WO2014090380A1 - Dichtung, verfahren zu deren herstellung und dichtungsanordnung damit - Google Patents

Dichtung, verfahren zu deren herstellung und dichtungsanordnung damit Download PDF

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Carl Freudenberg KG
ThyssenKrupp Rothe Erde GmbH
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    • F16C2300/10—Application independent of particular apparatuses related to size
    • F16C2300/14—Large applications, e.g. bearings having an inner diameter exceeding 500 mm

Definitions

  • the invention relates to a seal, a method for the production thereof and a seal arrangement comprising the seal.
  • Seals are well known and reach, for example, for sealing rotating or translationally movable machine elements
  • the machine elements that are sealed may be, for example, shafts, rods, spindles or roller bearings. Sealed are often liquid or pasty media to the environment, or, impurities from the environment of the machine elements, such as
  • Example Dirt, dust, salt and / or moisture are kept away from the inside of the machine elements where the seals are located by seals.
  • the seals can be designed as sealing rings and, depending on
  • seals that seal a diameter of more than 400 mm, have a complex structure and are therefore complicated and expensive to manufacture.
  • Most such seals consist of several
  • CONFIRMATION COPY Parts such as a support body made of a metallic material, which is connected to a sealing element made of elastomeric material.
  • the invention has for its object to develop a seal of the type mentioned in such a way that it has a simple and teilarmen structure, is inexpensive to produce and can be easily assembled, especially if the seal very large diameter, for example, of several Meters.
  • This object is achieved by a seal, a method for their preparation and a seal assembly having the features of the independent claims.
  • a seal comprising a substantially H-shaped sealing profile.
  • An H-shaped sealing profile is easy and inexpensive to produce and easy to install.
  • the substantially H-shaped sealing profile comprises, viewed in cross section, two spaced apart longitudinal webs, which are interconnected by a transverse web.
  • the sealing profile is formed symmetrically to an imaginary plane, which, viewed in cross section, is arranged centrally of the transverse web.
  • Such a symmetrical design is particularly easy to assemble, because each of the two longitudinal webs has the same performance characteristics and the direction in which the sealing profile is installed, for the function of the seal therefore does not matter. The risk of assembly errors is thereby reduced to a minimum.
  • the crossbar is designed as a hinge, around which the longitudinal webs are pivotable relative to each other like a clothespin.
  • the longitudinal webs, each starting from the crosspiece, on the one hand have a clamp arm and on the other hand a sealing lip.
  • Machine element in which the seal is fixed compared to another machine element.
  • the ratio of the length of the sealing lips to the length of the corresponding clamping arms of the respective longitudinal webs is preferably at least two starting from the transverse web. It is advantageous that the clamping arms, based on the corresponding sealing lips of the longitudinal webs, compact and thus dimensionally stable. Through this dimensionally stable design of the clamp arms, the seal can be very precisely with a
  • the sealing lips have a greater flexibility, in order to be able to invest better on the surface of the machine element to be sealed. Due to the elastic compliance of the sealing lips can
  • the clip arms are formed latching nose-shaped.
  • the clamp arms can be an undercut in the installation groove of the
  • Machine element on which the seal is fixed engage behind to produce a positive connection.
  • the locking lugs of the clamp arms also act as a static seal for sealing the installation groove. Due to the latch-nose-shaped, free end of the staple arms, the seal is snapped into the installation groove.
  • the ratio of the length of the sealing lips to the articulated width of the transverse web is preferably 0.75 to 1.5.
  • Lubricant in the lubricant reservoir the abrasive wear of the dynamically stressed sealing lips is reduced to a minimum and also formed a barrier between the two sealing lips, the
  • the mutually facing flanks and / or the mutually remote flanks of the sealing lips may have a surface profiling.
  • the surface profiling may for example be formed by a slight grooving, which forms additional micro-lubricant depots.
  • the lubricant contained in the micro-lubrication depots reduces the friction between the sealing lips and the relatively movable to be sealed
  • the seal is preferably formed of the same material, consists of a material having elastomeric properties and has a hardness Shore A of 70 to 95.
  • Such a seal has a satisfactorily large dimensional stability even without separately produced support body.
  • the material may be formed by a polyurethane. Such materials have a comparatively low coefficient of friction. During the intended use of the seal thereby becomes Heat development in the region of the sealing points between the sealing lips and the machine element to be sealed reduced.
  • a further reduction of the friction torque and an improvement of the run-flat and dry running properties can be achieved that the material contains friction-reducing fillers.
  • friction reducing fillers may be formed by PTFE particles, for example.
  • the seal may be formed, for example, as a sealing ring.
