdichtung der Bauteile muss der Dichtring auch nach dem Montagevorgang zentrisch und rechtwinklig zum Bauteil angeordnet sein. Während des Einpres- sens verformt sich der Dichtring unter dem Einfluss der Montagekraft aufgrund seiner Geometrie und der geringen Steifigkeit der Dichtwerkstoffe. So kann beispielsweise bei dem Einschieben eines Wellendichtringes in eine Bohrung am Ende der Einschiebebewegung eine elastische Verformung des Dichtringes verbleiben, die aufgrund der Haftreibung zwischen Dichtring und Bohrung bestehen bleibt. Diese elastische Verformung führt nach der Wegnahme der Montagekraft zu einem Zurückfedern und damit zu einer Verlagerung oder zu einem Verkanten des Dichtringes. Derartige Verlagerungen führen dazu, dass der Dichtring nicht mehr zentrisch und rechtwinklig zum Bauteil angeordnet ist und damit die Dichtflächen nicht gleichmäßig auf den abzudichtenden Maschinenelementen aufliegen, d.h. eine zuverlässige Dichtwirkung nicht mehr gewährleistet ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Montage von Dichtringen der oben genannten Art derart zu verbessern, dass eine zentrische und rechtwinklige Lage des Dichtringes nach Wegnahme der Montagekraft gewährleistet ist.

Für die eingangs genannte Montagevorrichtung löst die Erfindung die Aufgabe, indem ein Drehantrieb vorgesehen ist, durch den eine Relativdrehung zwischen Dichtring und Bauteil erzeugbar ist. Die erfindungsgemäße Montagevorrichtung kann durch verschiedene, voneinander unabhängige, jeweils für sich vorteilhafte Ausgestaltungen weiterentwickelt werden. Auf diese Ausgestaltungen und die mit den Ausgestaltungen jeweils verbundenen Vorteile wird im Folgenden kurz eingegangen.

Um eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Dichtring und der Montagevorrichtung zu ermöglichen, kann das Kupplungsorgan wenigstens ein Formschlusselement umfassen. Dieses Formschlusselement kann als Fortsatz ausgestaltet sein, der in eine entsprechende Aussparung in dem Dichtring eingreift. Alternativ oder zusätzlich kann das Kupplungsorgan ein Formschlusselement aufweisen, dass als Aussparung ausgestaltet ist und entsprechende, zugeordnete Fortsätze des Dichtrings aufnimmt.

Das als Fortsatz oder als Aussparung ausgestaltete Formschlusselement ermöglicht eine formschlüssige Übertragung der in Umfangsrichtung des Dichtrings wirkenden, durch den Drehantrieb übertragenen Umfangskraft. Gegenüber einer rein reibschlüssigen Verbindung zwischen Kupplungsorgan und Dichtring können damit deutlich größere Umfangskräfte oder um die Symmetrieachse des Dichtrings wirkende Drehmomente übertragen werden. Das Formschlusselement ermöglicht zudem eine Befestigung des Dichtrings an dem Kupplungsorgan der Montagevorrichtung, bevor dieser auf oder in einem Bauteil montiert wird. Auf diese Weise kann der Dichtring mit Hilfe der Montagevorrichtung gegenüber dem Bauteil rechtwinklig angeordnet und zentriert werden, so dass ein Verkanten des Dichtringes während der Montage vermieden wird.

Um den Dichtring zentrisch und rechtwinkelig gegenüber dem Bauteil auszurichten, kann die Montagevorrichtung Zentrierfortsätze aufweisen, die bei der Montage in eine Zentrierbohrung des Bauteils eingesetzt werden. Der Fortsatz kann als Teil eines zylindrischen Abschnittes der Montagevorrichtung in Form eines Absatzes ausgestaltet sein, der bei der Montage beispielsweise in die Aufnahmebohrung für den Dichtring eingesetzt wird. Alternativ kann die Montagevorrichtung mit einer Zentrierbohrung zur Aufnahme eines Zentrierfortsatzes oder eines Absatzes des Bauteils versehen sein.

Das Formschlusselement kann Hinterschneidungen mit wenigstens einer im Wesentlichen schräg zur axialen Richtung oder zur Montagerichtung verlaufenden Fläche aufweisen. Die schräg zur axialen Richtung verlaufende Fläche kann bei einer Paarung mit einer komple- mentär ausgestalteten Hinterschneidung des Dichtringes auf einer schräg zur axialen Richtung verlaufenden Fläche des Dichtrings aufliegen. Bei der Einleitung einer Umfangskraft von der Montagevorrichtung in den Dichtring entsteht durch die schräg zur axialen Richtung verlaufenden Flächenpaarungen eine in axiale Richtung wirkende Kraft. Gleiten die schrägen Flächen der Hinterschneidungen mit einer Relativdrehung des Kupplungsorgans gegenüber dem Dichtring ineinander, wird der Dichtring an das Kupplungsorgan herangezogen. Der Dichtring wird in axialer Richtung auf das Kupplungsorgan gedrückt und es entsteht zusätzlich zur formschlüssigen eine reibschlüssige Verbindung zwischen Dichtring und Kupplungsorgan.

