DE2107839A1 - Öldichtung - Google Patents

Description

Patentanwälte Dipl. - Ing. R Ψειοκμδκιι, 2107839

Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weιckmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 3921/22

Chicago Rawhide Manufacturing Co.

I301 Eiston Avenue, Chicago, Illinois, V.St.A. I

öldichtung

Die Erfindung betrifft Wellendiohtungen, und zwar insbesondere solche Wellendichtungen, die eine sogenannte Pumpwirkung ausüben. Die Konstruktion dieser Dichtungen und die Tendenz des Öls, die Wellen zu benetzen und während | der Drehung von der Welle mitgenommen zu werden, sorgen gemeinsam dafür, daß eine bestimmte ölmenge unter denjenigen Bereich gepumpt wird, in dem die Dichtlippe mit der Welle in Berührung steht^und dann zurück in den zu dichtenden Bereich gelangt.

Abgesehen von der Pumpwirkung soll eine Dichtung wunschgemäß eiile vollständige statische Abdichtung erzielen können. Selbst beispielsweise bei einem Fahrzeug, bei dem der normale Schmiermittelspiegel etwas unterhalb der Unterkanten sämtlicher abzudichtenden Lager od.dgl. liegt, ist häufig eine statische Dichtung erforderlich, da ein der- '

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artiges Fahrzeug gebräuchlicherweise an steilen Hügeln od.dgl. geparkt wird oder zu viel öl eingefüllt bekommen kann, wodurch sich möglicherweise statische Leckverluste ergeben.

Eine derartige statische Abdichtung ist von besonderer Bedeutung im Zusammenhang mit Lagergehäusen von Schienenfahrzeugen, bei denen die Achsen von Wälzlagern aufgenomen werden, welche in einem ölbad laufen. Es ist nämlich üblich,

nicht
Schienenfahrzeuge nur während langer Zeiten kontinuierlich zu betreiben, sondern für Tage oder sogar Wochen hintereinander stillzulegen.

Eine zufriedenstellende Wellendichtung mit guten statischen Dichteigenschaften und guter Pumpwirkung sollte auch mit beiden Drehrichtungen beaufschlagbar sein, d.h., sie sollten bei beiden Drehrichtungen der Welle in gleichermaßen wirksamer Weise pumpen. Dies ermöglicht den Lieferanten eine vereinfachte Lagerhaltung und vermindert die Möglichkeiten, daß ein Monteur fälschlicherweise eine "rechtsgängige" Dichtung auf eine sich nach links drehende Welle montiert. Die Notwendigkeit, eine Pumpwirkung in beiden Drehrichtungen zu erzielen, ergibt sich außerdem im Zusammenhang mit Kraftfahrzeugen, die häufig rückwärts gefahren werden, und mit Schienenfahrzeugen, die in zufriedenstellender Weise in beiden Fahrtrichtungen betrieben werden sollen. Unter den Begriff "mit beiden Drehrichtungen beaufschlagbar", wie er hier verwendet wird, soll die Fähigkeit einer Dichtung verstanden werden, öl in einer axialen Richtung relativ zu einer Welle zu pumpen unabhängig davon, in welcher Richtung sich die Welle dreht. Dies im Unterschied zur Wirkungsweise einer Doppelendendichtung, welche öl in beide axialen Richtungen pumpt, während die Welle in einer einzigen Drehrichtung umläuft.

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Es gibt zwar bereits Dichtungen mit guter Pumpwirkung, jedoch weisen diese Dichtungen im allgemeinen schlechte statische Eigenschaften auf. Andere Dichtungen mit guten Pumpeigenschaften sind nur wirksam, wenn sie entweder ausschließlieh oder vorzugsweise mit einer Drehrichtung der Welle beaufschlagt werden. Andere Dichtungen wiederum weisen gute statische Dichteigenschaften bei schlechter Pumpwirkung auf, während wiederum andere Dichtungen einen oder mehrere Vorteile mit sich bringen, diese . - jedoch nur aufgrund sehr starker radialer . Vers annungskräfte erzielen. Derartige Kräfte vennindern die Lebensdauer der Dichtungen in ganz erheblichem Umfang.