  • a sealing ring can, for example, seal a shaft with respect to a housing, wherein the shaft penetrates the housing.
  • the invention relates to a method for producing a seal, as described above, in which in a first procedural document, an endless band-shaped sealing profile is extruded and cut to length in a second method step, wherein the cut sealing profile in a third
  • Process step is annular deformed and wherein the two free ends of the sealing ring formed to the sealing profile in a fourth
  • Process step selected the extrusion process.
  • the sealing profile can be formed into a sealing ring with a diameter> 400 mm.
  • Seals made by other manufacturing processes may consist of several parts and include support body and / or ring coil spring, the joining of these parts is complicated each other.
  • the seal according to the invention in contrast, does without additional elements, such as, for example, supporting bodies and / or annular helical spring, and is designed as a whole in one piece and of the same material.
  • a sealing ring with a large diameter of, for example, about 4m can be saved by the inventive method and the inventive seal large amounts of steel for unnecessary support body and components and thus in the case of rotating seals the
  • Effectiveness of a plant can be improved. Furthermore, the efficiency of the tools for producing the seal can be increased by lower masses to be moved.
  • the two free ends can be welded together in the fourth step.
  • the mirror welding is used for the welding of the free ends together.
  • Mirror welding is also called
  • Heated butt welding refers and serves to connect plastic components together. By supplying heat via a heating element, the components to be joined together are brought into a thermoplastic state in the region of their joints and then connected together under pressure.
  • sealing rings With an almost unlimited size can be produced
  • the welding method described has the advantage that can thus produce joints, with a homogeneous material at the joint, ie at the free ends. Incorporated material by joining, do not have the joints. This allows high durability and resistance to temperature variations and chemical influences at the seam between the two free ends at the level of the original material.
  • the third and the fourth method step can, if necessary, be carried out "on site", for example, on the construction site, which has the advantage that the initially endless, band-shaped
  • the invention relates to a seal assembly, comprising a seal, as described above and at least two machine elements, wherein the seal is arranged with their clip arms each positively in a Einbaunut of a machine element and the Einbaunut with its clamping arms substantially static sealing touches and the other machine element touched with the sealing lips dynamic sealing.
  • the Machine elements can be formed by bearing shells of a slewing bearing. Such large-diameter bearings can be used in wind turbines, the diameter used for seals may well be about 4m and more.
  • the one machine element may be formed by a housing with a bore, the other machine element by a shaft, which from the
  • Housing is enclosed with a radial distance, wherein in the gap formed by the gap, the seal is arranged, which surrounds the shaft with its sealing lips dynamic sealing.
  • FIG. 2 the seal of FIG. 1, installed in a
  • FIG. 3 is an enlarged view of a seal, installed in a seal assembly, Fig. 4 to Fig. 7, the assembly of a seal according to the invention with its clip arms in the installation groove of a
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of the seal 1 according to the invention, which has an H-shaped sealing profile 2.
  • the seal 1 is designed as a sealing ring 24 and, viewed in the cross section illustrated here, comprises two longitudinal webs 3, 4 which are arranged adjacent to each other at a distance.
  • the two longitudinal webs 3, 4 are interconnected by the transverse web 5 and symmetrical to an imaginary plane. 6
  • the cross bar 5 is designed as a hinge 7 in order to mount the seal can.
  • the assembly of such a seal 1 will be explained later with reference to Figures 4 to 7.
  • the gasket 1 is formed of uniform material and consists of a material having elastomeric properties.
  • the material of which the gasket 1 is made is polyurethane with a Shore A hardness of 70 to 95.
  • Each longitudinal web 3, 4 comprises a clamp arm 8, 9 and a sealing lip 10,
  • the mutually facing flanks 17, 18 of the sealing lips 10, 1 and the mutually remote flanks 21, 22nd the sealing lips 10, 11 are provided with a surface profiling 23 wherein the surface profiling forms micro-lubrication depots.
  • the arranged in the profiling lubricant causes a further reduction of the friction torque and thereby improves the runflat and dry running properties of the seal first
  • FIG. 2 shows the seal 1 from FIG. 1 installed in a seal arrangement. Shown is a section of the seal assembly. In this embodiment of the sealing arrangement are the two
  • Machine elements 27, 28 formed by the outer ring and the inner ring of a roller bearing, wherein the seal 1 with its clip arms 8, 9 positively in the installation groove 29 of the formed as an outer ring
  • Machine element 27 is arranged.
  • the clamp arms 8, 9 are arranged statically sealing in the installation groove 29.
  • the sealing lips 10, 1 touch the surface to be sealed of the radially inner adjacent machine element 28 dynamically sealing.
  • a seal 1 is shown in an enlarged view.