Die Formschlusselemente können als Rasten ausgestaltet sein, so dass ein Einrasten des Formschlusselementes in eine entsprechende Aussparung oder einen entsprechenden Fortsatz des Dichtringes möglich ist. Durch diese Maßnahme kann eine formschlüssige Verbindung zwischen Kupplungsorgan und Dichtring verwirklicht werden, die eine Übertragung von Kräften in Umfangsrichtung des Dichtringes als auch in axialer Richtung in und entgegen der Montagerichtung, ermöglicht.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann das Kupplungsorgan wenigstens eine im Wesentlichen in Umfangsrichtung weisende Anschlagfläche aufweisen. Diese Anschlagfläche kann integraler Bestandteil eines Formschlusselementes sein oder separat zu den Formschlusselementen auf dem Kupplungsorgan angeordnet sein. Die Anschlagfläche sollte in die bei der Montage bevorzugte Drehrichtung weisen, so dass diese bei einem Auftreffen auf eine entsprechende ausgestaltete Gegenfläche des Dichtringes die durch den Drehantrieb erzeugte Drehkraft auf den Dichtring übertragen kann.

Ferner kann die Anschlagfläche wenigstens eine Hinterschneidung aufweisen, so dass bei einer Drehung des Kupplungsorgans durch den Drehantrieb die Anschlagfläche auf einer entsprechenden Gegenfläche des Dichtringes, welche parallel zur Anschlagfläche verläuft und an die Anschlagfläche angrenzt, eine Kraft erzeugt, durch welche Kupplungsorgan und Dichtring aufeinander gedrückt werden.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann das Kupplungsorgan eine an wenigstens einer Seite vom Dichtring verschließbar ausgestaltete und mit einer Unterdruckleitung verbundene Unterdruckkammer aufweisen. Indem die Unterdruckkammer durch den Dichtring verschlossen und in der Unterdruckkammer über die Unterdruckleitung ein Unterdruck erzeugt wird, entsteht eine Saugkraft, die den Dichtring an das Kupplungsorgan zieht. Die die Unterdruckkammer umgebenden Flächen des Kupplungsorgans, die an den Dichtring grenzen, werden durch Saugkraft auf den Dichtring gedrückt und bilden auf diese Weise mit den angrenzenden Flächen des Dichtringes eine reibschlüssige Verbindung, welche eine schlupffreie Übertragung der durch den Drehantrieb hervorgerufenen Umfangskräfte auf den Dichtring ermöglicht.

Die Unterdruckkammer kann für die Montage von herkömmlichen Wellendichtringen an die in axiale Richtung weisende Fläche der Luftseite des Wellendichtrings angrenzen. Falls die Platzverhältnisse bei der Montage dies ermöglichen, kann die Unterdruckkammer auch an eine in axiale Richtung weisende Fläche der Stirnseite des Wellendichtrings angrenzen oder durch die in radiale Richtung nach außen weisende Stützfläche des Wellendichtrings verschlossen werden.

Für den eingangs genannten Dichtring wird die Aufgabe gelöst, indem der Dichtring wenigstens eine im Wesentlichen in Umfangsrichtung weisende Anschlagfläche aufweist.

Diese erfindungsgemäße Lösung kann mit dem folgenden weiteren jeweils für sich vorteilhaften Ausgestaltungsformen beliebig kombiniert und weiter verbessert werden:

Auch die Anschlagfläche des Dichtrings kann gemäß Anschlagfläche der oben genannten Montagevorrichtung wenigstens eine Hinterschneidung aufweisen. Auf diese Weise wird zwischen der Anschlagfläche des Dichtringes und einer entsprechend ausgestalteten Anschlagfläche der Montagevorrichtung ein in axialer Richtung wirkender Formschluss möglich. Bildet die Hinterschneidung eine Ebene, im Wesentlichen schräg zur axialen Richtung bzw. Montagerichtung verlaufende Fläche, bewirkt die Paarung mit einer entsprechend ausgestalteten Gegenfläche der Montagevorrichtung, dass der Dichtring bei einer Einleitung einer Drehkraft durch die Montagevorrichtung an die Montagevorrichtung gezogen wird und eine reibschlüssige Verbindung zwischen Dichtring und Montagevorrichtung entsteht.

