DE977331C - Dichtung aus elastischem Werkstoff - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dichtung aus elastischem Werkstoff mit einem radial gerichteten Rücken und axial an den Rücken angefügter Dichtlippe, die eine im wesentlichen kegelige, einer abzudichtenden Fläche gegenüberliegende Mantelfläche aufweist und die in Dichtungsrichtung durch die Radialspannung einer Schraubenringfeder belastet ist, die in einer im Querschnitt halbkreisförmigen und den Lippenquerschnitt an einer dünnsten Stelle schwächenden Ringnut der Dichtlippeninnenseite liegt.

Bei bekannten derartigen Dichtungen liegt die Ringfeder nicht am Rücken der Dichtung an. Sie drückt deshalb nur in radialer Richtung auf die Dichtlippe. Außerdem wirkt bei diesen Dichtungen das Druckmittel auf den meist etwas längeren und oft verhältnismäßig dünn ausgebildeten, zwischen der Ringfedernut und dem Dichtungsrücken liegenden Teil der Dichtlippe ein, so daß das Druckmittel diesen Teil der Dichtlippe aufbläht. Durch die Verformung legt sich dann der genannte Dichtlippenteil an der abzudichtenden Fläche an, und es entstehen erhöhte Reibung und Abnutzung. Oft aber reißt auch infolge dieser Beanspruchung nach einer gewissen Zeit die Lippe an dem dünnen Übergang zum Rücken ab, und die Dichtung verliert schlagartig ihre Wirksamkeit. Um dies zu vermeiden, hat man bereits Dichtungsrücken mit in die Lippen hineinreichenden Metallverstärkungen ausgeführt. Diese aber verteuern die Dichtungen wesentlich. Bei anderen Ausführungen sind die Lippen auf ihrer ganzen Länge verhältnismäßig kräftig, insbesondere dicker als der Rücken ausgeführt. Die Anpreßkraft einer Dichtlippe wird aber immer durch ihre Dehnungselastizität begrenzt. Diese Elastizität läßt bekanntlich bei jedem Material mit der Zeit

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nach, und es genügt dann bei einer solch dicken, im Laufe der Zeit abgenutzten Dichtlippe die Kraft der Feder nicht mehr, um die Lippe noch sicher an die abzudichtende Fläche anzulegen. Dazu kommt, daß die Ringfedern oft einen verhältnismäßig kleinen Windungsdurchmesser haben und in einer entsprechend schmalen Nut liegen, so daß sie Durchmesseränderungen nicht ohne Beeinträchtigung ihrer Elastizität folgen können. ίο Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Nachteile zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Ringnut in an sich bekannter Weise unmittelbar an den Rücken anschließt und der zwischen der dünnsten Stelle und dem Rücken liegende Teil der Dichtlippe mindestens so stark ausgebildet ist, daß sich die Dichtlippe dort entgegen dem auf sie wirkenden Anteil der Federkraft nicht wesentlich verformt und entgegen dem betriebsmäßig auftretenden Innendruck radial von der gegenüberliegenden, festen Dichtfläche entfernt bleibt, und daß jede Windung der Schraubenringfeder in an sich bekannter Weise einerseits an einem Anlagepunkt der an den Rücken anschließen-S5 den Nutseite, andererseits an einem dem ersten Anlagepunkt in axialer Richtung im wesentlichen gegenüberliegenden Anlagepunkt der Ringnut anliegt und somit zusätzlich zu der Radialspannung des Schraubenfederrings, die zwischen der dünnsten Stelle und dem freien Ende an der Dichtlippe angreift, auf das freie Ende der Dichtlippe ein diese um die dünnste Stelle auf die abzudichtende Fläche hin schwenkendes Moment ausübt.

Es sind zwar Dichtungen bekannt, bei denen die Ringfeder am Dichtungsrücken anliegt. Bei einem Teil dieser Dichtungen ist der Nutgrund der Ringfedernut jedoch so stark ausgebildet, daß die Dichtlippe nicht abknicken kann, die Dichtung nach einer gewissen Abnutzung daher nicht mehr dicht anliegt. Bei einer anderen bekannten Dichtung erscheint ein solches Abknicken denkbar. Dabei ist jedoch der Durchmesser der Ringfederwindungen bei der bekannten Dichtung im Verhältnis zum Durchmesser der Dichtung sehr klein; ein wesentliches, das Abknicken förderndes Moment ist deshalb nicht zu erwarten. Weiterhin ist die genannte Dichtung durch ihre Herstellung aus Fasermaterial nicht in der Lage, mit ihrer in radialer Ebene liegenden verhältnismäßig großen Dichtlippenringfiäche in radialer Richtung elastisch nachzugeben. Schließlich besitzt ihre die Ringfeder aufnehmende Nut keinen Halbkreisquerschnitt, und es ist deshalb nicht möglich, daß die Ringfeder beim Nachstellen der eventuell abgenutzten Dichtlippe auf der dem Rücken der Dichtung zugekehrten Bogenseite der Ringnut schräg nach außen abrutscht. Dies geschieht aber bei dem Gegenstand der Erfindung, bei dem die Ringfeder, wie Versuche ergaben, bis zum völligen Durchwetzen der Ringfedernut in radialer und axialer Richtung nachrutscht und dadurch die Dichtlippe in einem größtmöglichen Bereich nachstellt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt Fig. ι eine Dichtung mit einer zur Aufnahme einer Schraubenringfeder bestimmten Ringnut an der Dichtlippe,

