DE1045747B - Dichtung mit Federelement - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Dichtungen, bei welchen das nachgiebige Dichtungsglied durch ein federndes Element satt gegen den abzudichtenden Körper gepreßt wird. Vorzugsweise handelt es sich dabei um Wellendichtungen oder Dichtungen mit sogenannten. Hut-, Topf- und Dachmanschetten, Nutringen, Lippenringen u. dgl. Es ist bekannt, zum Anpressen des Dichtgliedes zu einem Ring geschlossene Schraubenzugfedern, sogenannte Wurmfedern, zu verwenden, die auf den zu spannenden Körper gelegt werden. Ein Nachteil hierbei ist, daß die Federn durch eine besondere, in der Manschette angebrachte Rille gehalten werden müssen, und daß es sehr schwierig ist, die Feder so zu legen, daß ihre Wirkungslinie über die Dichtkante zu liegen kommt. Auch macht die Erzielung der erforderlichen Vorspannung der Feder häufig Schwierigkeiten.

Es sind auch sogenannte Zungenfedern bekanntgeworden, die durch Ausstanzen einer mit einem Loch versehenen ringförmigen Scheibe aus einem Federstahlband gefertigt werden, dadurch, daß der Lochteil zungenartig gefiedert und die Zungen dann hochgestellt werden. Diese Federn haben den Nachteil, daß sehr viel teueres Material abfällt und daß die Zungen beim Hochstellen auseinandergehen, so daß ihr gegenseitiger Abstand zu groß wird. Ein weiterer Nachteil ist, daß für jede Dichtungsgröße ein anderer Werkzeugsatz zur Federherstellung notwendig ist.

Schließlich sind auch schon Federelemente für Dichtmanschetten bekanntgeworden, die aus einem in gleichmäßigem Abstand von beiden Seiten bis über die Mitte seiner Breite eingeschnittenen federnden Band bestehen, das um seine Längsmitte derart gebogen ist, daß beiderseits unmittelbar aneinanderschließende federnde Zungen gebildet werden, die nur jeweils über die vorderen Zungenteile mit den benachbarten Zungen zusammenhängen. Diese Federelemente können nur zur Anpressung von Doppellippendichtungen von U-förmigetn Querschnitt verwendet werden, weil sie kein starres Verbindungsglied aufweisen und nur dadurch festgehalten werden, daß sich die Zungenenden hinter verstärkten Randvorsprüngen der beiden Dichtlippen abstützen. Ihre Anwendung ist daher auf wenige, ganz bestimmte Bauarten von Dichtungen beschränkt.

Bekannt sind ferner Stopfbüchsendichtungen, bei welchen zwischen den beiden Schenkeln der Dichtungsmanschetten ein durch schlangenartige Windungen aus Federdraht gebildetes ringförmiges Federelement liegt.

Gegenstand der Erfindung ist eine Dichtung mit Federelement zum Anpressen des nachgiebigen Dichtungsgliedes in radialer oder axialer Richtung mit radialen, in Abstand voneinander, aber über einem Dichtung mit Federelement

Anmelder:

Kupfer-Asbest-Co. Gustav Bach,
Heilbronn/Neckar

Gustav Augustin, Heilbronn/Neckar,
ist als Erfinder genannt worden

Kammsteg zusammenhängenden federnden Zungen, die sich gegen die Dichtlippe des in einem Dichtungsgehäuse eingespannten elastischen Dichtungsgliedes legen, bei welcher das in an sich bekannter Weise aus einem endlosen Band eines federnden Werkstoffes hergestellte Federelement einseitig eingeschnitten, im Bereich der dadurch entstehenden federnden Zungen U-förmig umgebogen und zu einem flanschlosen, zylindrischen, starren Ring zusammengefügt ist. Der gegenseitige Abstand der benachbarten Zungen des Federelementes entspricht in der jeweiligen Maßeinheit gemessen dem Kreisfaktor π oder einem ganzzahligen Bruchteil oder ganzzahligen Vielfachen dieses Wertes. Dadurch wird erreicht, daß beim Schließen des Bandes zu einem Ring für jeden mm Vergrößerung oder Verkleinerung des Ringes die Teilung aufgeht, d. h., aus einem mit dieser Teilung gestanzten Band läßt sich für jeden mm Durchmesser ein Ring formen. Wird die Teilung so gewählt, daß die Zungenbreite der Spaltbreite entspricht, dann können aus einem Band zwei Federn gestanzt werden, wodurch jeder Abfall vermieden wird. Das gestanzte Band wird dann abgebogen, beispielsweise bei Dichtungen, deren Einspannteil zylindrisch ist und deren Dichtteil in radialer Richtung gegen eine Welle anläuft, um etwa 180°, und zwar derart, daß der Krümmungshalbmesser ausschließlich im Zungenteil liegt. Das so gebogene Band wird nun zu einem Ring geschlossen, so daß der nicht gefiederte Teil des Bandes, also der Teil, der die einzelnen Zungen miteinander verbindet, zylindrische Form besitzt. Die beiden Enden des ringförmigen Federelementes können unlöslich, z. B. durch Schweißen, Löten od. dgl., miteinander verbunden sein. Es ist aber auch möglich, die beiden Ringenden löslich, z. B. durch Ineinanderstecken nach Art eines Bajonettverschlusses od. dgl., miteinander zu verbinden.

Wird das Federelement bei Wellendichtungen verwendet, entsprechend den Radialdichtringen, wie

«09 6S7/321-

Claims (11)

1. 3 4

   solche die Formblätter DIN 6503 und 6504 zeigen, lippenspitze 3 satt und dicht auf einer nicht darge-

   dann kann der geschlossene Ringteil mit Weichstoff- stellten Welle auf. Zur Sicherung des Anpreßdruckes

   sitz als Versteifungsglied dienen. In solchen Fällen dient das Federelement 4, das U-förmig gebogen ist

   kann der federnde Ring zum Zwecke der Verstärkung und sich teils .gegen die Dichtlippe und teils gegen das

   seiner Standfestigkeit in an sich bekannter Weise,. 5 Metallgehäuse abstützt.

   z. B. durch Sicken und Umbördelung usw. versteift Fig. 3 erläutert die Herstellung des Federelementes, werden. Eine Versteifung des federnden. Ringes ist Ein Band aus federndem Werkstoff von der Breite B beispielsweise auch durch Einlegen eines weiteren wird so gespalten bzw. gestanzt, daß zwei Streifen 5 Ringes möglich. Vorteilhaft wird das Federelement und 6 entstehen, die längsseitig Zungen 7 und 8 aufaus verschieden starkem Werkstoff hergestellt, bei- io weisen. Bei dieser Art der Herstellung gibt es keinen spielsweise derart, daß der Ringteil gegenüber dem Abfall, da sowohl der Teil 5 als auch der Teil 6 genau federnden Teil eine größere Stärke aufweist. Zweck- gleich sind und aus beiden Teilen Federelemente hermäßigerweise wird bei Dichtungen aus Kautschuk gestellt werden können. Dabei ist allerdings Vorausoder einem ähnliche Gestaltungsmöglichkeit auf- Setzung, daß die Spaltbreite zwischen zwei Zungen weisenden Werkstoff das Federelement mit dem 15 gleich der Breite der Zungen ist. Das so gestanzte Dichtungskörper, beispielsweise durch Vulkanisieren, Band wird nunmehr, wie Fig. 2 und 5 zeigen, in etwa Kleben od. ä., fest verbunden. U-Form gebogen, wobei der die einzelnen Zungen ver-

   Um einer Dichtung eine gute Funktion zu geben, bindende Teil des Bandes zu einem zylindrischen ist es notwendig, das Federelement nach besonderen Ring 9 geschlossen wird. Bei dieser Art der VerGesichtspunkten zu formen. Vorteilhaft wird das 20 formung ergibt sich, daß, wie Fig. 4 zeigt, die Ab-Federelement derart geformt und eingebaut, daß im stände der einzelnen Zungen 10 am inneren Kreis Betriebszustand der Lippenhals der Dichtung prak- kleiner sind als ursprünglich am äußeren Kreis 11.
   tisch zylindrische Form hat. Die Schließung des Bandes kann, wie die Fig. 6