Der Dichtring kann entsprechend der Montagevorrichtung an einer von außen zugänglichen Montagekontaktfläche mit wenigstens einem Formschlusselement versehen sein. Das Formschlusselement kann als Fortsatz ausgestaltet sein, der in eine entsprechende Aussparung der Montagevorrichtung eingesetzt werden kann, oder als Aussparung, die einen entsprechenden Fortsatz der Montagevorrichtung aufnimmt. Ein derartiges Formschlusselement ermöglicht die Befestigung des Dichtrings an der Montagevorrichtung, so dass der Dichtring bereits vor seiner Montage mit der Montagevorrichtung verbunden werden kann. Auf diese Weise können mit Hilfe der Montagevorrichtung auch schlecht zugängliche Bauteile erreicht werden, um den Dichtring zu montieren. Zudem kann eine mit einer Zentriereinrichtung versehene Montageeinrichtung dazu genutzt werden, den Dichtring rechtwinklig und zentriert zur Dichtringaufnahme zu positionieren, bevor dieser in oder auf das Bauteil geschoben wird.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Dichtringes kann dieser ein Kupplungsorgan aufweisen, das mit dem Dichtring verklebt ist. Die Klebeverbindung zwischen Dichtring und Kupplungsorgan kann eine Festigkeit aufweisen, welche die Übertragung der Montagekraft ermöglicht, jedoch unter einem vorbestimmten Wert liegt, bei dessen Überschreitung das Kupplungsorgan durch eine über die Montagevorrichtung eingeleitete Kraft von dem Dichtring gelöst wird. Es kann beispielsweise die in axiale Richtung weisende Fläche der Luft- oder Bodenseite des Dichtringes mit dem Kupplungsorgan verklebt werden, da diese bei herkömmlichen Wellendichtringen groß genug ist, um für die Montage des Dichtringes geeignete, hochfeste Klebeverbindungen zu bilden. Um den Dichtring gegenüber dem Kupplungsorgan zu zentrieren, kann das Kupplungsorgan Absätze aufweisen, auf die der Dichtring zumindest abschnittsweise aufgeschoben wird.

Für das eingangs genannte Verfahren wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Dichtring für seine Montage nicht nur auf oder in das Bauteil geschoben, sondern zusätzlich relativ zum Bauteil gedreht wird.

Durch die Drehung wird der Dichtring in erster Linie in Umfangsrichtung und nicht mehr in axialer Richtung verformt. Die Verformungen in Umfangsrichtung sind jedoch für die exakte axiale Positionierung des Dichtringes unschädlich. Die Positioniergenauigkeit ist also erheblich verbessert.

Der Dichtring kann während des Ein- oder Aufschiebens in oder auf das Bauteil gedreht werden. Indem die Schiebe- und die Drehbewegung überlagert sind, ist das Montageverfahren insgesamt verkürzt. Um den Verschleiß des Dichtringes oder der Dichtringaufnahme während der Montage zu verringern, kann die Drehung des Dichtringes auf einen Abschnitt der Montagebewegung begrenzt werden, der kurz vor Erreichen der Endposition des Dichtringes liegt. Auf diese Weise wird die Relativbewegung zwischen Dichtring und Bauteil und damit die durch Reibung entstehende Erwärmung begrenzt. Alternativ kann der Dichtring erst in oder auf das Bauteil geschoben werden und erst bei Erreichen seiner axialen Endposition gedreht werden. Auf diese Weise wird ein möglicherweise erhöhter Verschleiß des Dichtringes durch die Überlagerung der Schiebe- und der Drehbewegung gänzlich vermieden.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand unterschiedlicher Ausführungsformen mit Bezug auf die Figuren beispielhaft erläutert. Dabei stellen die beschriebenen Ausführungsformen lediglich wirkliche Ausgestaltungen dar, die für den jeweiligen Anwendungsfall modifiziert werden können. Einzelne, für sich vorteilhafte Merkmale können gemäß der obigen Beschreibung der vorteilhaften Ausgestaltungen bei der jeweils beschriebenen Ausführungsform hinzugefügt oder weggelassen werden.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Schnittdarstellung eines Wellendichtringes aus dem Stand der Technik;

Fig. 3 eine schematische Schnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Dichtringes;

Fig. 4 eine schematische Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Dichtringes;

Fig. 5 eine schematische Schnittdarstellung eines herkömmlichen Wellendichtrings mit eine Ausschnitt eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Montage- vorrichtung;

Fig. 6 eine schematische Seitenansicht eines dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Dichtringes; Fig. 7 eine schematische Schnittdarstellung eines Ausschnittes des dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Dichtringes an der Stelle VII-VII der Fig.