Dementsprechend ist die Erfindung darauf gerichtet, eine öldichtung zu schaffen, die einen Befestigungsabschnitt sowie eine Primärlippe aufweist, wobei die Primärlippe einen Wellenkontaktabschnitt trägt, der einen sich rund um eine Innenfläche der Primärlippe erstreckenden Kontaktbereich zur «a? flüssigkeitsdichten Berührung der Außenfläche einer durchgehenden Welle bildet. Dabei ist mindestens ein sinusförmiger Rippenabschnitt vorgesehen, der sich um die Innenseite der Primärlippe erstreckt und mindestens einen Abschnitt aufweist, der sich wechselweise in axialer Richtung relativ zum Kontaktbereich annähert und entfernt, und zwar über der Länge der durchlaufenen | Streck^ jpi Innenumfang der Dichtung. Im Zusammenwirken mit dem taktbereieh bidet der Rippenabschnitt Flüesigkeits-Pangbereiche von immer mehr abnehmender Querschnittsfläche, und zwar in Richtung beider Drehrichfcungen der Welle.

Auf der beiliegenden Zeichnung sind Ausführungsbeispiele von Vorrichtungen nach der Erfindung dargestellt.

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Die Zeichnung zeigt in:

Pig, I einen stark vergrößerten, teils abgebrochenen Vertikalschnitt durch eine erste Ausführungsform einer öldichtung nach der Erfindung in Anwendung auf eine in unterbrochenen Linien gezeigte, abzudichtende Welle;

Fig. 2 in weiter vergrößertem Maßstab eine Teilansicht von der Ausbildung eines Abschnitts der Primärlippe;

Pig, 3 eine teilweise schematisch projizierte Ansicht des Musters, das sich beim Kontakt zwischen der Welle und Abschnitten der Primärlippe bilden;

Fig. 4 eine projizierte Ansicht des Kontaktmusters, das auf einer abzudichtenden W'-..1-Ie von der Primärlippe und einer der Rippen bei normaler Verwendung der Dichtung gebildet wird;

Fig. 5 bis 7 weiter vergrößerte Vertikalschnitte entlang den Linien 5-5, 6-6 und 7-7 in Fig. 4;

Fig. 8 eine Teilansicht eines Abschnitts der Primärlippe von einer abgewandelten Ausführungsform nach der Erfindung;

Fig. 9 eine Teilansicht eines Abschnitts der Primärlippe nach Fig. 1, wobei einzelne Teile zur besseren Verdeutlichung in übertriebenem Maßstab dargestellt sind.

Fig. Io eine projizierte Ansicht des Kontaktmusters auf einer abzudichtenden Welle bei der Berührung eines

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Abschnitts der Primärlippe und der einen Teil der Primärlippe bildenden Hippen, und zwar im Zusammenhang mit einer abgewandelten Ausführungsform nach der Erfindung;

Fig. 11 eine projizierte Ansicht des Kontaktmusters, das bei Berührung von Abschnitten der Primärlippe mit der abzudichtenden Welle entsteht;

Fig. 12 einen vertikalen Teilschnitt durch einen Ab_T schnitt der Primärlippe und eine ihrer Rippen.

Die Erfindung wird anhand einer öldichtung beschrieben,

wie sie zum Abdichten eines Radlagers und einer Achsenanordnung gegen öl-Leckverluste Verwendung findet.

FiS. 1 zeigt eine Dichtungsanordnung 2o gegen Ölverlust, bestehend aus einer Befestigungseinrichtung in Form eines Gehäuses 22 mit einem äußeren, im wesentlichen axial ausgerichteten Flansch 24, einem abgebogenen Flansch 26 und einem Befestigungsabschnitt 28 für eine Primärlippe. Letztere weist einen wesentlichen radial nach innen gerichteten Flansch Jo auf, mit welchem die aus Gummi od.dgl. bestehende, flexible Primärlippe p2 verbunden 1st. Sie wird gebildet von einer eine Feder 36 aufneh- f

rnenden Hut jS4, einer axial inneren, teils radial einwärts gerichteten inneren Lippenfläche JQ und einer zweiten, im wesentlichen radial einwärts gerichteten äußeren Lippenfläche 4-O. Die äußere Lippenfläche 4o stößt entlang einer Verbindungslinie 42 an die innere Lippenfläche ^8, um dort die vorgesehene Wellen-Kontaktlinie bzw. den Wellen-Kontaktbereich zu bilden. Die Primärlippe ~j>2 weist außerdem eine Mehrzahl

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von sich im wesentlichen sinusförmig erstreckenden Rippen 44, 46 und 48 auf, die sämtlichst einen im wesentlichen halbkreisförmigen Querschnitt besitzen und einstückig als Teil der äußeren Lippenfläche 4o ausgeformt sind. Die gesamte Dichtungsanordnung 2o wird innerhalb einer öffnung gehalten, die von einem nach innen gerichteten Abschnitt 5o eines Maschinenteils umschlossen ist. Hier hinein erstreckt sich eine abzudichtende Welle 54, die als Beispiel in Fig. 1 mit unterbrochenen Linien angedeutet ist.

