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Dichtung für umlaufende Teile, wie Wellen, Achsen u. dgl. Die Erfindung
betrifft eine Dichtung füT umlaufende Teile, wie Wellen, Achsen u. dgl.
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Es sind.Wellendichtungen bekannt, bei denen die glatte zylindrische
Welle oder Ach,sie von einer glatten Manschette dichtend umfaßt wird, und Schleifringdichtungen,
bei denen ein inetaffischer Dichtflächen- -und ein metallischex Dichtkantenträger
unter leichtem Anpreßdruck aneinander gleiten. Bei den zuerst genannten Wellendichtungen
kommt es auf eine s,chaxfkantig geschliffene, gegen den Druck gerichtete Dichtlippe
an, die oft schon beimAufschieben über scharfkantigeWellenabsätze beschädigt wird.
Durch die enger als die zu umfassende Welle gehaltene Manschettenbohrung ist der
Einbau oft schwierig und muß mit äußexs,teT Sorgfalt vorgenommen werden. Bei den
Schleifringdi,chtungen treten meist Undichtigkeiten infolge mangelhafter Federung
oder fortschreitender Abnutzung auf.
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Es gibt auch schon. Wellenabdichtungen, bei denen dieDichtungselementee
fläcIlig gegeneinanderliegen. Bei solchen Dichtungen läßt sich das Unterwandern
-der Dichtflächen durch das Schmieirmittel oder Fremdstoffe nicht verhindern, so#
daß derartige Dichtungen nur eine mangelhafte Dichtwirkung haben.
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Die Erfindung beseitigt die Mängel und Nachteileder geschilderten
Dichtungsanürdnungen.
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Sie bezieht sich auf selche Anordnungen, bei ,ve,Ichen ein federndeT
Dichtflächenträger und ein Dithtkantenträger ander Dichtstelle unter leichtem Anpressungsdruck
aneinander gleiten, und besteht darin, daß der Dichtflächenträger anis elastischem,
nichtmetallischem Werkstoff besteht, dessen Dichtfläche
mit mindestens
einer.. unnachgiebigen gratlosen scharfen Kante des Dichtkantanträgers in Linienberührung
zusammenwirkt.
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Bei besondexen Aus,führungs,formen der Erfindung kann eine Vielzahl
linienförmiger- Dichtkant-en_vo,rgesehen sein. Gemäß weiterer Aushildung 4ezErfindu-ng
ist derDicht:flächenträgeT durch einen metallischen Ring versteift. Bei einer anderen
Ausführungsform ist dieDichtfläche des elastischen D i chtfl ächenträgers
du rch ei ne kegel ige B ohrung gebildet. Sie kann auch durch eine zylindrische
Bohrun,g oder eine kegelige Stirnfläche gebildet werden. Ist der Dichtflächenträger
mit einem Federkörper versehen, so, kann der metaLische Versteifungsiring und der
auf den Dichtflächenträger wirkende Federkörper einstückig sein und- -der dem Anpressen
dienende federnde Teil zahnariige, in radialer odeT axi,aler Richtung wirkende fiedernde
Lappen bilden. Es ist auch möglich, den Versteifungs- und Federkörper mit dern elastischen
Dichtflächenträger zu einer einbaufertigen Einheit zu verbinden.
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Nach einem weiteren Merkmajl der Erfindung -kann die linienförmige-Dichtkante
durch -den scharfkantigen Bund eines Gegenstückes, wie z. B. einer Welle
' eines Gehäuses oder eines losen Gegenringes, gebildet werden.
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Hat der Dichtkantenträger eine Vielzahl linienföriniger Dichtkanten,
so können die-, Dichtka#ten durch stufenartige Absätze in einer kegeligen Umhüllenden
oder durch schneidenbildentde Rillen an einem Zylinder gebildet werden.
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Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungs-. form der Etfindung kann
der Dichtkantenträger in .einem vorwiegend aus Blech bestehenden-, den
je-
weiligen EinbauverhäLtnissen angepaßten Schtitz# ring untergebracht sein,
der mit einem Staubschutzrand versehen sein kann. Zweckmäßig be#-stehen der Dichtflächen-
und der Dirilitkantenträger aus geeigneten abriebfesten und den jeweiligen Bedarfsver,hältnissen
entsprechend chemisch beständ-igen, Werkstoffen.