  • the installation groove 29 is provided with an undercut for receiving the clamp arms 8, 9, wherein the clamp arms 8, 9 are arranged statically sealing in the installation groove 29.
  • the sealing lips 10, 11 define in the axial direction a lubricant reservoir 20, which is filled with a lubricant 19, for example a barrier grease.
  • the flanks 17, 18, 21, 22 of the sealing lips 10, 11 each have one
  • the above-described seal 1 is produced by first extruding an endless band-shaped sealing profile 2 in a first method step and extruding the second one
  • Sealing profile 2 is cut to length.
  • the cut-to-length sealing profile 2 is deformed annularly, and the free ends 25, 26 are connected to one another by a welding process.
  • the seal 1 is first hooked with one of its clamping arms 8, 9 in a first undercut 31 of the installation groove 29, as shown in Figure 4, hooked.
  • the other clamp arm 9, 8 rests against the machine element 27 delimiting the installation groove 29. Shown is the seal 1 in Figure 4 in its production condition.
  • Stapling arm 8, 9 is pivoted.
  • FIG. 7 shows the seal 1 built into the installation groove 29.

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Abstract

Dichtung (1), umfassend ein im Wesentlichen H-förmiges Dichtungsprofil (2).

Description

Dichtung, Verfahren zu deren Herstellung und Dichtungsanordnung damit
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Dichtung, ein Verfahren zu deren Herstellung und eine Dichtungsanordnung, die die Dichtung umfasst.
Dichtungen sind allgemein bekannt und gelangen zum Beispiel zur Abdichtung rotierender oder translatorisch bewegbarer Maschinenelemente zur
Anwendung. Die Maschinenelemente, die abgedichtet werden, können beispielsweise Wellen, Stangen, Spindeln oder Wälzlager sein. Abgedichtet werden häufig flüssige oder pastöse Medien gegenüber der Umgebung, oder, Verunreinigungen aus der Umgebung der Maschinenelemente, wie zum
Beispiel Schmutz, Staub, Salz und/oder Feuchtigkeit werden durch Dichtungen vom Inneren der Maschinenelemente, in denen die Dichtungen angeordnet sind, ferngehalten.
Die Dichtungen können als Dichtringe ausgebildet sein und, je nach
Anwendungsfall, unterschiedlich große Durchmesser aufweisen.
Insbesondere Dichtungen, die einen Durchmesser von mehr als 400 mm abdichten, haben einen aufwendigen Aufbau und sind deshalb kompliziert und teuer in ihrer Herstellung. Meist bestehen solche Dichtungen aus mehreren
BESTÄTIGUNGSKOPIE Teilen, wie zum Beispiel einem Stützkörper aus einem metallischen Werkstoff, der mit einem Dichtelement aus elastomerem Werkstoff verbunden ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dichtung der eingangs genannten Art derart weiter zu entwickeln, dass diese einen einfachen und teilarmen Aufbau aufweist, kostengünstig herstellbar ist und einfach montiert werden kann, insbesondere dann, wenn die Dichtung sehr große Durchmesser, zum Beispiel von mehreren Metern, aufweist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Dichtung, ein Verfahren zu deren Herstellung und eine Dichtungsanordnung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Auf vorteilhafte
Ausgestaltungen/Weiterbildungen nehmen die darauf rückbezogenen
Ansprüche Bezug.
Zur Lösung der Aufgabe ist eine Dichtung vorgesehen, umfassend ein im Wesentlichen H-förmiges Dichtungsprofil.
Ein H-förmiges Dichtungsprofil ist einfach und kostengünstig herstellbar und lässt sich einfach montieren.
Das im Wesentlichen H-förmige Dichtungsprofil umfasst, im Querschnitt betrachtet, zwei mit Abstand zueinander benachbart angeordnete Längsstege, die durch einen Quersteg miteinander verbunden sind.
Bevorzugt kann es vorgesehen sein, dass das Dichtungsprofil symmetrisch zu einer gedachten Ebene ausgebildet ist, die, im Querschnitt betrachtet, mittig des Querstegs angeordnet ist. Eine solche symmetrische Ausgestaltung ist besonders einfach zu montieren, weil jeder der beiden Längsstege die gleichen Gebrauchseigenschaften aufweist und die Richtung, in der das Dichtungsprofil eingebaut wird, für die Funktion der Dichtung deshalb keine Rolle spielt. Die Gefahr von Montagefehlern ist dadurch auf ein Minimum reduziert.