Die Rippen 44, 46 und 48 erstrecken sich sinusförmig um die äußere Lippenfläche 4o der Primärlippe J>2_} wobei die^eweilige Portpflanzungsachse oder auch Symmetrieachse in einer Ebene liegt, welche parallel und in axialem Abstand zu derjenigen Ebene verläuft, die von der Verbindungslinie 42 aufgespannt wird. Bei dein gezeigten Ausführungsbeispiel nähert sich die Rippe 44 bei ihrem Lauf um die äußere Lippenfläche der Verbindungslinie 42 an, kommt im Punkte 56 mindestens annähernd zur Berührung mit der Verbindungslinie 42, liegt in den Punkten 5& und 6o etwas entfernt von dieser und schließt mit ihr im Punkte 62 einen noch größeren Abstand ein. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß die Verbindungslinie 42, die sich an der . -r¹ indung zwischen den Lippenflächen 38 und 4o bildet, beim Aufbringen einer radialen Kraft auf die Primärlippe p2 etwas nach außen verbreitert wird, um einen Kontaktbereich 66 entsprechend der Darstellung nach Fig. 4 zu ergeben. Die Breite dieses Kantaktbereichs hängt ab von der Steifigkeit des Materials, aus dem die Priinärlippe j52 besteht, von der Größe der auf die Primärlippe aufgebrachten Axialkraft usw. Unterliegt die Dichtung während des Betriebs einem Verschleiß, so verbreitert sich der Kontaktbereich 66 fortschreitend in beachtlichem Maße.

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Die Figuren 1, 2 und 4 zeigen, daß sich bei einer Drehrichtung der Welle entsprechend den Pfeilen ein Bereich 62 von fortschreitend verminderter axialer Ausdehnung und fortschreitend abnehmendem Querschnitt bildet, und zwar nahe dem Punkt 56, an welchem eine Berührung zwischen dem Kontaktbereich 66 und der Rippe 44 vorhanden ist. Außerdem bildet sich ein Bereich 54 von entsprechend verminderter axialer Ausdehnung und entsprechend vermindertem Querschnitt zwischen dem Kontaktbereich 66 und der Rippe 44, und zwar liegt dieser Bereich 64 im wesentlichen dem Bereich 62 gegenüber. Da die Wellenformationen der Rippe 44 symmetrisch sind, weist auch dieser Bereich 64 eine fortschreitend abnehmende axiale Ausdehnung % und einen fortschreitend abnehmenden Querschnitt zwischen dem Kontaktbereich 66 und der Rippe 44 aus, sofern man davon ausgeht, daß die in diesem Fall ausschlaggebende Bezugsrichtung derjenigen nach den Pfeilen gemäß Fig. 1, 3 und 4 entgegengesetzt ist.

Bei einer typischen öldichtung der beschriebenen Art treten beispielsweise folgende Abmaße auf: Radius jeder halbkreisförmigen Rippe zwischen 0, o75 und 0,15 mm (o,oo5 und o,oo6 ")j Höhe oder Tiefe jeder Rippe zwischen 0,o25 und 0,15 mm (ο,οοΐ und 0,006"); maximale Amplitude der von der Rippe 44 gebildeten sinusförmigen-Kurve - J

zwischen l,o und 1,25 mm ( o,o4 und o,o5^M); Abstand zwischen den Rippen 44, 46 usw. zwischen o,o25 und 0,65 mm (ο,οΐο bis 0,25"). Die "Frequenz"der sinusförmigen "Wellen" hält normalerweise ein in etwa festgelegtes, empipirisch bestimmtes Verhältnis zwischen dem Wellendurchmesser, der "Wellenamplitude¹¹ und der Rippenhöhe oder -tiefe ein,

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Die Figuren 3 und 4 zeigen eine projizierte Ansicht oder Darstellung der Beziehung zwischen dem Kontaktbereich 66 und der Rippe 44. Nimmt die Dichtungsanordnung 2o ihre richtige Stellung über der abzudichtenden Welle 54 ein, so entsteht durch die Berührung zwischen der Verbindungslinie 42 und dem zugehörigen Stück der Welle gemäß Fig. 4 der Kontaktbereich 66, der zwar schmal ist, aber immerhin eine bestimmte axiale Ausdehnung aufweist. Weiterhin zeigt Fig. 4 einen Kontaktbereich 68 mit weiter vergrößerter Breite sowie ein Paar einander entgegengerichteter Kontaktbereiche Jo und 72. Die axiale Ausdehnung dieser Kontaktbereiche 7° und 72 nimmt zu, je mehr sie sich dem Kontaktbereich 66 annähern. An der Stelle, an der sie den Kontaktbereich 66 erreichen, bilden sie den weiter verbreiterten, gemeinsamen Kontaktbereich 68. Die Bereiche 62 und 64, die auch als Flüssigkeits-Fangbereiche bezeichnet werden können, liegen zwischen diesen Kontaktbereichen 66 und Jo bzw. 66 und 72, und zwar in einer Art und Weise sowie für einen Zweck, der im folgenden diskutiert wird.

