DE1074342B

DE1074342B - Axial wirkender Dichtungsring

Info

Publication number: DE1074342B
Application number: DENDAT1074342D
Authority: DE
Inventors: Heilbronn/Neckar Gustav Augustin
Original assignee: Kupfer-Asbest-Co. Gustav Bach, Heilbronn/Neckar
Publication date: 1960-01-28

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft einen axial wirkenden Dichtungsring für bewegte Maschinenteile, insbesondere Wellen-Axial wirkende Dichtungsringe für bewegte Maschinenteile, insbesondere Wellen, die geringe Einbaubreiten aufweisen und zur Erzeugung der axialen Anpreßkraft Federelemente mit federnden Segmenten, Lappen oder Zungen enthalten, sind bereits bekannt. Hierbei wird ein biegsamer und konvexer Ring als Feder verwendet, der die Form eines Tellers ohne Boden hat und eine bestimmte Anzahl radialer, in gleichem Abstand befindlicher Schlitze aufweist, die sich, vom Außenumfang ausgehend, nach der Mitte erstrecken. Dieser Ring wird mit einem oder mehreren membranförmigen, dichten und elastisch verformbaren Dichtungsbälgen fest verbunden, die an ihm anliegen oder ihn ummanteln. Der Dichtungsbalg ist dabei mit dem Dichtteil und mit dem Haftteil des Dichtungsringes jeweils in Umbördelungen od. dgl. befestigt.

Bei anderen bekannten Abdichtungen ist das Federelement als etwa napfförmige, einen abgebogenen Mittelteil aufweisende Ringfeder ausgebildet und in dem Dichtungsring eingebettet. Die Anpreßfeder hat dabei die Form eines flachen Ringes, woran sich mehrere, z. B. vier radiale Lappen anschließen, die beim Einbetten in den membranartigen Dichtungsbalg zu liegen kommen und flach., vorzugsweise S-förmig in die Ringebene hinein gekrümmt sind, so daß der Dichtteil um ein gewisses Maß in Richtung der Dichtseite aus der Ebene des Dichtungsringes herausgedrückt wird. Die in den Dichtungsbalg eingebetteten, axial federnden Lappen sollen dabei außerdem in Verbindung mit dem Balg das zwischen dem Dichtteil und der Anlauffläche auftretende Reibungsmoment aufnehmen.

Es hat sich gezeigt, daß derartige Dichtungsringe, bei denen der elastische Dichtungsbalg an den federnden Segmenten, Lappen oder Zungen des Federelementes anliegt oder diese ummantelt, in ihrer Federungscharakteristik sehr steif sind. Infolge der zwischen dem Dichtungsbalg und den Zungen des Federelementes entstehenden Reibung ergibt sich eine ziemlich steil verlaufende Federkennlinie des Dichtungsringes, was sich auf die Dichtwirkung ungünstig auswirkt. Die erreichbaren Federwege solcher Dichtungsringe sind klein und ■—· besonders, wenn zur Aufnahme des an der gleitenden Dichtfläche entstehenden Reibungsmomentes das Federelement aus etwas stärkerem Material hergestellt ist — die Anpreßkräfte groß, so daß mit einem großen Verschleiß und einer geringen Lebensdauer gerechnet werden muß. Außerdem können von den federnden Segmenten, Lappen oder Zungen des Federelementes, dessen Materialstärke nur ein oder wenige zehntel Millimeter beträgt, leicht Be-Axial wirkender Dichtungsring

Anmelder:

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

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

Schädigungen an dem Dichtungsbalg hervorgerufen werden, die eine Undichtheit und somit den Ausfall des ganzen Dichtungsringes zur Folge haben.

Es wurden auch bereits Dichtungen vorgeschlagen, bei welchen als Dichtttngsfeder eine Blattfeder mit federnden radialen Zungen dient, die mit ihrem äußeren oder inneren ringförmigen Stirnteil zwischen einer Membran und dem Dichtungsgehäuse eingespannt ist, wobei Feder und Dichtungsbalg oder Membran eng auifeinanderliegen und zwischen zwei Ringen eingeklemmt sind. Eine zuverlässige feste Einspannung der Feder ist aber hierbei nicht möglich, weil der Balg notwendig ziemlich weich sein muß und deshalb auch nur eine weiche Auflage für die Feder bildet. Auch ist eine ungestörte Bewegung der Feder als solcher bei diesen bekannten Dichtungen nicht möglich, weil sie daran durch den Balg gehindert ist.