6 sowie eines dritten Ausführungsbeispiels der Montagevorrichtung.

Fig. 8 eine schematische Seitenansicht eines vierten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Dichtringes;

Fig. 9 eine schematische Schnittdarstellung eines Ausschnittes des vierten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Dichtringes an der Stelle VIII-VIII der Fig.

7 sowie eines zweiten Ausführungsbeispiels der Montagevorrichtung;

Fig. 10 eine schematische Schnittdarstellung eines Ausschnittes eines fünften Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Dichtringes.

In Fig. 1 ist ein Dichtring 1 gezeigt, der in ein Bauteil 2 eingesetzt ist. Der Dichtring 1 grenzt an eine Montagevorrichtung 3 an, die über ein Kupplungsorgan 4 eine Montagekraft F auf den Dichtring 1 ausübt. Der Dichtring 1 , das Bauteil 2 und die Montagevorrichtung 3 sind symmetrisch zu einer Symmetrieachse S aufgebaut, wobei jeweils nur die oberhalb der Symmetrieachse S liegende Hälfte dargestellt ist.

Die in eine Montagerichtung Z oder in axiale Richtung weisende Montagekraft F liegt auf der Symmetrieebene S und wird von der Montagevorrichtung 3 über das Kupplungsorgan 4 auf den Dichtring 1 übertragen. Der Dichtring wird auf diese Weise in Montagerichtung Z und in Richtung der Symmetrieachse S in das Bauteil 2 geschoben, das zur Aufnahme des Dichtringes 1 eine Bohrung 5 aufweist. Am Ende der Bohrung 5 ist das Bauteil 2 mit einem Absatz 6 versehen, der das Ende der Bohrung 5 und damit die Endposition des Dichtringes 1 definiert.

Während des Einschiebens des Dichtringes 1 in die Bohrung 5 oder nach Erreichen der Endposition des Dichtringes 1 an dem Absatz 6 wird über die Montagevorrichtung 3 ein Drehmoment M in das Kupplungsorgan 4 eingeleitet, das über eine Montagekontaktfläche 7 auf den Dichtring 1 übertragen wird. Das Drehmoment M wirkt um die Symmetrieachse des Dichtringes S. Zur Übertragung des Momentes M bzw. der aus dem Moment M resultierenden Querkräfte auf den Dichtring 1 weist die Montagekontaktfläche 7 hier nicht dargestellte Formschluss- oder Kraftschlusselemente auf, die in den folgenden Figuren in verschiedenen Ausführungsformen beispielhaft erläutert werden.

Zur Erzeugung des Drehmomentes M weist die Montagevorrichtung 3 einen Drehantrieb 8 auf, der ein Moment M erzeugt, das groß genug ist, um die Haftreibung zwischen dem Dichtring 1 und der an den Dichtring 1 angrenzenden Flächen des Bauteils 2 zu überwinden. Während der Dichtring 1 zunächst nur an die Innenfläche der Bohrung 5 angrenzt, trifft er in der Montage-Endposition auf die zum Dichtring 1 weisende Fläche des Absatzes 6. Auch die mit dieser zusätzlichen Berührfläche erhöhte Haftreibung vermag der Drehantrieb 8 zu überwinden.

Das Drehmoment M des Drehantriebes 8 gelangt über eine Welle 9 und eine Welle-Nabe- Verbindung 10 in das Kupplungsorgan 4. Die Wellen-Nabe-Verbindung 10 kann als reibschlüssige Wellen-Nabe-Verbindung 10, beispielsweise eine Pressverbindung, als formschlüssige Wellen-Nabe-Verbindung 10, beispielsweise eine Keilwellen- oder Zahnwellenverbindung, oder als stoffschlüssige Verbindung 10 ausgeführt sein.

Fig. 2 zeigt einen aus dem Stand der Technik bekannten Radialwellendichtring 1. Der Dichtring 1 umfasst einen gummielastischen Grundkörper 11, der einen Versteifungsring 12 umschließt. Der Dichtring 1 ist mit einer Dichtlippe 13 versehen, die durch eine den Umfang der Dichtlippe 13 umschließende Zugfeder 14 unter Vorspannung gehalten wird. Die Zugfeder 14 ist in einer Federnut 15 angeordnet, die durch einen Federhaltebund 16 auf der Stirnseite des Wellendichtrings 1 begrenzt ist. Unterhalb der Federnut 15 ist weist die Dichtlippe 13 eine Dichtkante 17 auf. Die unter Vorspannung befindliche Zugfeder 14 erzeugt eine Federkraft, die in Richtung der Federwirklinie 18 auf den Umfang der Dichtlippe 13 drückt. Damit wird die Dichtkante 17 auf dem von dem Dichtring 1 umschlossenen Bauteil gehalten.