Insbesondere aus Fig. 1 ergibt sich, daß ein schmaler Bereich 74 zwischen der Außenfläche der Welle 54 und der äußeren Lippenfläche 4o der Primärlippe p2 gebildet wird, und zwar gerade axial außerhalb der Verbindungslinie 42. Normalerweise sammelt sich eine kleine ölmenge in'diesem Bereich und benetzt nicht nur die innere Lippenfläche 38 und die äußere Lippenfläche 4o der Primärlippe ^2, sondern auch die aus Metall bestehende Welle 54. Dabei bildet sich eine Kuppe 76.

Da eine bestimmte Oberfläohenanziehung zwischen dem öl und der Welle sowie zwischen dem öl und dem Gummi besteht, und zwar aufgrund von Benetzungswirkstoffen,

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schweren Metallseifen usw., welche in ölen und Fetten vorhanden sind, berühren die Kontaktbereiche 66 und 68 der Primärlippe j>2 tatsächlich einen dünen Ölfilm, der fest an der Welle aus Metall haftet. Die Kontaktbereiche berühren also nicht die Welle selbst. Dementsprechend wird das ÖJ. innerhalb der abzudichtenden Anordnung von einer dünnen Ölschicht zurückgehalten, die sich zwischen dem Kontaktbereich 66 der Primärlippe j52 und der Welle befindet;

Aufgrund der festen Haftung des Öls an der Fläche der Welle und aufgrund der inneren Kohäsion des Öls wird bei J hoher Wellendrehzahl eine bestimmte ölmenge von der Welle mitgerissen. In den Bereichen entlang den radial innen liegenden Abschnitten der inneren Lippenfläche ^8 der Primärlippe J2 wirkt bei einem typischen Ausführungsbeispiel nach der Erfindung kein Druck ein, der öl entlang der Welle 54 axial nach außen pressen könnte, abgesehen von einem gegebenenfalls vorhandenen geringfügigen statischen Druck, der auftreten kann, wenn der ölspiegel oberhalb eines Abschnittes der Berührungsfläche zwischen Dichtung und Welle liegt. Unter Berücksichtigung der obigen Ausführungen kann ein Fall betrachtet wellen, in dem beim Umlaufen der Welle eine Mehrzahl von Schichten um mehrere Größenordnungen dicker ist als die Stärke des ^ Films in dem K- ntaktbereich 66 zwischen der Primärlippe J52 und der Welle 5^·

Dreht sich die Welle in der Richtung entsprechend dem Pfeil nach Fig. 1, so wird öl im Bereich 74 rund um die äußere Iiippenfläche 4o der Primärlippe 32 mitgerissen. Aus den Figuren 4 bis 7 ergibt sich, daß sich der Bereich 62 aufgrund einer Annäherung der Rippe 44 an den Kontakt-

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bereich 66 fortschreitend verkleinert, und zwar in seiner axialen Ausdehnung und im Querschnitt. Das öl, das in diesem Bereich eingefangen ist, wird unter der Wirkung der sich drehenden Welle nach vorne mitgerissen. Dieser nach vorne gerichteten Bewegung des Öls steht diejenige Kraft entgegen, die erforderlich ist, um das Öl entlang der Welle 44 unterhalb der Primärlippe 22 hindurchzupressen oder -zupumpen, und zwar durch die Kontaktbereiche 66 und 68, die von der Primärlippe 32 jeweils in den Bereichen der Verbindungslinie 42 und der Rippe 44 gebildet werden. Bei bestimmten Drehzahlen tritt dieser Effekt verstärkt auf, und als Folge davon wird öl in beiden axialen Richtungen unter die Lippe 32 in den Kontaktbereichen 66 und 68 gepumpt. Dieses öl wird in den abzudichtenden Raum zurückbefördert, wobei das unter der Lippe 44 durchgepreßte/Jl nicht verloren geht, obwohl es in axial entgegengesetzte Richtung gelangt ist. Es wird nämlich von dem nächstfolgenden Abschnitt der Rippe 44 aufgefangen, d.h., in den Kontaktbereichen Jo und 68. Mit anderen V/orten ausgedrückt, annähernd die Hälfte derjenigen ölmenge, die von der Weife mitgerissen, in den Fang-Bereich 62 hineingetrieben und letzlich aus diesem Bereich herausgepreßt wird, kehrt in den abzudichtenden Innenraum der Anordnung zurück. Die restliche Hälfte verbleibt in einem axial etwas weiter a-xier» liegenden Bereich der Welle, so daß ihr etwa halber Anteil zurückgeführt wird, wenn der nächstfolgende verjüngte Ölfang-Bereich herankommt.