Gemäß der Erfindung werden die Nachteile der verschiedenen bekannten Dichtungsringe dadurch vermieden, daß bei einem axial wirkenden, in bekannter Weise aus einem axial wirkenden Haftteil, einem Dicht- oder Gleitteil und einem diese beiden Teile verbindenden Dichtungsbalg und einer Blattfeder bestehenden Dichtungsring die aus einem starren Einspannteil und federnden, beispielsweise zungen- oder lappenförmigen Elementen bestehende Dichtungsfeder so angeordnet ist, daß sie mit ihrem Einspannteil den in radialer Richtung verlaufenden Teil des Dichtungsbalges nicht berührt, und daß die federnden Elemente in einer zu dem beweglichen Teil des Dichtungsbalges ungefähr parallelen, einen relativ großen Abstand aufweisenden Ebene verlaufen, wobei sie den Balg nicht berühren.

Dank dieser Anordnung werden bei zweckentsprechender Bemessung von Balg und Feder ein großer Federweg bzw. Hub und eine günstig verlaufende Federkennlinie erreicht. ■ · ■

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Nach, einem weiteren Merkmal der Erfindung kann charakteristik durch zusätzliche Reibungskräfte oder der als geschlossener Bauteil ausgebildete, Keine losen eine Beschädigung des Dichtungsbalges 3 durch die Bestandteile aufweisende Dichtungsring an der Über- Federzungen 5 nicht möglich ist. Der aus elastischem gangssteile zwischen Balg und Dichtteil mit einem als Werkstoff, beispielsweise Gummi, bestehende Dich-Widerlager für die Feder dienenden Hartstoffring 5 tungsbalg 3 ist an der der Ebene der Lauffläche entausgerüstet werden, der an seinem äußeren Umfang gegengesetzten Stirnfläche des Gehäuseringes 8 in mit einer parallel zur Ebene der Lauffläche liegenden, einer in sich geschlossenen Ringfläche 11 bis an den umlaufenden Nut von etwa U-förmigem Querschnitt Außendurchmesser des Dichtungsringes vorgezogen versehen ist, in welche die Zungen des Federelementes und mit dieser Stirnfläche fest, vorzugsweise durch eingreifen, wobei sich ein Schenkel dieses Ringes von io Vulkanisation verbunden,
außen gegen den Dichtungsbalg legt. Der in Fig. 2 im Einbauzustand dargestellte Dich-

Ferner wird vorgeschlagen, den aus elastischem tungsring ist mit dem aus dem Gehäusering 8 und der Werkstoff, beispielsweise Gummi bestehenden Dich- elastischen Ringfläche 11 bestehenden Haftteil 1 in der tungsbalg stirnseitig an dem zur Versteifung des Haft- Aufnahmebohrung des Maschinengehäuses 12 beteiles der Dichtung dienenden Metallring, welcher 15 festigt. Der axial bewegliche Dichtteil 2 liegt unter vorteilhaft einen winkelförmigen Querschnitt erhält, der nachgiebigen Kraft der Federzungen 5 gegen den bis an den Durchmesser der Sitzfläche vorzuziehen. Bund 13 der Welle 14 dichtend an. Die aus elastischem Die dadurch entstehende gummi-metall-kombinierte Werkstoff bestehende Ringfläche 11 gewährleistet Sitzfläche bietet größte Gewähr sowohl für einen un- auch dann, wenn durch den Einpreßvorgang am verschiebbar festen als auch für einen absolut dichten ao Außendurchmesser des Gehäuseringes 8 Längsriefen Sitz des Dichtungsringes in seiner Aufnahmebohrung. entstanden sein sollten, einen absolut dichten Sitz,

Weitere Einzelheiten des Erfindungsgegenstandes während die metallische Preßsitzverbindung zwischen sind aus den in der Zeichnung dargestellten Beispielen Gehäusering 8 und Maschinengehäuse 12 eine in zu entnehmen. Es zeigt radialer und axialer Richtung unverschiebbare Haf-

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen axial wirken- 25 tung ergibt.

