DE2021382A1 - Wellendichtung - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

Dipl.ing. H. LEINWEBER dipl-ing H. ZIMMERMANN

8 München 2, Rosental 7, 2. Aufg.

lei.-Adr. lelnpat München Telefon (OHI)MIfM

_den 30. April 1970

Unter Zeichen

Z/Ri/Va/Lo

GEORGE ANGUS & COMPANY, Newcastle upon Tyne 1 /. Großbritannien

Wellendichtung

Zusatz zu Patent ... ......(Patentanmeldung P 16 25 905.5-12)

Die Erfindung bezieht sich auf Wellendichtungen, die auch als Öldichtungen bekannt sind und die zum Abdichten gegen das Lecken von Flüssigkeit entlang von Wellen, beispielsweise Kurbelwellen oder Kraftfahrzeugantriebsübertragungsweilen bekannt sind, die aufgrund von Faktoren wie Wellendurchbiegung, Torsionsschwingung und exzentrischer Bewegung schwer abzudichten sind.

Es ist seit langem bekannt, daß das Abdichten solcher Wellen dadurch verbessert werden kann, daß man am abgedichteten Umfang eine Art Rückförderschraube oder Rückförderschnecke vorsieht, die durch eine schraubenlinige Rippe oder Rille an der Oberfläche der Welle oder der Dichtung ausgebildet ist. Durch geeignete Wahl der Richtung der Schraubenlinie in bezug auf die normale Drehrichtung der Welle bewirkt die relative

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Drehung, daß das Öl oder eine andere Flüssigkeit, die dazu neigt, durch die Dichtung zu lecken, zurückbefördert wird.

Die am besten geeignete Art zur Schaffung einer Rückförderwirkung besteht darin, die erforderliche Rippe oder Rille am Abdichtungsumfang der Dichtung auszubilden, so daß eine Veränderung der Welle nicht erforderlich ist und die Dichtung auf der zylindrischen Oberfläche- jeder Welle geeigneter Größe in » tritt. ,

Die Erfindung betrifft eine Verbesserung bzw. Abwandlung

der Erfindung gemäß Patent (Patentanmeldung

P 16 25 905.5-12), im folgenden als "Hauptpatent" bezeichnet, durch die eine Wellendichtung geschaffen wird, die in jeder Drehrichtung der Welle eine Rückförderwirkung ausübt.

Das Hauptpatent bezieht sich auf eine Wellendichtung, die einen geformten Dichtungsring aus elastischem Material umfaßt, der eine Umfangsdichtungslippe mit einem sich über den Umfang erstreckenden Dichtungsband zwischen einer inneren und einer äußeren kegelstumpfförmigen Fläche aufweist, die bei Verwendung der Dichtung jeweils der abgedichteten Flüssigkeit zu- bzw. abgekehrt sind, wobei die äußere kegelstumpfförmige Fläche mit Leitflächenteilen versehen ist, die jeweils die Oberfläche einer Rippe oder einer Rille bilden, die schräg auf das Dichtungsband auftreffen. Gemäß dem Hauptpatent treffen eine gleiche Anzahl solcher Leitflächenteile jeweils in entgegengesetzten Umfangsrichtungen in einem Winkel von nicht mehr als 20 zur Ebene des Dichtungsbandes auf dieses auf. Die besten Ergebnisse werden erzielt, wenn der Auftreffwinkel weniger als 20 , vorzugsweise nicht mehr als 10° oder, wenn möglich, nicht mehr als ' 5° beträgt.

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Gemäß der Erfindung weisen die Leitflächenteile zwei sich schneidende, entgegengesetzt gerichtete Gruppen schraubenliniger Rippen auf, die an der äußeren kegelstumpfförmigen Fläche der Dichtung ausgebildet sind, wobei die Rippen jeder Gruppe miteinander parallel verlaufen und der Schraubenwinkel, d.h. der Winkel, mit dem die Rippen auf das Dichtungsband auftreffen, bei beiden Rippengruppen gleich groß und entgegengesetzt gerichtet ist.