Im Betrieb stellt sich normalerweise sehr schnell ein Gleichgewichtszustand ein, wobei im wesentlichen die gesamte ölmenge, die dazu neigt, den abzudichtenden Bereich zu verlassen, wirkungsvoll zurückgeführt wird. Sammelt

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sich während einer Stillstandsperiode eine bestimmte Ölmenge auf der Welle an, so wird diese, soweit sie im wesentlichen im Bereich 74 auf der Welle sitzt, aufgrund der vorstehend beschriebenen*wirkung nach innen in den abzudichtenden Raum zurückgefördert.

Es sei weiterhin darauf hingewiesen, daß sich bei merklicher Abnutzung der Primärlippe yi die Breite oder axiale Ausdehnung des Kontaktbereichs 66 fortschreitend vergrößert, bis die Kanten dieses Kontaktbereichs sich in beachtlichem Maße von ihrer ursprünglichen Lage entfernt haben. Dementsprechend erfolgt die Annäherung f oder Überschneidung der unter einem Abschnitt der Rippe 44 liegenden Kontaktbereiche 68, 7o und 72 mit dem Kontaktbereich 66 entsprechend einer etwas veränderten Geometrie. Die Abnutzung kann ein Ausmaß annehmen, bei dem die Kanten des Kontaktbereichs 66 soweit nach außen wandern, daß sich ein Wellen-Kontaktbereich unterhalb einer oder mehrerer der zusätzlich in axialem Abstand angeordneten, an der Primärlippe 32 ausgeformten Rippen 45, 48 bildet. In diesem Zusammenhang ergibt sich beispielsweise aus den Figuren 2 und 9, wobei Fig. 9 die Darstellung zum besseren Verständnis etwas übertreibt, daß die Höhe der Rippe 44 in ihrem Bereich 82, | in welchem sie den größten axialen Abstand von der Verbindungslinie 42 einhält, größer ist als in ihrem Bereich 8o, in welchem sie der Verbindungslinie 42 bzw. dem Kontaktbereieh 66 gegebenenfalls unter Berührung am nächsten kommt. Anders ausgedrückt, die Höhe oder Tiefe der Rippe 44 ändert sich über ihrer Länge, und zwar ist sie am geringsten bei der Annäherung an die Verbindungslinie 42 bzw. den Kontaktbereieh 66 und am größten, wenn sie davon am meisten entfernt ist.

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Gleiches gilt für die Rippen 46 und 48. Nutzt sich also die Primärlippe 32 in der beschriebenen Weise ab und ändert sich die Lage der Flüssigkeitsfang-Bereiche 62 und 64, so können sich neue Flüssigkeitsfang-Bereiche bilden, und zwar beispielsweise zwischen dem vergrößerten Fangbereich 66 und einem Abschnitt der Rippe 46. Zusätzlich dazu besteht eine Berührung zwischen Abschnitten der Rippen 44 und der Welle 52, und zwar in Bereichen der Rippe 44, welche bei neuer oder nur geringfügig abgenutzter Dichtung nicht mit der Welle 52 in Berührung getreten sind.

Fig. 8 zeigt eine Anordnung, bei der ein Unterschied in der Höhe zwischen Rippen 44a und 46a besteht. Hierbei ist die Rippe 44a niedriger als die Rippe 46a und letztere ist ihrerseits niedriger als die Rippe 48a. Nach der Erfindung besteht auch die Möglichkeit, die einzelnen Rippen 44a, 46a und 48a, die im Verhältnis zueinander unterschiedliche Höhen aufweisen, auch noch mit unterschiedlichen Höhen über ihrer Länge zu versehen, und zwar in der gleichen Weise, wie dieses Merkmal bei der Ausführungsform nach den Figuren 2 und 9 verwendet ist. Fig. 1 zeigt absichtlich keines dieser Merkmale in übertriebenem Maßstab, da die Vorrichtung nach der Erfindung auch dann zufriedenstellend arbeitet, wenn die Rippen untereinander von unterschiedlicher Höhe sind und wenn die Höhe der einzelnen Rippen sich über ihrer Länge -- ändert.