den Dichtungsring mit einem ringförmigen, in sich I_n Fig. 3 i_st ein Ausführungsbeispiel des in Form

geschlossenen, mit Zungen versehenen Federelement eines flachen Ringes ausgebildeten Federelementes 4 in uneingebautem Zustand, mit radial nach innen gerichteten Federzungen 5 dar-

Fig. 2 einen Querschnitt durch den gleichen Dich- gestellt,
tungsring im Einbauzustand, 30 Der Dichtungsring in Fig. 4 besitzt gegenüber der

Fig. 3 eine Draufsicht auf das in den Dichtungsrin- J_n pig. \ _und 2 dargestellten Ausführungsform ein gen nach Fig. 1 und 2 verwendete Federelement, Federelement mit etwa winkelförmigem Querschnitt

Fig. 4 einen Querschnitt durch einen axial wirken- in Gestalt fortlaufender, endlos miteinander verbundeden ^Dichtungsring mit einem aus einem Bandstreifen _ner bzw. zusammenhängender Zungen 5, wobei sich endlicher Länge geformten Federelement in uneinge- 35 die Zungen gegen den axial beweglichen Dichtteil 2 bautem Zustand, abstützen und wobei der nicht gefiederte Teil 15 einen

Fig. 5 einen Querschnitt durch den Dichtungsring zylindrischen, starren Ring bildet, der zwischen einem nach Fig. 4 im Einbauzustand, zylindrischen Führungsring 16 und einer Druckscheibe

Fig. 6 eine Draufsicht auf das in den Dichtungsrin- 17 gehalten ist.
gen nach Fig. 4 und. 5 verwendete Federelement, 40 Aus Fig. 5 wie auch aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß

Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie X-X der Fig. 6, dieser Dichtungsring infolge der Federquerschnitts-

Fig. 8 eine Draufsicht auf ein fertig ausgestanztes f_orm über einen großen Federungsweg verfügt. Dar-Federband in unverformtem Zustand, über hinaus kann hierbei eine sehr flach verlaufende

Fig. 9 einen Querschnitt durch einen axial wirken- Federkennlinie und somit auch bei großen Toleranzen den Dichtungsring mit Hartstoffgleitring und beson- 45 für die Einbaubreite eine nahezu gleichbleibende deren Vorrichtungen zur Aufnahme des Reibungs- Dichtpressung erreicht werden,
momentes in uneingebautem Zustand, Nach· Fig. 6 und 7 bildet der nicht gefiederte Teil

Fig. 10 einen Querschnitt durch den Dichtungsring 15 des dargestellten Federelementes einen zylindrinach Fig. 9 im Einbauzustand. sehen Ring, der durch eine Steckverbindung zwischen

Gemäß der Ausführungsform nach Fig. 1 besteht 50 einem schmalen Lappen 18 und einer oder mehreren ein Dichtungsring aus einem Haftteil 1, einem Dicht- Bohrungen 19 nach Art eines Bajonettverschlusses teil 2 und einem diese Teile verbindenden Dichtungs- zusammengehalten wird.

balg 3. Das die Form eines flachen Ringes aufweisende Bei einer weiteren Ausführungsform nach Fig. 9 ist

Federelement 4 mit radial nach innen gerichteten _ein aus Hartstoff bestehender Gleitring 20 als Dicht-Federzungen 5, welche in einem bestimmten Abstand 55 teil verwendet, welcher mit dem Dichtungsbalg 3 fest, annähernd parallel zu dem Dichtungsbalg 3 angeord- d. h. vorzugsweise durch Vulkanisation verbunden ist net sind, ist zwischen zwei in dem Haftteil 1 befind- und an seiner der Dichtebene gegenüberliegenden liehen Zwischenringen 6 und 7 gehalten, die ihrerseits Stirnfläche mit einem ebenen, metallischen Ring 21 in dem zur Verstärkung des Haftteiles 1 dienenden versehen ist, an welchem die Federzungen 5 anliegen, und mit seinem Außendurchmesser die Sitzfläche der 60 Der Dichtungsbalg 3 ist bis über die äußere Mantel-Dichtung bildenden Gehäusering 8 zentriert und be- fläche des Gehäuseringes 22 gezogen und bildet einen festigt sind. Zwischen dem Dichtteil 2 und dem Dich- Weichstoffsitz, mit welchem nach Fig. 10 der Dichtungsbalg .3 ist ein Führungsring 9 fest eingefügt, tungsring in dem Maschinengehäuse 12 befestigt ist. welcher an seinem Außendurchmesser mit einer Nut Der nicht gefiederte, zylindrische Teil 15 des Feder-10 von rechteckigem Querschnitt zur Aufnahme der 65 elementes ist zwischen dem Gehäusering 22 und einem Federzungen 5 versehen ist. Außer an ihrem Wider- zylindrischen Ansatz des Deckels 23 gehalten, welcher lager in der Nut 10 des Führungsringes 9 haben die mit dem Gehäusering 22 verdrehsicher und axial un-Federzuttgen5 also keine Berührung mit dem axial verschiebbar verbunden ist. Zur Aufnahme des zwibeweglidhen Dichtteil 2 und dem Dichtungsbalg 3, so sehen derDichtfläche des Gleitringes 20 und dem Bund daß eine ungünstige Beeinflussung der Federungs- 70 13 der Welle 14 auftretenden Reibungsmomentes sind