Der Quersteg ist als Gelenk ausgebildet, um das die Längsstege relativ zueinander wäscheklammerartig verschwenkbar sind. Zur Montage der
Dichtung werden die Längsstege auf einer Seite des Gelenks um das Gelenk voneinander weg geschwenkt, so dass die Längsstege auf der anderen Seite des Gelenks entsprechend aufeinander zu bewegt werden. Diese aufeinander zu bewegten Enden der Längsstege können dann in eine Einbaunut eines Maschinenelements eingesetzt werden, wobei sich eine Arretierung der Dichtung in der Einbaunut dadurch ergibt, dass sich das Dichtprofil im
Anschluss an seine Montage in der Einbaunut selbsttätig in seine
herstellungsbedingte, H-förmige Form zurück bewegt. Durch das Aufspreizen der in der Einbaunut angeordneten Längsstege wird das Dichtungsprofil in der Einbaunut festgelegt.
Die Längsstege können, jeweils vom Quersteg ausgehend, einerseits einen Klammerarm und andererseits eine Dichtlippe aufweisen. Durch die
Klammerarme wird die Dichtung, wie zuvor beschrieben, in der Einbaunut eines Maschinenelements festgelegt. Die Dichtlippen dichten dieses
Maschinenelement, in dem die Dichtung festgelegt ist, gegenüber einem anderen Maschinenelement ab.
Das Verhältnis der Länge der Dichtlippen zur Länge der entsprechenden Klammerarme der jeweiligen Längsstege beträgt bevorzugt, jeweils ausgehend vom Quersteg, zumindest zwei. Hierbei ist von Vorteil, dass die Klammerarme, bezogen auf die entsprechenden Dichtlippen der Längsstege, kompakt und dadurch formstabil ausgebildet sind. Durch diese formstabile Ausbildung der Klammerarme kann die Dichtung besonders passgenau mit einem
Maschinenelement verbunden werden. Auch dann, wenn die Dichtung während ihrer bestimmungsgemäßen Verwendung Kräften aus der Umgebung
ausgesetzt ist, bleibt durch die große Formstabilität die passgenaue Zuordnung der Dichtung zu dem Maschinenelement stets erhalten. Andererseits weisen die Dichtlippen eine größere Nachgiebigkeit auf, um sich an die Oberfläche des abzudichtenden Maschinenelements besser anlegen zu können. Durch die elastische Nachgiebigkeit der Dichtlippen können
herstellungsbedingte Toleranzen der Maschinenelemente, zwischen denen die Dichtung zur Anwendung gelangt, gut ausgeglichen werden. Die Dichtung weist dann gute Gebrauchseigenschaften während einer langen Gebrauchsdauer auf.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass die Klammerarme rastnasenförmig ausgebildet sind. Im Bereich ihrer freien Enden können die Klammerarme eine Hinterschneidung in der Einbaunut des
Maschinenelements, an dem die Dichtung festgelegt ist, hintergreifen, um einen Formschluss herzustellen. Die Rastnasen der Klammerarme fungieren außerdem als statische Dichtung zur Abdichtung der Einbaunut. Durch die rastnasenförmig ausgebildeten, freien Ende der Klammerarme, ist die Dichtung in die Einbaunut einschnappbar.
Das Verhältnis der Länge der Dichtlippen zu der gelenkig wirksamen Breite des Querstegs beträgt bevorzugt 0,75 bis 1 ,5. Durch ein solches Verhältnis ist sichergestellt, dass die Klammerarme bei Verformung des Querstegs weit genug gegeneinander verschwenkt werden können, um in die Einbaunut des Maschinenelements formschlüssig eingreifen zu können. Die Dichtlippen können durch ihre einander zu gewandten Flanken, während der bestimmungsgemäßen Verwendung der Dichtung, ein mit einem
Schmiermittel gefülltes Schmiermittelreservoir begrenzen. Durch das
Schmiermittel im Schmiermittelreservoir wird der abrasive Verschleiß der dynamisch beanspruchten Dichtlippen auf ein Minimum reduziert und außerdem eine Barriere zwischen den beiden Dichtlippen gebildet, die
Verunreinigungen aus der Umgebung daran hindert, in den abzudichtenden Raum einzudringen. Die einander zu gewandten Flanken und/oder die voneinander abgewandten Flanken der Dichtlippen können eine Oberflächenprofilierung aufweisen. Die Oberflächenprofilierung kann beispielsweise durch eine leichte Rillierung gebildet sein, die zusätzliche Mikro-Schmierdepots bildet. Das in den Mikro- Schmierdepots befindliche Schmiermittel reduziert dabei die Reibung zwischen den Dichtlippen und dem dazu relativ beweglichen, abzudichtenden
Maschinenelement.
Bevorzugt sind alle Flanken der Dichtlippen mit einer solchen
Oberflächenprofilierung versehen.