Auf der Bodenseite B ist der Dichtring 1 mit einer Staublippe 19 versehen, welche den auf der Stirnseite A befindlichen, gegen die Bodenseite B abgedichteten Raum vor Verunreinigungen durch eindringenden Schmutz schützt.

Der Dichtring 1 ist an seinem äußeren Umfang von einem Außenmantel 20 umgeben, der von einem Abschnitt des gummielastischen Grundkörpers 11 gebildet ist. Ebenso ist eine auf der Bodenseite B oder Luftseite B des Dichtringes 1 befindliche Bodenfläche 21 von dem gummielastischen Grundkörper 11 gebildet.

Fig. 3 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Dichtringes, wobei für Elemente, die in Funktion und Aufbau den Elementen des in Fig. 2 gezeigten Dichtring aus dem Stand der Technik entsprechen, dieselben Bezugszeichen verwendet werden.

Der Versteifungsring 12 tritt auf der Stirnseite A des Dichtringes 1 aus dem gummielastischen Grundkörper 11 heraus. Er weist eine Aussparung 22 auf, die eine Anschlagfläche 23 umfasst, welche parallel zur Achsrichtung S bzw. Montagerichtung Z, jedoch senkrecht zur Umfangsrichtung U verläuft. Die Aussparung 22 dient der Aufnahme eines entsprechend ausgestalteten Fortsatzes des Kupplungsorgans 4, so dass in Umfangsrichtung U wirkende Montagekräfte von dem Kupplungsorgan 4 auf den Dichtring 1 übertragen werden können.

Der Versteifungsring 12 kann eine Vielzahl von Aussparungen 22 aufweisen, die in gleichbleibenden Winkelabständen über den Umfang des Versteifungsrings 12 verteilt sind, um eine durch Umfangskräfte hervorgerufene seitliche Verlagerung des Dichtrings 1 während des Montagevorgangs zu vermeiden. Die Aussparung 22 kann hinterschnitten sein, so dass die Anschlagfläche 23 schräg zur Umfangsrichtung U verläuft. Weist auch das Kupplungsorgan der Montagevorrichtung entsprechende Fortsätze mit schrägen Kontaktflächen auf, resultiert aus einer in Umfangsrichtung U auf den Dichtring 1 übertragenen Drehkraft eine in Montagerichtung Z wirkende Kraft, welche den Dichtring 1 in Richtung des auf der Stirnseite A angeordneten Kupplungsorgans 4 zieht oder von dem Kupplungsorgan 4 wegdrückt.

Auf der Innenseite des Dichtringes ist ein Formschlusselement 24 vorgesehen, das zur Aufnahme eines an dem Kupplungsorgan 4 vorgesehenen komplementären Formschlusselementes 25 dient. Auch über die Formschlusselemente 24 und 25 können Umfangskräfte bzw. Drehmomente während der Montage auf den Dichtring 1 übertragen werden. Zusätzlich ermöglichen die Formschlusselemente 24, 25 eine Befestigung des Dichtringes an dem Kupplungsorgan 4 der Montagevorrichtung 3, so dass die Position des Dichtringes 1 in Relation zur Montagevorrichtung 3 bereits vor Beginn der Montage festgelegt ist. Die Montagevorrichtung 3 kann wenigstens ein Zentrierorgan für eine Zentrierung des Kupplungsorgans 4 gegenüber dem Bauteil aufweisen, so dass die Position des Dichtringes 1 über die Befestigung an der Montagevorrichtung 3 bereits vor dem Montagevorgang eindeutig gegenüber dem Bauteil definiert ist. Das Zentrierorgan kann beispielsweise als Fortsatz, der in Aussparungen des Bauteils eingesetzt wird, oder als Aussparung, die einen Fortsatz des Bauteils aufnimmt, ausgestaltet sein.

Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Dichtringes, wobei für Elemente, die in Funktion und Aufbau den Elementen des Ausführungsbeispiels der Figur 3 entsprechen, dieselben Bezugszeichen verwendet werden. Der Kürze halber wird auf die Unterschiede zum Ausführungsbeispiel der Figur 3 eingegangen.