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Die Erfindung ist in deir Zeichnung an einigen Ausführungsbeispielen
veTaxischaulicht.
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B.Ild i zeigt das Prinzip der Dichtung gemäß Erfindung in einem Teillquers-chnitt;
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Bild -, ist ein Teilquerschnitt durch e#ine der möglichen Ausführungsfbirmen
der Dichtung gemäß Erfindung; Bild 3 zeigt einen Teilquerschnitt durch eine
Dichtung gemäß Erfindung innerhalb eines Blechgehäuses; Bild 4 bis 8 zeigen
Teilquerschnitte durch weitere A:usführungsmögLichlreiten des- Erfindung,#sgegen,-standes.
I .
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Bild i zeigt das PTinzip der Kantendichiung nach der Erfindung. Eine
Tingförinige feste Kante 1.3, z. B. die eines Wellenbundes, wird darin von einer
unter leichtem Anpreßdrud< liegenden Manschette i. i elastisch unischlossen,
so daß sich cHe Rille i. 11
hildet. Diese wird durch die Drehbewegung zunehmend
eingeschliffen, wodurch noch eine VerbesseTung der Abdichtung eintritt. Auch in
dem Falle-, wo. die feste Kante selbst durch Verschleiß stumpf werden sollte" ist
naich, wie vor die elastische Umschließung'der allmählich,abstumpfenden Kante vorhanden,
solange der Anpreßdruck wirkt. Sehr günstig sind auch die Schmi-erungsverhäftrirsse.
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Das. Schmiermittel kann. unter dem überstehenden Teil der Dichtfläche
sehr -gut zu iden aneinander gleitenden Stellen gelangen. Eine gute Schm#ierung
ist auf die Lebensdauer der Dichtung sehr von Einfluß, Es stehen aber auch geeignete
Kunststoffe zur Verfügung, die auch ohne Schinierung praktisch nahezu ohne Abnutzung
arbeiten, z. B. Polyamide. Man kann de6halb# Dichtflächen- und Dichtkantenträger
sehr gut aus solchen Kunststoffen herstellen.
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Das wesentliche Unterscheidungsinerkmal der später beschriebenen manschettenartigen
Kantendichtungen (Bild:2 bis 5) gegenüber den bekannten besteht darin, daß
die bisher beim Einbau empfin-dliche, dem Druck zugeAvandte, gratfrei und scharfkantig
geschliffeneDichtkante durch eine gerundete, für den Einbau unempfindliche, nicht
bearbeitete Kante ersetzt ist. Weiterhin kann die zur Anlage gegen die Dichtkanten
kommende Dichtfläche der Manschettenbohrung wesentlich breiter und unbearbeitet
bzw. unbehandelt sein, su. wie sie aus der Proßform- anfällt.
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Die Dichtung kann-, wie bereits einleitend erwähnt, einbaumäßig gesehen,
ein- oder zweiteilig sein. Bei der zwefteiligen Ausführung kommt zu dem eigentlichen
Dichtring als Dichtflächenträger ein Gegenring hinzu, der ausZweckmäßigke-#itsigrünr
.den Träger der Dichtkanten ist. Dieser Dichtkantenträger kann zweckentsprechend
gestaltet und mit Staubschutzrändern versehen sein. Der Gegen-ring .schützt -die
Welle bzw. das Gehäuse-, vor Abnutzung durbh den Diöhtflächenträger.
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Der in Bild 2 der Zeichnung g abgebildete Dichtiring hat keinen Gegenring.
Die Abdichtung erfolgt hier an der Kante, eines Wollena:bsatzes -2.3. Der Dichtring
besteht aus einem - manscheittenartigen gummielastischen Dichtkörper :2.1
mit 'dem frei federnd angeordneten Dichtflächenträger 2. 11. Der metallische Versteifungsring.2.:2
ist durch, AnoTdnung federnder Lappen:2.2,i, entsprechend 7.21
nach Bild7,
zugleich. als zusätzlicher Federungskörpeir fürden.Dichtflächenträgerausgebildet
Beide Teile können durch Vulkanisieren fest miteinander verbunden werden, so! daß
sie gemeinsam gleichmäßig federn, Der Dichtring wird an seinem äußeren Umfang in,
bekannter Weise in - die abzurichtende Geh5,useboh-rung mit Übermaß eingepreßt.