Die beiden Gruppen von Rippen bilden din Muster mit im wesentlichen rhomboidisehen Zwischenräumen und in Umfangsrichtung verlaufenden Hauptachsen, und das Dichtungsband schneidet eine am Umfang liegende Reihe von Zwischenräumen entlang eines Umfangs, der parallel zu ihren Hauptachsen verläuft und vorzugsweise mit diesen übereinstimmt.

Üblicherweise ist bei einem Dichtungsring das Dichtungsband eine durch die Verbindung der kegelstumpfförmigen Flächen gebildete Kante, jedoch wird die Kante durch den als "Einlaufen" bekannten anfänglichen Abrieb des in Betrieb stehenden Dich- tungsrings axial zu einem schmalen Band verbreitert, das auch als "Kontaktband" bekannt ist. Ein entsprechendes Band könnte jedoch auch bei Herstellung eines Dichtungsrings ausgebildet werden.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. Auf der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigen '

Fig. 1 einen Axialschnitt einer inneren Wellendichtung gemäß der Erfindung und

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Fig. 2 in vergrößertem Maßstab einen Teilschnitt in der Ebene H-II der Fig. 1.

Die Zeichnung zeigt einen geformten Dichtungsring aus synthetischem Gummi od.dgl. mit rinnenförmigem Querschnitt, der eine zylindrische Außenwand 1 aufweist, die durch eine Einlage 2 mit L-förmigem Querschnitt versteift ist, um ein Halteteil zu bilden, und ferner einen flexiblen Flansch 3, der von einer Radialfeder 4 umgeben ist und die Dichtungslippe bildet.

Eine kreisförmige Dichtungskante 5 wird durch die Verbindung zwischen einer äußeren und einer inneren kegelstumpfförmigen Fläche 6 bzw. 7 gebildet.

Auf der Fläche 6 sind zwei Gruppen schraubenliniger Rippen 8 bzw. 9 geformt, die sich an Kreuzungspunkten 10 schneiden und zwischen sich ein symmetrisches Muster aus im wesentlichen rhomboidisehen Zwischenräumen 11 mit im wesentlichen axial verlaufenden liebenachsen X-X und in Umfangsrichtung verlaufenden Hauptachsen bilden.

Zur besseren Erläuterung sind in Fig. 1 die Rippen 8 mit dicken Linien und die Rippen 9 mit dünnen Linien dargestellt.

Die Dichtungskante 5 stimmt mit den Hauptachsen einer in Umfangsrichtung verlaufenden Reihe von Zwischenräumen 11 überein, die dadurch halbiert und nach der Dichtungskante zu offen sind, derart, daß die übrigen Teile der sie begrenzenden Rippen Paare entgegengesetzt gerichteter Leitflächen 8a und 9a bilden, die in die Dichtungskante 5 übergehen, wodurch die Rückförderung der leckenden Flüssigkeit bei jeder Drehrichtung der Welle bewirkt wird.

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Eine Dichtung, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, kann durch Formen der äußeren kegelstumpfförmigen Fläche β komplett mit den Rippen 8 und 9 Ms zur vollen axialen Ausdehnung des Flansches 3, wie durch gestrichelte Linien bezeichnet, hergestellt werdaq, woraufhin die innere Fläche 7 durch Beschneiden ausgebildet wird, wie dies bei der Herstellung von Wellendichtungen bekannt ist. Die sich ergebende Form der Dichtungskante 5, auf die die Leitflächen 8a und 9a treffen, ist in vergrößertem Maßstab in Fig. 2 dargestellt, die einen Teilschnitt in der Ebene H-II der Fig. 1 zeigt.

Eine genaue Schneidbearbeitung ist erforderlich, um die Dichtungskante 5 genau entlang den betreffenden Hauptachsen Y-Y auszubilden, jedoch ist dies nicht wesentlich. Gute Ergebnisse können mit einer beschnittenen Dichtungskante erzielt werden, die im wesentlichen parallel zu den Hauptachsen Y-Y verläuft, da, wie oben erwähnt, die Dichtungskante durch Anfangsabnützung, d.h. Einlaufen, axial verbreitert wird, wodurch sie ein Dichtungsband bildet. Wenn in einem besonderen Fall eine sehr genaue Ausbildung erforderlich ist, können die Flächen 6 und 7 mit den sich mit der Dichtungskante 5 treffenden Rippen 8 und 9 vollständig durch Formen hergestellt werden.