Der Dichtring 1 ist an seiner Bodenseite B mit einem Formschlusselement 26 in Form einer Aussparung 26 versehen. Die Aussparung 26 schneidet sowohl den gummielastischen Grundkörper 11 als auch den Versteifungsring 12. Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel der Figur 3 kann bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 4 das Kupplungsorgan 4 der Mon- tagevorrichtung 3 von der Bodenseite B des Dichtringes 1 aus in das Formschlusselement 26 eingreifen. Indem die Aussparung 26 auch den Versteifungsring 12 schneidet, können relativ große Umfangskräfte auf den Dichtring 1 übertragen werden, die bei montiertem Dichtring 1 die Überwindung der Haftreibung zwischen Außenmantel 20 des Dichtringes 1 und dem Bauteil ermöglichen.

Fig. 5 zeigt eine Schnittansicht eines herkömmlichen Wellendichtringes mit einem Ausschnitt eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Montagevorrichtung 3. Das Kupplungsorgan 4 der Montagevorrichtung 3 liegt an der Bodenfläche 21 des Dichtringes 1 an. Das Kupplungsorgan 4 weist eine Unterdruckkammer 27 auf, in die eine Unterdruckleitung 28 mündet. Über eine mit der Unterdruckleitung 28 verbundene, hier nicht dargestellte Saugpumpe, kann das in der Unterdruckkammer 27 befindliche Medium in Richtung der Saugpumpe transportiert werden, so dass in der Unterdruckkammer 27 ein Unterdruck entsteht, der den an die Unterdruckkammer 27 angrenzenden Dichtring an das Kupplungsorgan 4 zieht. Die an die Bodenfläche 21 des Dichtringes 1 angrenzenden Auflageflächen 29 des Kupplungsorgans 4 dichten dabei die Unterdruckkammer 27 gegenüber der Umgebung ab. Der zwischen den Auflageflächen 29 und der Bodenfläche 21 hergestellte, dem Unterdruck in der Unterdruckkammer 27 entsprechende Anpressdruck sorgt für eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Kupplungsorgan 4 und Dichtring 1 , über die Umfangskräfte oder Drehmomente von der Montagevorrichtung 3 auf den Dichtring 1 übertragen werden können.

Fig. 6 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Dichtringes 1 , wobei für Elemente, die in Funktion und Aufbau den Elementen der Ausführungsbeispiele der Figuren 3 und 4 entsprechen, dieselben Bezugszeichen verwendet werden. Der Kürze halber wird auf die Unterschiede zu den Ausführungsbeispielen der Figuren 3 und 4 eingegangen.

An der Bodenfläche 21 des Dichtringes 1 sind bogenförmige Fortsätze 30 angeordnet, die sich in Richtung des Außenmantels 20 verbreitern. Aufgrund des bogenförmigen Profils der Fortsätze 30 ist die Flächenlast an den Flanken der Fortsätze 30 verringert.

Fig. 7 zeigt einen Ausschnitt des dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen WeI- lendichtringes an der Stelle VlI-VII der Figur 6. Die Bodenfläche 21 ist von dem Versteifungsring 12 gebildet, der Fortsätze 30 und Vertiefungen 31 mit einem im Wesentlichen rechteckigen Profil aufweist. In die Vertiefungen 31 des Versteifungsrings 12 greifen Fortsätze 36 eines entsprechend gestalteten Kupplungsorgans 4 ein, während Vertiefungen 38 in dem Kupplungsorgan 4 die von dem Versteifungsring 12 gebildeten Fortsätze 30 aufnehmen.

Wird das Kupplungsorgan 4 zentrisch zur Symmetrielinie S des Dichtringes 1 auf die Bodenfläche 21 aufgesetzt, umschließen die Aussparungen 38 an dem Kupplungsorgan 4 die Fortsätze 30 und übertragen auf diese Weise die von dem Drehantrieb der Montagevorrichtung aufgebrachte Umfangskraft.

Aufgrund des in Fig. 6 gezeigten bogenförmigen Verlaufs der Fortsätze 30, 36 und der Vertiefungen 31 , 38 führt eine Verdrehung des Kupplungsorgans 4 in Umfangsrichtung U zu einer Verschiebung der Seitenflächen 39 der Fortsätze 30 des Versteifungsrings 12 gegenüber den Seitenflächen 40 der Fortsätze 36 des Kupplungsorgans 4. Dadurch entsteht eine Flächenpressung zwischen den Seitenflächen 39 und 40, die eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Dichtring 1 und dem Kupplungsorgan 4 zur Folge hat.