Bei einem typischen Ausführungsbeispiel liegt die Höhe oder Tiefe der Rippe Im Bereich von 0,o25 bis mehr als o,15 mm (ο,οοΐ to about 0,006"). Wenn die Rippen

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im Querschnitt als Teilkreise ausgebildet sind, liegt ihr Radius in der Größenordnung von 0,o75 mm bis über o,15 mm (0,003 to about 0,006"). Bei einer typischen Ausführungsform, wie sie beispielsweise in Fig. 2 gezeigt ist, weisen die Rippen 44, 46 usw. einen konstanten Radius, jedoch unterschiedliche Höhen auf.

Pig. Io zeigt ein weiteres Kontaktmuster, welches αϊ it einem Paar von Kontaktbereichen 84 und 86 versehen ist, die über einen zentralen Kontaktbereich 88 voneinander getrennt sind, und zwar weist letzterer eine etwas verlängerte Ausdehnung in Umfangsrichtung auf. *

Zwei symmetrisch angeordnete, von Lippen hervorgerufene Kontaktbereiche 90 und 92 schließen sich jeweils an die Kontaktbereiche 84 und 86 an. Das Kontaktmuster nach Fig. Io ähnelt stark dem nach Fig. 4, abgesehen davon, daß die Lippen, die die Kontaktbereiche 90 und 92 bilden, die Kontaktbereiche 84 und 86 eher zu überschneiden scheinen, als daß sie sich diesen lediglich annähern oder sie tangieren. Auf diese Weise zeigt Fig. Io ein Kontaktmuster, wie es typisch sein kann für den Fall, in dem die Dichtung nach dem sogenannten Lippenschneidverfahrenauf das hier Bezug genommen werden soll hergestellt ist. Andererseits ergibt sich beispielsweise aus Fig. 2, daß bei diesem Ausführungsbeispiel nach der Erfindung die Rippe 44 in festgelegter Orientierung axial knapp außerhalb der im Schnittpunkt der Lippenflächen ^8 und 4o liegenden Verbindungslinie 42 angeordnet ist. Eine derartige Anordnung ist typisch für den Fall, in deirt die Dichtungen nach dem sogenannten Lippengußverfahren hergestellt sind, bei welchem die Lageorientierung der Verbindungslinie 22 und damit des Kontakt^ bereichö 66 vorausbestimmt ist, da sie vollständig in einer Gußform ausgeformt und dementsprechend von vorbe-

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stimmter Gestalt ist. Andererseits stellt das sogenannte Lippenschneidverfahren eine auf dem Gebiet der Üldichtungen ebenfalls gebräuchliche Herstellungsaiöglichkeit dar. Es handelt sich dabei um ein Verfahren, bei dem die Fläche, die der inneren Lippenfläche 358 der Primärlippe 52 entspricht, durch Ausschneiden oder Trimmen der vorher ausgeformten Primärlippe 252 anschließend an den Gießvorgang ihre endgültige Gestalt und ihre endgültigen Abmaße erhält. In diesem Fall entsteht die Verbindungslinie 42 überall dort, wo- die Lippenfläohe 58 auf die Lippenfläche 4o trifft. Die Lage dieser Verbindungslinie wird oder kann nicht immer Gegenstand einer vorherigen Festlegung sein. Bei der Anwendung der Erfindung auf Dichtung⁵, die nach dem Lippenschneidverfahren hergestellt sind, wurde in ganz überraschender Weise gefunden, daß es nicht erforderlich ist, die Verbindungslinie 4j? und dementsprechend den Kontaktbereich 66 an einer genau vorbestimmten Stelle vorzusehen. Die Dichtung wird auch dann wirkungsvoll arbeiten, wenn die Verbindungslinie 42 derart angeordnet ist, daß sie die vorher gegossenen Rippen,wie etwa die Rippen 44, 4ΰ schneidet oder sich ihnen abrupter nähert. Mit anderen Worten, wenn das Schneiden der Dichtung da^u führt, daß der Kontaktbereich 66 seiner Lage nach einen Knoten der Rippe gerade tangiert, so ..'gibt sich eine hervorragende Dichtwirkung. Eine hervorrer- -de Dichtwirkung eingibt sich jedoch andererseits auch dann, wenn die sinusförmigen Rippen nach der Erfindung nicht diese Lage zu der im Schneidverfahren entstandenen Linie 42 bzw. zum Kontaktbereich 66 einnehmen. Dementsprechend kann die Erfindung Anwendung finden auf Dichtungen, die sowohl nach dem Lippenguß - als auch nach dem Lippenschneidverfahren hergestellt sind.