Die bevorzugte Querschnittsform der Rippen 8 und 9 ist, wie Fig. 2 zeigt, im wesentlichen eine L-förmige bzw. rechtwinklige Dreiecksform, deren eine Seitenfläche zylindrisch.um die Achse des Dichtungsrings verläuft.

Auf der Zeichnung sind zur besseren Erläuterung die Maße der Rippen vergrößert, in der Praxis sind die Rippen jedoch, nur feine Gewindestege, so daß sie nur wenig von der Fläche 6, auf

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der sie ausgebildet sind, vorragen und glatt in die Dichtungskante 5 übergehen, ohne Vorsprünge zu bilden, die den vollständigen Linienkontakt der Dichtungskante 5 mit der Oberfläche einer Welle mit geeignetem Durchmesser stören wurden.

Die tatsächlichen Abmessungen der Rippen hängen von der Größe und der Art der Dichtung ab. Die folgenden Beispiele können jedoch als adequate Leitwerke dienen.

Winkel der äußeren kegelstumpfförmigen Fläche - 30° Wellendurchmesser " 76,2 mm

Steigung jedes Schraubengangs 4,75procm

Steigung jeder einzelnen Gruppe 19 pro cm

(4 Gänge in jeder Gruppe)

radiale Abmessung jedes Schraubengangs 0,127 mm axiale Abmessung jedes Schraubengangs 0,22 mm

Die Erfindung ist in bezug auf ihre Verwendung als innere Wellendichtung beschrieben worden, sie kann jedoch auch bei einer äußeren Wellendichtung verwendet werden, die bekanntlich so auf einer Welle befestigt wird, daß sie sich mit ihr dreht und gegen eine sie umgebende zylindrische Fläche eines Gehäuses abdichtet. Bei einer Außendichtung sind die Stellung der als Halteteil ausgebildeten Wand 1 und die des Flansches 3 umgekehrt in bezug zueinander und die Radialfeder 4 wirkt radial nach außen.

Das elastische Material des Dichtungsrings kann, wie oben erwähnt, synthetischer Gummi oder auch Naturgummi oder ähnliches Material sein, z.B. als Elastomere bekannte Kunststoffe.

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Claims (2)

1. P at e η t an s ρ r ü c he: \

   /Ml Wellendichtung aus einem geformten Dichtungsring aus elastischem Material, der eine Umfangsdichtungslippe mit einem sich über den Umfang erstreckenden Dichtungsband zwischen einer inneren und einer äußeren kegelstumpfförmigen Fläche, die im Betrieb der Dichtung der abgedichteten Flüssigkeit zu- bzw. abgekehrt sind, wobei die äußere kegeistumpfförmige Fläche mit Leitflächenteilen versehen ist, die jeweils die Oberfläche einer Rippe oder einer Rille bilden, die schräg auf das Dichtungsband auftreffen, wobei wenigstens zwei dieser Leitflächenteile ■ jeweils auf das Dichtungsband in entgegengesetzten Umfangerich-, tungen in einem Winkel von nicht mehr als 20 zur Ebene des Dichtungsbandes auftreffen, nach Patent .........(Patentanmeldung P 16 25 905.5-12), dadurch gekennzeichnet, daß die Leit- · flächenteile zwei sich schneidende, entgegengesetzt gerichtete Gruppen schraubenliniger Rippen (8, 9) aufweisen, die an der äußeren kegelstumpfförmigen Fläche (6) der Dichtung ausgebildet sind, wobei die Rippen jeder Gruppe miteinander parallel verlaufen und der Schraubenwinkel, d.h. der Winkel, mit dem die Rippen auf das Dichtungsband (5) treffen, bei beiden Rippengruppen gleich groß und entgegengesetzt gerichtet ist.
2. 2. Wellendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (8, 9) einen im wesentlichen L-förmigen Querschnitt aufweisen, bei dem eine Seitenfläche zylindrisch um die Achse des Diehtungsr ngs verläuft.

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