Die Dichtung ist bevorzugt materialeinheitlich ausgebildet, besteht aus einem Material mit elastomeren Eigenschaften und hat eine Härte Shore A von 70 bis 95.
Eine solche Dichtung weist auch ohne separat erzeugten Stützkörper eine zufriedenstellend große Formbeständigkeit auf.
Das Material kann durch ein Polyurethan gebildet sein. Solche Materialien weisen einen vergleichsweise niedrigen Reibungskoeffizienten auf. Während der bestimmungsgemäßen Verwendung der Dichtung wird dadurch die Wärmeentwicklung im Bereich der Dichtstellen zwischen den Dichtlippen und dem abzudichtenden Maschinenelement reduziert.
Nachteilige, temperaturbedingte Auswirkungen auf das abzudichtende Medium sind dadurch ausgeschlossen.
Eine weitere Reduzierung der Reibmomente und eine Verbesserung der Notlauf- und Trocken laufeigenschaften können dadurch erreicht werden, dass das Material reibungsreduzierende Füllstoffe enthält. Solche
reibungsverringernden Füllstoffe können beispielsweise durch PTFE Partikel gebildet sein.
Die Dichtung kann zum Beispiel als Dichtring ausgebildet sein. Ein solcher Dichtring kann zum Beispiel eine Welle gegenüber einem Gehäuse abdichten, wobei die Welle das Gehäuse durchdringt.
Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Dichtung, wie zuvor beschrieben, bei dem in einem ersten Verfahrensschrift ein endloses bandförmiges Dichtungsprofil extrudiert und in einem zweiten Verfahrensschritt abgelängt wird, wobei das abgelängte Dichtungsprofil in einem dritten
Verfahrensschritt ringförmig verformt wird und wobei die beiden freien Enden des zum Dichtring geformten Dichtungsprofils in einem vierten
Verfahrensschritt miteinander verbunden werden.
Für eine kostengünstige Herstellung der Dichtung wurde im ersten
Verfahrensschritt das Extrusionsverfahren gewählt. Durch ein solches
Verfahren lassen sich sehr maßhaltige, engtolerierte Profile erzeugen, und darüber hinaus besteht die Möglichkeit, zum Beispiel die Klammerarme durch Schneidvorgänge in ihre gebrauchsfertige Form zu bringen. Durch solche Schneidvorgänge können sehr scharfkantige Dichtkanten realisiert werden. Im dritten Verfahrensschritt kann das Dichtungsprofil zu einem Dichtring mit einem Durchmesser > 400 mm geformt werden. Insbesondere zur Herstellung von Dichtringen mit großen Durchmessern ist das zuvor beschriebene
Extrusionsverfahren besonders gut geeignet. Andere Verfahren zur Herstellung von Dichtringen mit großen Durchmessern, wobei große Durchmesser durchaus Durchmesser zwischen 2m und 4m sein können, oder sogar noch größer, sind teuer und aufwendig in der Durchführung. Vorbekannte
Dichtungen nach anderen Herstellungsverfahren gefertigt, können aus mehreren Teilen bestehen und Stützkörper und/oder Ringwendelfeder umfassen, wobei die Fügung dieser Teile miteinander aufwendig ist.
Die erfindungsgemäße Dichtung kommt demgegenüber ohne zusätzliche Elemente, wie zum Beispiel Stützkörper und/oder Ringwendelfeder aus und ist insgesamt einstückig und materialeinheitlich ausgebildet. Nach einer einfachen Montage der Dichtung zwischen den gegeneinander abzudichtenden
Maschinenelementen weist die Dichtung einen sicheren Sitz auf.
Bei einem Dichtring mit großem Durchmesser von zum Beispiel ca. 4m, können durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Dichtung große Mengen an Stahl für nicht erforderliche Stützkörper und Bauteile eingespart werden und somit im Falle von rotierenden Dichtungen die
Effektivität einer Anlage verbessert werden. Weiterhin kann die Effizienz der Werkzeuge zur Herstellung der Dichtung durch geringere zu bewegende Massen erhöht werden.
Je größer die Dichtung in ihrem Durchmesser ist, desto größer sind die zuvor genannten Vorteile.
Die beiden freien Enden können im vierten Verfahrensschritt miteinander verschweißt werden. Für das Verschweißen der freien Enden miteinander gelangt bevorzugt das Spiegelschweißen zur Anwendung. Spiegelschweißen wird auch als
Heizelementstumpfschweißen bezeichnet und dient dazu, Kunststoff-Bauteile miteinander zu verbinden. Durch Wärmezufuhr über ein Heizelement werden die miteinander zu verbindenden Bauteile im Bereich ihrer Fügestellen in einen thermoplastischen Zustand gebracht und anschließend unter Druck miteinander verbunden.