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Weiterhin hat sich herausgestellt, daß es bei der Herstellung der Dichtungen gemäß der Erfindung sowohl nach dem Llppenguß- als auch nach dem Lippenschneidverfahren nicht erforderlich ist, daß eine Rippe 44 die Verbindungslinie 42 oder den Kontaktbereich 66 tatsächlich berührt. Fig. 11 zeigt eine entsprechende Ausbildung einer Primärlippe 32, bei der sich eine Rippe 44 der Verbindungslinie 42, unterhalb der ein Kontaktbereich 66 liegt, annähert, um einen Bereich 62 zwischen der Verbindungslinie und der Rippe zu bilden, welcher eine geringere Querschnittsfläche aufweist als andere Bereiche, die zwischen anderen Abschnitten der Rippe 44 und des Kontaktbereichs 66 liegen. Bei dieser Konstruktion f

nähert sich die Rippe dem Kontaktbereich 66 lediglich an und entfernt sich von diesem Bereich, ohne daß es zu einer Berührung oder einer Überschneidung mit diesem Bereich käme. Diese Ausbildung bringt ebenfalls Vorteile mit sich und ist anwendbar auf Dichtungen, die sowohl nach dem Lippenschneid- als auch.nach dem Lippengußverfahr en hergestellt sind.

Wie oben bereits erwähnt, kann die empirisch bestimmte Beziehung zwischen der Amplitude der sinusförmigen Wellen, dem Wellendurchmesser und der Anzahl der vollständigen Schwingungs- oder Wellenzyklen etwas variieren f bei verschiedenen Typen und Größen von Wellen. Jedoch hat es sich -e« beim Abdichten von Wellen mittleren Durchmessers als recht praktisch herausgestellt, eine Formel zu verwenden, bei welcher die Anzahl der Schwingungszyklen etwa gleich ist dem Produkt aus Wellendurchmesser (angegeben in "), multipliziert mit einem Faktor von etwa ο,οβ und dividiert durch die Schwingungsamplitude (ebenfalls angegeben in "). Dementsprechend würde beispielsweise eine Welle von 5" Durchmesser bei einer SGhwingungsamplitude von etwa o,o45" zu einer Anzahl von v-i^ip}völl«fcändigen sinusförmigen Zyklen an der Innenseite

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3 x ·ο6 des flexiblen Elements führen ( 4 = — ). Diese Formel hat sich als verwendbar erwiesen bei Konstruktionen, bei denen die Höhe oder Tiefe der Rippen im Bereich von o,o25 bis o,125 mm (ο,οοΐ bis 0,005") liegt. Bei Abdichten etwas dickerer Wellen ergab sich hingegen eine Verwendung von Rippen als wirkungsvoll, deren Höhe beispielsweise auf den Bereich von o,o25 bis o,o75 mm (0,0οί bis 0,003") vermindert ist. In diesen Fällen ist eine erheblich geringere Anzahl von Wellen- oder Schwingungszyklen vorzuziehen, und zwar beispielsweise von zwei oder drei Zyklen im Gegensatz zu siehen oder acht Zyklen entsprechend der obigen Formel. Die obige Beschreibung ergibt, daß die exakte Anzahl der Zyklen oder Wellen kein kritisches Merkmal der Erfindung, daß jedoch die Beispiele typische Ausführungsformen nach der Erfindung beschreiben, di: sich als verwendbar und nützlich herausgestellt haben. Es wurde gefunden, daß Dichtungen mit Rippen von einer Höhe von o,o25 mm (ο,οοΐ") bei Verwendung v©h lediglich von vollständigen Zyklen im Zusammenhang mit sehr großen abzudichtenden Durchmessern wirksam arbeiteten und daß sich eine Verwendung von acht oder mehr Zyklen bei o,o75 mm (0,003") hohen Rippen im Zusammenhang mit einer Welle von 5o oder 75 mm (2 oder 3 ")Durchmesser als wirksam und nützlich herausgestellt hat. Bei den beschriebenen Ausführungsformen sind die Schwingungen oder Wellen sinusförmig. Es können sich jedoch auch andere Wellen als zweckmäßig erweisen, beispielsweise aufeinanderfolgende Halbsinusschwingungen oder aufeinander folgende Wellen anderer Gestalt, wie etwa^ykloiden od.dgl. In diesen Fällen wäre die Grundlinie entfernt vom Kontaktbereich 66 anzuordnen, wobei der auf der Ordinate als Maximum erscheinende Punkt der Welle sich der Verbindungslinie 62 bzw. dem Kontaktbereich 66 gegebenenfalls unter Herbeiführung einer Über-

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schneidung annähern müßte.