Der Dichtflächenträger 2,. 11 ist kegelig ausgeführt und zu dem Durchmesser der
ringförmigen Dichtkante 2.3 so beanessen, d. h. die Kegelbährung ist
soi verengt, daß letztere im eingebauten Zustand elastisch umfaßt und genügend angepreßt
ist. Der Einbau des Dichtringes ist einfach und- ohne Gefahr der Beschädigung der
Dichtfläche durchfühTbar.
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B-ild 3 veranschaulicht eine zweiteilige, also mit einem Gegenring
versehene Wellendichtung. In einem zum Einbau dienenden Blechgehäusering
3.2
ist eine im Querschnitt etwa V-förmige elastische, Manschette
3. 1 mit einem ebenfalls kegelig an der Dichtseite frei federnd angeordneten
Dichtflächenträger
3. 11 anvulkanisiert. Ein übeT der Manschette
in beikannter Weise angeordneter Schrauhenfederring3.5 sorgt für den zusätzlichen
Anpreßdruck. Der Gegenring besteht aus dem gepreßten Blechring 3.4, der mit einem
Staubsthutzrand 3.41 Und einem Bördelrand342 versehen ist. Letzterer eigneit sich
zum Einbau zwischen Werkstückbunden, z. B. zwischen Wellenbund und Wälzlagerring.
In dem Blechring 3.4 befindet sich der einvulkanisierte, eingepreßte oder eingespritzte.Dichtkantenträge-f
3.3
mit zwei ringförmigen Dichtkanten, der aus einem abTiebfesten harten Werkstoff
besteht, z. B. Polyamid.
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Im Gegensatz zu Bild 3 zeigt Bild 4 einen, einteiligen Gegenring
4.4, Ader zugleich Träger der Dichtkanten 4.3 ist und ohne Nazharbeit fertig gepreßt
oder gespritzt aus einem für die jeweiligen Betriebsbedingungen geeigneten harten
Werkstoff besteht. Die Dichtkanten4.3 sind etwa, im Zuge eines Kegels abgestuft
angeordnet. Die hieraus sich ergebenden Rillen dienen als Fettkainmern. Sie werden
beim Einbau mit Schmierfett -gefüllt. Es brauchen nicht unbedingt al#le Dichtkanten
4.3 gegen die Dichtfläche des DichtflächenträgeTs 4. 11 zur Anlage zu kommen. Dieses
würde durch die axialen Einbautoleranzen zwischen Dichtring und Gegenring auch nicht
immer garantiert sein. Die Abdichtung ist bereits ausreichend, wenn nur eine Dichtkante
oder höchstens zwei Dichtkanten bei genügendem Anpreßdruck anliegen. Der kegelig
dargestellte Dichtflächenträgeir 4.11 kann auch etwas abweichend so, geformt sein
(etwa mit einer an-deren 1"'-egelneigung), so, daß nur eine Dichtkante oder zwei
Dichtkanten des GegenTiniges unter ausreichendem AnpTeßd!ruck liegen, während die
restliehen erst später, nach zunehmender Abnutzung der ersteren, eine dichtende
Aufgabe übernehmen, Eine nachstellbare Ausführung des Gegenringes ist ebenfalls
möglich. Der Dichtring selbst entspricht in seiner ührigen Bauart, bis auf den bereits-
Vorher erwähnten Unterschied in der Manschettenbohrung, den zur Zeit üblichen Wellendichtringen.
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In Bild 5 soll der Dichtring mit seiner aus einem
gummielastischen Werkstoff bestehenden Manschette 5.1 mit verengter Bohrung Übeir
einem zylindrischen Wellenteil oder Gegenring 5.4 abdichten, der mit durch spitze
Rillen entstehende gratfreie Kanten 5.3 versehen ist. Die Rillen bilden ebenfalls
gleichzeitig Fettkammern. für die Schmierung. Die, Kanten des Dichtflächenträgers
5.11 sind gerundet, damit ein leichteres Überschieben über Wellenabsätze möglich
ist. Die Manschette, muß immer gegen den Druck gerichtet eingebaut werden
(d. h. in den abzudichtenden Raum gerichtet), damit dieser sie noch zusätzlich
an die Dichtkanten an, pressen kann. Dies gilt selbstverständlich für alle hier
besch,ri#benen Dichtungen. Die Manschette 5.1 ist in bekannter Weise in einem zweiteiligen
Blechgehäusering 5.2/5.22 gefaßt. Ein Federring 5.2,1, ähnlich 2.2/2.21 nach
Bild 2, bewirkt einen zusätzlichen und gleichmäßigen Anpreßdruck des Dichtflächenträgers
5.11 an, den Dichtkantenträger 5.4. Die zylindrisch dargestellte Bohrung des letzteren
-kann ebenfalls aus dem bei 4 geschilderten Gru#nde abweicheind davon geformt sein.