Durch das Extrudieren von Endlosprofilen und die anschließende Herstellung eines Dichtrings lassen sich Dichtringe mit nahezu unbegrenzt großem
Durchmesser erzeugen, wobei das beschriebene Schweißverfahren den Vorteil hat, dass sich damit Fügestellen erzeugen lassen, mit einem homogenen Material an der Fügestelle, also an den freien Enden. Eingebrachtes Material durch das Fügen, weisen die Fügestellen nicht auf. Dies ermöglicht an der Naht zwischen den beiden freien Enden eine hohe Haltbarkeit und Beständigkeit gegen Temperaturschwankungen und chemische Einflüsse auf dem Niveau des Originalmaterials.
Außerdem ist von Vorteil, dass der dritte und der vierte Verfahrensschritt bedarfsweise„vor Ort", Zum Beispiel auf der Baustelle, erledigt werden können. Dadurch ist von Vorteil, dass sich die zunächst endlosen, bandförmigen
Dichtungsprofile, die abgelängt sind, vergleichsweise problemlos transportieren lassen. Der Transport kann in Kartonverpackungen durch einen normalen Paketversand erfolgen. Außerdem betrifft die Erfindung eine Dichtungsanordnung, umfassend eine Dichtung, wie zuvor beschrieben und zumindest zwei Maschinenelemente, wobei die Dichtung mit ihren Klammerarmen jeweils formschlüssig in einer Einbaunut des einen Maschinenelements angeordnet ist und die Einbaunut mit ihren Klammerarmen im Wesentlichen statisch dichtend berührt und das andere Maschinenelement mit den Dichtlippen dynamisch dichtend berührt. Die Maschinenelemente können durch Lagerschalen eines Großwälzlagers gebildet sein. Derartige Großwälzlager können in Windrädern zur Anwendung gelangen, wobei die Durchmesser dafür verwendeter Dichtungen durchaus etwa 4m und mehr betragen können.
Das eine Maschinenelement kann durch ein Gehäuse mit einer Bohrung gebildet sein, das andere Maschinenelement durch eine Welle, die vom
Gehäuse mit radialem Abstand umschlossen ist, wobei in dem durch den Abstand gebildeten Spalt die Dichtung angeordnet ist, die die Welle mit ihren Dichtlippen dynamisch dichtend umschließt.
Je ein Ausführungsbeispiel der beanspruchten Dichtung und der
Dichtungsanordnung, die die Dichtung umfasst, werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert.
Diese zeigen jeweils in schematischer Darstellung: eine Dichtung, die als Dichtring ausgebildet ist und ein im
Wesentlichen H-förmiges Dichtungsprofil aufweist,
Fig. 2 die Dichtung aus Fig. 1 , verbaut in einer
Dichtungsanordnung, wobei die beiden gegeneinander abzudichtenden Maschinenelemente durch Lagerringe eines Wälzlagers gebildet sind,
Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung einer Dichtung, verbaut in einer Dichtungsanordnung, Fig. 4 bis Fig. 7 die Montage einer erfindungsgemäßen Dichtung mit ihren Klammerarmen in der Einbaunut eines
Maschinenelements. In Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Dichtung 1 gezeigt, die ein H-förmiges Dichtungsprofil 2 aufweist. Die Dichtung 1 ist als Dichtring 24 ausgebildet und umfasst, im hier dargestellten Querschnitt betrachtet, zwei Längsstege 3, 4 die mit Abstand zueinander benachbart angeordnet sind. Die beiden Längsstege 3, 4 sind durch den Quersteg 5 miteinander verbunden und symmetrisch zu einer gedachten Ebene 6
ausgebildet, die, im Querschnitt betrachtet, mittig des Querstegs 5 angeordnet ist.
Der Quersteg 5 ist als Gelenk 7 ausgebildet, um die Dichtung montieren zu können. Die Montage einer solchen Dichtung 1 wird später anhand der Figuren 4 bis 7 näher erläutert.
Entscheidend ist, dass die Dichtung 1 insgesamt einstückig und
materialeinheitlich ausgebildet ist und aus einem Material mit elastomeren Eigenschaften besteht. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Material, aus dem die Dichtung 1 besteht, Polyurethan mit einer Härte Shore A von 70 bis 95.