Es hat sich herausgestellt, daß die Dichtungen nach der Erfindung keine so hohen radialen Belastungen erfordern, wie man sie bisher für notwendig gehalten hat, um zweckentsprechende Pumpwirkungen zu erzielen.' Insbesondere haben die Dichtungen nach der Erfindung, selbst wenn sie mit dem Lippenschneidverfahren hergestellt sind, das Problem übermäßiger radialer Belastungen gelöst, welche bisher im Zusammenhang mit pumpenden Dichtungen erforderlich waren, sofern deren Lippen ausgeschnitten wurden. Allerdings verwendet man bei diesen nach dem Lippenschneidverfahren hergestellten Dichtungen gemäß f

der Erfindung Rippen, deren Höhe und Zykluszahl vorzugsweise etwas niedriger liegen.

Die Erfindung wurde im Zusammenhang mit Ausführungsbeispielen beschrieben, bei denen der Querschnitt der Rippen beispielsweise gemäß Pig. 2 als Teilkreis ausgebildet war. Die Erfindung ist jedoch in zweckmäßiger V/eise auch anwendbar im Zusammenhang mit Rippen, deren Querschnitt sägezahnförmig, trapezförmig oder in anderer bekannter Gestalt ausgebildet sind. Es sei darauf hingewiesen, daß die genaue Form von irgendwelchen Rippen kein kritisches Merkmal der Erfindung darstellt. I

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Claims (8)

1. Patentansprüche

   Öldichtung für umlaufende Wellen u.dgl. mit einem Befestigungsabschnitt, der in eine öffnung eines Maschinenteils einsetzbar ist, und mit einer flexiblen Primärlippe, die Abschnitte trägt, welche radial einwärts weisen sowie einen Teil der Außenfläche der durchgehenden Welle berühren können, und die mit umlaufenden Abschnitten versehen ist, welche einen ringförmigen Wellen-Kontaktbereich begrenzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärlippe (32) mindestens eine Rippe (44 bis 48; 44a bis 48a) trägt, die die Welle (54) bereichsweise entlang eines weiteren Kontaktbereichs berühren kann und sich unter einem kleinen Winkel dem Wellen-Kontaktbereich (66) an mindestens einem Punkt auf dessen Länge in axialer Richtung annähert und entfernt, wobei zwischen dem Wellen-Kontaktbereich (66) und mindestens einer der Rippen (44 und 48; 44a bis 48a) mindestens ein Flussigkeitsfang-Bereich (62, >4) gebildet wird, der an dem in eine Drehrichtung der Welle (54) weisenden Ende einen verminderten Querschnitt aufweist, und wobei zwischen dem Wellen-Kontaktbereich (66) und den Rippen (44 bis 48; 44a bis 48a) minc-fr-ens ein weiterer ähnlicher Flüssigkeitsfang-Bereich (62, 64)liegt, dessen Querschnitt an dem in die entgegengesetzte Drehrichtung weisenden Ende vermindert ist.
2. 2. öldichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktbereich direkt an der Verbindungslinie (42) zwischen zwei mindestens teilweise nach

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   innen gerichteten Lippenflächen (38, 4o) der Primärlippe (3J2) liegt.
3. 3.^v Öldichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Hippen (44 bis 48j 44a bis 48a) mindestens^inmal Über ihrer Länge rund um die Primärlippe 02) dem Wellen-Kontaktbereich (66) nahe kommt bzw. ihn berührt und sich dann von ihm entfernt«
4. 4. öldichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, I dadurch gek en η zeichnet, daß mindestens eine der Rippen (44 bis 48j 44a bis 48a) relativ zur ringförmigen Erstreckung des Dichtelements (2o) dem Vfellen-Kontaktbereioh (66) unter· Bildung einer Überschneidung nahe kommt und an einem in Umfangsrichtung im Abstand zu diesem Schnittpunkt liegenden Punkt eine erneute Über* schneidung hervorruft, um sich anschließend vom Wellen-Kontaktbereich (66) zu entfernen.
5. 5. Öldichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl

   von Rippen (44 bis 48; 44a bis 48a) vorgesehen ist, J
6. 6. öldichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5t dadurch gekennze lehnet, daß mindestens eine der Rippen (44 bis 48; 44a bis 48a) fortlaufend sinusförmig ausgebildet ist.
7. 7. öldichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Rippen (44 bis 48; 44a bis 48a) in den Abschnitten

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   to

   nahe dem Wellen-Kontaktbereich (66) einen Querschnitt aufweist, der vermindert ist gegenüber demjenigen in den Abschnitten, die fern von dem Wellen-Kontaktbereich (66) liegen.
8. 8. öldichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzei chne t, daß eine Mehrzahl von Rippen (44 bis 48; 44a bis 48a) in axialem Abstand zueinander angeordnet ist und daß der Durchmesser derjenigen Rippen, die näher an dem Wellen-Kontaktbereieh (66) liegen gegenüber dem Durchmesser der entfernter liegenden Rippen vermindert ist.

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