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Die nachfolgend beschriebenen Dichtungen. nach Bild 6 bis
8 wirken in axialer Richtung. In Bild 6
ist eifi Dichtring abgebildet,
der auf eine- Welle mit übermaß aufgeschoben ist und gegen die Kante 6.3
des
Gehäusedeckels 6.4 d-ichtet. Der Dichtring selbst besteht aus einem gammielastischen
Dichtkörper 6. 1 mit einetr kegelförmig angeordneten D.i#atringMcjhe
6. 11. Am äußeren Umfang ist ein metallisicher Versteifungsring 6.:2 anvulkani,siert
mit federnden Lappen 6.21 versehen wie 7.:2/7.:21 in Bild 7. Diese drücken
den Dichtflächenträger gegen die Dichtkante 6.3 des Deckels 6.4. Der Dichtring
ist einfach und billig. Er ist vorwiegend für geringe Gleitgeschwindigkeiten geeignet.
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Die Dichtringe- nach, Bild 7 und 8 sind insbesondere
zum unmittelbaren, Einbau an Wälzlagern ge--eignet, können aber auch an jeder janderen
Stelle verwendet werden. Sie sind zweiteilig, können aber auch unmittelbar ander
Bundkante des angrenzenden Werkstückesdichten wie nach Bild 6. Der einfachste
Dichtring dieser Art nach Bild 7 besteht aus dem kombinierten Stütz- und
Federring 7.2, der federnde Lappen 7.21 hat. Auf diesen und einem Teil des
vollen Randes ist der elastische Dichtflächenträgeir 7. 1, z. B. aus künstlichem
Kautschuk oder Polyamiden bestehend, aufvulkanisiert oder aufgespritzt. Die Lüc1ken
zwischen den Lappen 7.:21 sind dabei mit ausgefüllt, so daß Metallring und Dichtflächenträger
eins und unter sich dicht sind. Die kegelTingförmige Dichtfläche 7.11 liegt
durch eigene Federkraft des Dichtringes gegen die Dichtkante 7.3 des metallischen
Gegenringels 7.4 an. Die metallische Dichtkante kann nötigenfalls auch mit einem
ähriehfesten, Kunsts,toff belegt und dadurch verschleißfester gemacht werden. Dichtring
und Gegenring können an ihren Rändern unter anderem zwischen Gehäusleb-und und WälzlaigeT-Außenring
bzw. Wellenbund und Wälzlager-Innenring veT-klemmt werden, wie aus Bild
7 hervorgeht.
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Der Dichtring nach Bild 8 ähnelt dem zuvor beschriebenen. Er
isit für Einibaufälle gledacht, wo, kein Verklemmen des Dichtringes zwischen Werkstückhunde
möglich ist. In seinem äußeren zylind-rischen Teil 848.2 mit Übermaß versehen, wird
er in das Gehäuse bis an das Wälzlager bzw. bis an den Ge:-häusebund. eingepreßt.
Der Dichtkantenträger 8.3
mit zwei Dichtkanten ist in dem Gegenring 8.4 untergebracht,
der mit einem Staubschutzrand 8.41 versehen. ist.
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Grundsätzlich kann jeder in der Zeichnung abgebildete Dichtring wahlweise
auch entgegengesetzt aus.gefführt werden, d. h. der Dichtflächenträger kann
Außen- oder Innenring und der zugelhörige Dichtkantenträger Innen- oder AußenTing
sein. Außerdem können, an Stelle der metallischen Ve-rsteifungs-, Gehäuse- oder
Federungskörper auch solche aus geeigneten Kunststoffen verwendet Werden. Der technische,
Fortschritt bei diesen neuen Dichtringen besteht darin"daß sie besser abdichten,
einfach in der Herstellung, unempfindlich beim Ein- und Ausbau und billig sind.
Besonders trifft
dies für die Ausführungen nach den Bildern.2,
6
und 7 zu.