Jeder Längssteg 3, 4 umfasst einen Klammerarm 8, 9 und eine Dichtlippe 10,
11. Der Klammerarm 8 und die Dichtlippe 10 des Längsstegs 3 sowie der Klammerarm 9 und die Dichtlippe 11 des Längsstegs 4 sind durch den
Quersteg 5 miteinander verbunden, wobei die Dichtlippen 10, 11 eine Länge
12, 13 aufweisen, die zumindest um Faktor 2 größer ist, als die Länge 14, 15 der entsprechenden Klammerarme 8, 9 der jeweiligen Längsstege 3, 4. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die einander zugewandten Flanken 17, 18 der Dichtlippen 10, 1 und die voneinander abgewandten Flanken 21 , 22 der Dichtlippen 10, 11 mit einer Oberflächenprofilierung 23 versehen wobei die Oberflächenprofilierung Mikro-Schmierdepots bildet. Zusammen mit dem Polyurethan-Werkstoff der einen vergleichsweise niedrigen
Reibungskoeffizienten aufweist, bewirkt das in der Profilierung angeordnete Schmiermittel eine weitere Reduzierung der Reibmomente und verbessert dadurch die Notlauf- und Trockenlaufeigenschaften der Dichtung 1.
In Figur 2 ist die Dichtung 1 aus Figur 1 in eine Dichtungsanordnung eingebaut gezeigt. Dargestellt ist ein Ausschnitt aus der Dichtungsanordnung. In diesem Ausführungsbeispiel der Dichtungsanordnung sind die beiden
Maschinenelemente 27, 28 durch den Außenring und den Innenring eines Wälzlagers gebildet, wobei die Dichtung 1 mit ihren Klammerarmen 8, 9 formschlüssig in der Einbaunut 29 des als Außenring ausgebildeten
Maschinenelements 27 angeordnet ist. Die Klammerarme 8, 9 sind statisch dichtend in der Einbaunut 29 angeordnet. Die Dichtlippen 10, 1 berühren die abzudichtende Oberfläche des radial innen angrenzenden Maschinenelements 28 dynamisch dichtend.
In Figur 3 ist eine Dichtung 1 in vergrößerter Darstellung gezeigt. Die Einbaunut 29 ist mit einem Hinterschnitt zur Aufnahme der Klammerarme 8, 9 versehen, wobei die Klammerarme 8, 9 statisch dichtend in der Einbaunut 29 angeordnet sind.
Die Dichtlippen 10, 11 begrenzen in axialer Richtung ein Schmiermittelreservoir 20, das mit einem Schmiermittel 19, zum Beispiel einem Sperrfett, gefüllt ist. Die Flanken 17, 18, 21 , 22 der Dichtlippen 10, 11 haben jeweils eine
Oberflächenprofilierung 23, die dafür sorgt, dass zusammen mit einem in der Oberflächenprofilierung 23 angeordneten Schmiermittel 19 die Reibung zwischen den Dichtlippen 10, 11 und dem Maschinenelement 28 sowie der abrasive Verschleiß der Dichtlippen 10, 11 reduziert sind. Hergestellt wird die zuvor beschriebene Dichtung 1 dadurch, dass zunächst in einem ersten Verfahrensschritt ein endloses bandförmiges Dichtungsprofil 2 extrudiert wird und einem zweiten Verfahrensschritt das extrudierte
Dichtungsprofil 2 abgelängt wird. Im dritten Verfahrensschritt wird das abgelängte Dichtungsprofil 2 ringförmig verformt, und die freien Enden 25, 26 werden durch einen Schweißvorgang miteinander verbunden.
Die Montage der Dichtung 1 in die Einbaunut 29 eines Maschinenelements 27 ist in den Figuren 4 bis 7 gezeigt und wird nachfolgend näher beschrieben.
Die Dichtung 1 wird zunächst mit einem ihrer Klammerarme 8, 9 in einen ersten Hinterschnitt 31 der Einbaunut 29, wie in Figur 4 dargestellt, eingehakt. Der andere Klammerarm 9, 8 liegt dabei an dem die Einbaunut 29 begrenzenden Maschinenelement 27 an. Gezeigt ist die Dichtung 1 in Figur 4 in ihrem herstellungsbedingten Zustand.
In Figur 5 wird die dem bereits eingehakten Klammerarm 8, 9 diagonal gegenüberliegende Dichtlippe 11 , 10 vom Monteur um den als Gelenk 7 ausgebildeten Quersteg 5 von der benachbarten Dichtlippe 10, 11 wegbewegt, wobei der Klammerarm 9, 8 dadurch in Richtung des benachbarten
Klammerarms 8, 9 verschwenkt wird.
In Figur 6 ist der Klammerarm 9 in den zweiten Hinterschnitt 32 der Einbaunut 29 eingeschnappt und wird dadurch formschlüssig in der Einbaunut 29 gehalten. Wird die Dichtlippe 11 vom Monteur anschließend losgelassen bewegt sie sich elastisch wieder in die herstellungsbedingte Form zurück.