am Innendurchmesser des Gleitringes 20 Nocken 24 vorgesehen, die mit entsprechenden Aussparungen 25 des Deckels 23 verdrehsicher, jedoch axial verschiebbar im Eingriff stehen.

Selbstverständlich sind die hier erwähnten Ausführungsformen nur beispielsweise Anwendungs arten des Erfindungsgegenstandes. Die einzelnen Bauelemente bzw. das Zusammenwirken der Einzelteile können im Rahmen der Erfindung beliebig verändert oder kombiniert werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Axial wirkender Dichtungsring, bestehend aus einem Haftteil, einem Dicht- oder Gleitteil, einem diese Teile verbindenden Dichtungsbalg und einer Blattfeder, dadurch gekennzeichnet, daß die aus einem starren Einspannteil (4) und aus federnden Elementen (5), z. B. Lappen oder Zungen, bestehende Feder so angeordnet ist, daß sie mit ihrem Einspannteil den in radialer Richtung verlaufenden Teil (3) des Dichtungsbalges nicht berührt, und daß die federnden Elemente in einer zu dem beweglichen Teil des Dichtungsbailges ungefähr parallelen, einen relativ großen Abstand aufweisenden Ebene verlaufen, wobei sie in an sich bekannter Weise den Balg nicht berühren.

2. Dichtungsring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lappen oder Zungen (5) des Federelementes (4) in eine Nut (10) eines mit dem axial beweglichen Dichtteil (2) verbundenen Ringes (9) von etwa U-förmigem Querschnitt eingreifen, gegen dessen einen Schenkel sich von außen der Dichtungsbalg (3) legt.

3. Axial wirkender Dichtungsring nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der aus elastischem Werkstoff, beispielsweise Gummi, bestehende Dichtungsbalg (3) an einer Stirnseite des Haftteiles (1) der Dichtung in einer in sich geschlossenen Ringfläche bis an den Außendurchmesser des Dichtungsringes vorgezogen ist.

4. Axial wirkender Dichtungsring nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement aus einem zusammenhängenden, nicht gefiederten, starren, ringförmigen Teil (15) und von diesem unter einem Winkel nach innen gebogenen, voneinander unabhänigen federnden Zungen (5) besteht.

5. Axial wirkender Dichtungsring nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Teil (15) des Federelementes durch Steckverbindung mittels eines in eine Durchbohrung (19) eingreifenden vorspringenden schmalen Lappens geschlossen ist.

6. Axial wirkender Dichtungsring nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsbalg (3) unmittelbar, beispielsweise durch Vulkanisation, mit dem Dichtteil (20) verbunden ist und an seiner der Dichtebene gegenüberliegenden Stirnfläche einen in einer ebenen Fläche liegenden metallischen Ring (21) aufweist, an. welchem die Zungen (5) des Feder el ementes anliegen.

7. Axial wirkender Dichtungsring nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsbalg (3) außen über die äußere Mantelfläche des Gehäuseringes (22) gezogen ist, derart, daß er einen Weichstoffsitz für die Dichtung im Gehäuse bildet.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 912 284;
TJSA.-Patentschrift Nr. 2 608 425.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

I 909 727/281 1.60