Die über den Durchmesser des Dichtringes 1 veränderliche Steigung der Profillinien der Fortsätze 30 ermöglicht einen Keileffekt zwischen den Fortsätzen 30 und den entsprechen- den Vertiefungen 38 des Kupplungsorgans, der die kraftschlüssige Verbindung zwischen Dichtring 1 und Kupplungsorgan 4 fixiert. Indem das Kupplungsorgan nach dem Aufsetzen auf die Bodenfläche 21 gegenüber dem Dichtring 1 um die Symmetrieachse S verdreht wird, bewegen sich die Seitenflächen 39, 40 aufeinander zu. Indem die Fortsätze 30, 36 sich mit dieser Bewegung elastisch verformen, entsteht eine Vorspannung zwischen den Seitenflächen 39, 40, welche die Haftreibung zwischen den Seitenflächen 39, 40 vergrößert. Die bogenförmigen Seitenflächen 39 der Fortsätze 30 verkeilen sich also mit den Seitenflächen 40 der entsprechenden Aussparungen 38 des Kupplungsorgans.

Figur 8 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Dichtringes in einer schematischen Seitenansicht. Der Kürze halber wird lediglich auf die Unterschiede zu den Ausführungsbeispielen der Figuren 3, 4, 6 und 7 eingegangen, wobei für Elemente, die in ihrem Aufbau oder ihrer Funktion Elementen des ersten Ausführungsbeispiels entsprechen, dieselben Bezugszeichen verwendet werden.

Die Bodenfläche 21 des Dichtringes 1 weist Fortsätze 30 und Vertiefungen 31 auf, die über Schrägen 32 miteinander verbunden sind. Die Fortsätze 30, Vertiefungen 31 sowie die Schrägen 32 erstrecken sich jeweils senkrecht zum Umfang des Dichtrings 1 , wobei sie sich vom durch die Symmetrielinie S markierten Zentrum weg verbreitern.

Fig. 9 zeigt eine Schnittansicht des vierten Ausführungsbeispiels des Dichtringes 1 an der Stelle VIII-VIII der Fig. 8 sowie eine Schnittansicht eines Ausschnittes des Kupplungsorgans 4 einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Montagevorrichtung.

Die Geometrie der Bodenfläche 21 wird durch den Versteifungsring 12 bestimmt, der entsprechend der Bodenfläche 21 Vertiefungen 33, Schrägen 34 und Fortsätze 35 aufweist. Die Vertiefungen 33, Schrägen 34 und Fortsätze 35 versteifen den Versteifungsring 12 zusätzlich. Der Versteifungsring 12 ist von dem gummielastischen Grundkörper 11 umhüllt, so dass die Bodenfläche 21 von dem gummielastischen Grundkörper gebildet und durch den darunterliegenden Versteifungsring 12 gestützt wird. Entsprechend dem Dichtring 1 weist auch das komplementär gestaltete Kupplungsorgan 4 Fortsätze 36, Schrägen 37 sowie Vertiefungen 38 auf.

Für die Montage des Dichtringes 1 wird das Kupplungsorgan 4 auf die Bodenfläche 21 aufgesetzt, so dass die Vertiefungen 38 des Kupplungsorgans 4 Fortsätze 30 der Bodenfläche 21 aufnehmen, während Vertiefungen 31 der Bodenfläche 21 Fortsätze 36 des Kupplungsorgans aufnehmen. Auf diese Weise entsteht ein Formschluss, der die formschlüssige Übertragung von Kräften in Umfangsrichtung U ermöglicht.

Ein fünftes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Dichtringes zeigt die Figur 10, wobei für Elemente, die in Funktion und Aufbau den Elementen der Ausführungsbeispiele der Figuren 3, 4, 6, 7 und 8 entsprechen, dieselben Bezugszeichen verwendet werden. Der Kürze halber wird auf die Unterschiede zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen eingegangen.

Die Bodenfläche 21 des Dichtringes 1 weist Fortsätze 30, Schrägen 32, 32' sowie Vertiefungen 31 auf. Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel der Figur 9 ist der Versteifungsring 12 an seiner Außenseite nicht von dem gummielastischen Grundkörper 11 umgeben und bildet damit die Bodenfläche 21. Aufgrund der härteren Oberfläche des Versteifungsrings 12, der bevorzugt aus Metall gefertigt ist, können während der Montage über das eingreifende Kupplungsorgan 4 größere Flächenlasten und damit größere Umfangskräfte eingeleitet werden.