In Figur 7 ist die in die Einbaunut 29 eingebaute Dichtung 1 gezeigt.

Claims

Patentansprüche
1. Dichtung (1), umfassend ein im Wesentlichen H-förmiges Dichtungsprofil (2).
2. Dichtung (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das
Dichtungsprofil (2), im Querschnitt betrachtet, zwei mit Abstand
zueinander benachbart angeordnete Längsstege (3, 4) umfasst, die durch einen Quersteg (5) miteinander verbunden sind.
3. Dichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass das Dichtungsprofil (2) symmetrisch zu einer gedachten Ebene (6) ausgebildet ist, die, im Querschnitt betrachtet, mittig des Querstegs (5) angeordnet ist.
4. Dichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, dass der Quersteg (5) als Gelenk (7) ausgebildet ist, um das die Längsstege (3, 4) relativ zueinander wäscheklammerartig verschwenkbar sind.
5. Dichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsstege (3, 4), jeweils vom Quersteg (5) ausgehend, einerseits einen Klammerarm (8, 9) und andererseits eine Dichtlippe (10, 11) aufweisen.
6. Dichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das
Verhältnis der Länge (12, 13) der Dichtlippen (10, 1 ) zur Länge (14, 15) der entsprechenden Klammerarme (8, 9) der jeweiligen Längsstege (3, 4), jeweils ausgehend vom Quersteg (5), zumindest 2 beträgt.
7. Dichtung (1) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Klammerarme (8, 9) rastnasenförmig
ausgebildet sind.
8. Dichtung (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Länge (14, 15) der Klammerarme (8, 9) zu der gelenkig wirksamen Breite (16) des Querstegs (5) 0,75 bis 1 ,5 beträgt.
9. Dichtung (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippen (10, 11) durch ihre einander zugewandten Flanken
(17, 18) ein mit einem Schmiermittel (19) gefülltes Schmiermittelreservoir (20) begrenzen.
10. Dichtung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die
einander zugewandten Flanken (17, 18) und/oder die voneinander abgewandten Flanken (21 , 22) der Dichtlippen (10, 11) eine
Oberflächenprofilierung (23) aufweisen.
11. Dichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, dass die Dichtung (1) materialeinheitlich ausgebildet ist und aus einem Material mit elastomeren Eigenschaften und einer Härte Shore A von 70 bis 95 besteht.
12. Dichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch
gekennzeichnet, dass das Material durch ein Polyurethan gebildet ist.
13. Dichtung (1) nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch
gekennzeichnet, dass das Material reibungsreduzierende Füllstoffe enthält.
14. Dichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (1) als Dichtring (24) ausgebildet ist.
15. Verfahren zur Herstellung einer Dichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem in einem ersten Verfahrensschritt ein endloses
bandförmiges Dichtungsprofil (2) extrudiert und in einem zweiten
Verfahrensschritt abgelängt wird, dass das abgelängte Dichtungsprofil (2) in einem dritten Verfahrensschritt ringförmig verformt wird und dass die beiden freien Enden (25, 26) des zum Dichtring (24) geformten
Dichtungsprofils (2) in einem vierten Verfahrensschritt miteinander verbunden werden.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das
Dichtungsprofil (2) im dritten Verfahrensschritt zu einem Dichtring (24) mit einem Durchmesser 400 mm geformt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden freien Enden (25, 26) im vierten Verfahrensschritt verschweißt werden.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Enden (25, 26) durch Spiegelschweißen verbunden werden.
19. Dichtungsanordnung, umfassend eine Dichtung (1) nach einem der
Ansprüche 1 bis 14 und zumindest zwei Maschinenelemente (27, 28), wobei die Dichtung (1) mit ihren Klammerarmen (8, 9) jeweils
formschlüssig in einer Einbaunut (29) des einen Maschinenelements (27) angeordnet ist und die Einbaunut (29) mit ihren Klammerarmen (8, 9) im Wesentlichen statisch dichtetend berührt und das andere
Maschinenelement (28) mit den Dichtlippen (10, 1 ) dynamisch dichtend berührt. Dichtungsanordnung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Maschinenelement (27) durch ein Gehäuse mit einer Bohrung gebildet ist, das andere Maschinenelement (28) durch eine Welle, die vom Gehäuse mit radialem Abstand umschlossen ist, und dass in dem durch den Abstand gebildeten Spalt (30) die Dichtung (1) angeordnet ist, die die Welle mit ihren Dichtlippen (10, 11) dynamisch dichtend umschließt.
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