   Dichtungen gemäß der Erfindung zeichnen sich bis 8 zeigen, auf verschiedene Art erfolgen. Zum

   durch ganz besondere Vorteile aus. So sind Dich- 25 Beispiel zeigen die Fig. 6 und 7 eine unlösbare Ver-

   tungen mit diesem Federelement geschlossene Bauteile bindung. Bei Fig. 6 sind, die beiden Enden miteinander

   ohne lose Bestandteile. Es kann also in keinem Falle, verschweißt. Bei Fig. 7 sind sie punktgeschweißt oder

   wie das sonst wohl möglich ist, eine Feder von der genietet.

   Dichtmanschette herunterfallen. Die Herstellung der Fig. 8 zeigt eine lösbare Verbindung. Hier ist ein Dichtungen ist äußerst einfach, da keine Hinter- 30 schmaler Lappen 12 des einen Ringendes durch zwei schneidungen, wie z. B. beim Anvulkanisieren von Bohrungen 13 des anderen Ringendes geschoben.
   Federrillen, erforderlich sind. Das Federelement ver- Fig. 9 zeigt eine Wellendichtung, bei der der Ringleiht der Dichtungsmanschette an jeder Stelle der teil des Federelementes zugleich als Haftteil dient. Dichtung gleichen Anpreßdruck, und zwar unab- Das Federelement ist hierbei aus einem Werkstoff hängig vom Durchmesser der Dichtung, da je nach 35 verschiedener Stärke hergestellt, z. B. ist der Ringteil der Teilung der Feder auf einen bestimmten Teil des 14 stärker als die Zungen 15.

   Umfangs eine Zunge zu liegen kommt. Infolgedessen Fig. 10 zeigt die gleiche Art der Dichtung wie können auch aus ein und demselben Band Feder- Fig. 9, nur ist hier auch der Außenumfang des Ringes elemente für sämtliche D ichtungs durchmesser her- mit einem elastischen Werkstoff, in diesem Falle mit gestellt werden. Es muß in diesem Falle nur die 40 dem gleichen, aus dem auch die Dichtmanschette begestreckte Länge verschieden sein. Dadurch wird die steht, überzogen. Es handelt sich hierbei also um eine Lagerhaltung wesentlich vereinfacht. Dichtung mit Weichstoffsitz.

   Außer den fertigungstechnischen Vereinfachungen Fig. 11 ist eine gleiche Dichtung zugrunde gelegt besitzen Dichtungen nach der Erfindung besondere wie bei Fig. 10. Hierbei ist der Ringteil durch EinVorzüge. So werden die Dichtlippen in axialer Rieh- 45 lage eines weiteren Metallringes 17 versteift,
   tung außerordentlich versteift. Dies ist besonders Fig. 12 zeigt eine Wellendichtung, die mit der erforderlich, wo gegen Drücke abzudichten ist, da es Welle umläuft und gegen einen ruhenden Teil abhier bei Dichtungen mit den bekannten Federelementen dichtet, eine sogenannte außenabdichtende Dichtung, vorkommen kann, daß die ganze Dichtungsmanschette Hier ist der Ringteil durch eine Sicke 18 versteift,
   umgestülpt wird. Außerdem wird die Dichtmanschette 50 Fig. 13 zeigt eine ähnliche Wellendichtung wie in radialer Richtung beweglicher, so daß sie vibrie- Fig. 2. Zum Unterschied von jener handelt es sich renden Wellen, d. h. Wellen, die einen Schlag auf- hierbei um eine Dichtung mit Weichstoffsitz, da der weisen, sehr gut folgen kann. Auch wird die Wärme- Gehäusemantel mit einer Weichstoffauflage 19 verableitung von der Dichtlippe zum Gehäuse ganz sehen ist.

   wesentlich verbessert, da diese über das gut leitende 55 Die Fig. 14 bis 16 zeigen Dichtungen mit axialer

   Federelement und nicht mehr über die isolierte Dicht- Anpressung. Hierbei sind die Federelemente so ge-

   manschette erfolgt. staltet, daß die Zungenglieder 23 um ungefähr 90°

   Aus der großen Zahl der möglichen Ausführungs- zum Ring 24 abgebogen sind. Diese Dichtungen

   formen von Dichtungen nach der Erfindung sind nach- drücken gegen einen Bund oder ähnliches einer Welle,

   stehend einzelne Beispiele an Hand der Zeichnung 60 Die verschiedenen Ausführungen zeigen die gleichen

   kurz beschrieben: Kombinationen wie im vorhergehenden beschrieben.

   Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf einen Teil einer

   Wellendichtung, Patentansprüche·

   Fig. 2 einen Querschnitt durch die Dichtung nach

   Fig. 1. 65 1. Dichtung mit Federelement zum Anpressen

   In einem Metallgehäuse 1, das üblicherweise zur des nachgiebigen Dichtungsgliedes in radialer oder

   Aufnahme der Dichtung in die Gehäusebohrung des axialer Richtung mit radialen, in Abstand von-

   Maschinenteils dient, befindet sich eine Dicht- einander, aber über einem Kammsteg zusammen-

   manschette 2 aus elastischem Werkstoff, vornehmlich hängenden federnden Zungen, die sich gegen die

   synthetischem Kautschuk. Diese liegt mit ihrer Dicht- 70 Dichtlippe des in einem Dichtungsgehäuse ein-

   gespannten elastischen Dichtungsgliedes legen, dadurch gekennzeichnet, daß das in an sich bekannter Weise aus einem endlosen Band eines federnden Werkstoffes hergestellte Federelement einseitig eingeschnitten, im Bereich der dadurch entstehenden federnden Zungen U-förmig umgebogen und zu einem flanschlosen, zylindrischen, starren Ring zusammengefügt ist.
2. 2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gegenseitige Abstand der benachharten Zungen des Federelementes in der jeweiligen Maßeinheit gemessen dem Kreisfaktor η oder einem ganzzahligen Bruchteil oder ganzzahligen Vielfachen dieses Wertes entspricht.
3. 3. Dichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Enden des ringförmigen Federelementes unlöslich, z. B. durch Schweißen, Löten od. dgl., miteinander verbunden sind (Fig. 6 und 7).
4. 4. Dichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ringenden löslich,

   z. B. durch Ineinanderstecken nach Art eines Bajonettverschlusses od. dgl., miteinander verbunden sind (Fig. 8).
5. 5. Dichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zusammenhängende Teil (14) des Federelementes bei Dichtungen mit Metallsitz als Haftteil dient (Fig. 9).
6. 6. Dichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der geschlossene Ringteil des Federelementes bei Dichtungen mit Weichstoffsitz als Versteifungsglied dient (Fig. 10).
7. 7. Dichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der federnde Ring zum Zwecke der Verstärlcung seiner Standfestigkeit in an sich bekannter Weise, z. B. durch Sicken (18) und Umbördelung usw., versteift ist (Fig. 12).
8. 8. Dichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der federnde Ring durch Einlegen eines weiteren Ringes (17) versteift ist (Fig. 11).
9. 9. Dichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement aus verschieden starkem Werkstoff hergestellt ist, z. B. derart, daß der Ringteil gegenüber dem federnden Teil eine größere Stärke aufweist (Fig. 9 und 10).
10. 10. Dichtung nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement mit dem Dichtungskörper fest verbunden ist, z. B. durch Vulkanisation, Klebung oder ähnliches.
11. 11. Dichtung nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement derart geformt und eingebaut ist, daß im Betriebszustand der Lippenhals der Dichtung praktisch zylindrische Form hat.

    In Betracht gezogene Druckschriften:
    Deutsche Patentschrift Nr. 135 218;
    USA.-Patentschriften Nr. 1958 120, 2 088 703, 434 484;

    britische Patentschriften Nr. 589 768, 612 830;
    französische Patentschriften Nr. 791 992, 801 719; schweizerische Patentschrift Nr. 244 133.

    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

    © 809697/321' 11.58