Der Versteifungsring 12 weist Hinterschneidungen auf, die von den Schrägen 32' gebildet sind. In die von den Schrägen 32' gebildeten Hinterschneidungen greifen bei der Montage die Fortsätze 36 des Kupplungsorgans 4 ein. Bei einer Drehung des Kupplungsorgans 4 in eine Drehrichtung D liegen die Schrägen 37' des Kupplungsorgans 4 auf den Schrägen 32' des Versteifungsrings 12 auf. Da die als Hinterschneidungen ausgebildeten Schrägen 32' und 37' schräg zur Drehrichtung D verlaufen, führt die Einleitung einer in Drehrichtung D wirkenden Umfangskraft über das Kupplungsorgan 4 zu einem Ineinandergleiten der Fortsätze 30 in die Vertiefungen 38 bzw. der Fortsätze 36 in die Vertiefungen 31. Aufgrund der Hinterschneidungen 32' und 37' entsteht bei Einleitung einer Umfangskraft also eine Kraftkomponente, welche das Kupplungsorgan 4 und den Dichtring 1 aufeinanderdrückt und somit auch die Übertragung einer axialen Zugkraft von dem Kupplungsorgan 4 auf den Dichtring 1 ermöglicht. Damit eignet sich die gezeigte Ausführungsform des Dichtringes 1 mit der entsprechenden Ausführungsform des Kupplungsorgans 4 sowohl für die Montage als auch für eine zerstörungsfreie Demontage eines Wellendichtringes 1. Die in Fig. 7, 8, 9 gezeigten Profile der Bodenfläche 21 bieten nicht nur die Möglichkeit einer formschlüssigen Verbindung mit dem Kupplungsorgan 4, sondern führen auch zu einer Versteifung des Versteifungsrings 12, aufgrund derer die Blechstärke des Versteifungsrings 12 und damit der Materialaufwand zur Herstellung eines Dichtringes 1 verringert werden kann. Die erfindungsgemäßen Dichtringe können gemäß der aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungsformen auch mit zwei oder mehr zugfederbelasteten Dichtlippen, auch ohne Zugfeder oder ohne Staublippe ausgestaltet werden. Der Versteifungsring kann alternativ zu der Innen- oder der Außenseite des Dichtringes an den gummielastischen Grundkörper angrenzen. Auf der Stirnseite des Dichtringes kann ein zusätzlicher Versteifungsring in Form einer Kappe vorgesehen sein.

Die Merkmale der oben beschriebenen Ausführungsformen von Montagevorrichtungen und Dichtringen lassen sich auch auf andere Formen von Dichtringen, beispielsweise Axialwel- lendichtringe oder Stangendichtungen, übertragen.

Claims

Ansprüche

1. Montagevorrichtung (3) für die Montage eines Dichtrings (1) auf oder in ein Bauteil (2), beispielsweise einer Welle oder einem Gehäuse, mit einem Kupplungsorgan (4) zur Übertragung einer Montagekraft (F) auf den Dichtring (1), dadurch gekennzeichnet, dass ein Drehantrieb (8) vorgesehen ist, durch den eine Relativdrehung zwischen Dichtring (1) und Bauteil (2) erzeugbar ist.

2. Montagevorrichtung (3) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungsorgan (4) wenigstens ein Formschlusselement (25, 36, 38) umfasst.

3. Montagevorrichtung (3) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungsorgan (4) wenigstens eine im Wesentlichen in Umfangsrichtung (U) weisende Anschlagfläche (37, 37', 40) aufweist.

4. Montagevorrichtung (3) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagfläche (37, 37', 40) wenigstens eine Hinterschneidung (37') aufweist.

5. Montagevorrichtung (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungsorgan (4) wenigstens eine an wenigstens einer Seite vom Dichtring (1) verschließbar ausgestaltete und mit einer Unterdruckleitung (28) verbundene Unterdruckkammer (27) aufweist.

6. Dichtring (1), der einen gummielastischen Grundkörper (11) und einen Versteifungsring (12) umfasst, wobei der Versteifungsring (12) zumindest abschnittsweise in den gummielastischen Grundkörper (11) eingebettet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (1) wenigstens eine im Wesentlichen in Umfangsrichtung (U) weisende Anschlagfläche (23, 32, 32') aufweist.

7. Dichtring (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagfläche (23, 32, 32') wenigstens eine Hinterschneidung (32') aufweist.

8. Dichtring (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (1) mit wenigstens einem Formschlusselement (24, 26) versehen ist.

9. Dichtring (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (1) ein Kupplungsorgan aufweist, das mit dem Dichtring (1) verklebt ist.

10. Verfahren zur Montage eines Dichtrings (1) auf oder in einem Bauteil (2), wobei der Dichtring (1) in axialer Richtung auf oder in das Bauteil (2) geschoben wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (1) zusätzlich relativ zum Bauteil (2) gedreht wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (1) gleichzeitig geschoben und gedreht wird.

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (1) erst geschoben und anschließend gedreht wird.