Fig. 2 die gleiche Dichtung mit der eingelegten Ringfeder vor dem Einsetzen der Dichtung in ihre Bohrung und

Fig. 3 die Dichtung nach dem Einsetzen in ihre Bohrung.

Die Dichtung besteht aus einem Rücken 1, an den sich die Dichtlippe 2 anschließt. Die Dichtung soll auf ihrer Außenseite wirken und ist deshalb an ihrem äußeren Umfang 3 kegelig ausgeführt. In ihrer Mitte besitzt sie eine öffnung 4, die von einem Stahlring 5 umgeben ist und dazu dient, die Dichtung auf einer nicht dargestellten Welle oder Stange zu befestigen.

Die Lippe 2 bildet auf ihrer Innenseite eine Nut 6 mit etwa halbkreisförmigem Querschnitt, die sich unmittelbar an den Rücken 1 anschließt.

Die Lippendichtung ist aus elastischem und abriebfestem Werkstoff hergestellt. Im unbelasteten Zustand, d. h. ohne Federbelastung, hat sie die Form nach Fig. 1. Die Außenfläche 3 bildet einen Kegel gleichbleibender Steigung.

In die Nut 6 ist eine Ringfeder 7 eingelegt. Sie ist aus Runddraht in Schraubenform gewickelt. Der Krümmungshalbmesser des Wickels ist etwas größer als der Halbmesser des Querschnitts der Nut 6. Die Ringfeder liegt daher an zwei gegenüberliegenden Punkten 8 und 9 der Nut 6 an, die beide etwa auf einem Radius um die Achse der Lippendichtung liegen. Sie drückt die Ringnut an diesen Punkten auseinander, so daß das freie Ende 10 der Lippe um den Grund 11 der Ringnut nach außen gedrückt wird. Die Außenfläche 3 nimmt deshalb die Form eines Kegels mit zwei verschieden schrägen Zonen an. Dieser Zustand ist in Fig. 2 dargestellt.

Wird die Lippendichtung in eine Bohrung eingeschoben, gegen deren Wand 12 sie abdichten soll (Fig. 3), so wird das freie Ende 10 der Lippe wieder nach innen gedruckt. Die Ringfeder 7 gibt dabei seitlich etwas nach und verschiebt sich gegen die Mittelachse der Dichtung hin. Sie versucht weiterhin, das freie Ende 10 der Lippe um den Nutgrund 11 nach außen zu schwenken und übt ein solches Moment lange Zeit aus, auch wenn das Ende 10 der Lippe auf-seiner Außenseite schon weitgehend abgenutzt ist, da sie in der Nut 6 entsprechend nachrückt. Voraussetzung für diese Wirkung ist, daß der links vom Nutgrund 11 liegende, in den Rücken 1 übergehende Teil der Dichtung und das Ende 10 der Lippe im Verhältnis zu der am Nutgrund 11 liegenden Stelle der Lippe verhältnismäßig kräftig ausgebildet sind. Das ist aus den gezeichneten Maßverhältnissen zu sehen, die dünnste Stelle der Lippe liegt an dem Nutgrund 11. lao

Der Außendurchmesser der Dichtung ist so bemessen, daß er an dem Umfang, der dem Nutgrund 11 gegenüberliegt, gleich dem Durchmesser der abudichtenden Bohrung -ist.

Bei den geschilderten Beispielen bildet die Dichtung einen Teil einer Topfmanschette. Sie kann je-

doch auch an anderen Teilen verwendet werden, z. B. als Rand einer Membran.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Dichtung aus elastischem Werkstoff mit einem radial gerichteten Rücken und axial an den Rücken angefügter Dichtlippe, die eine im wesentlichen kegelige, einer abzudichtenden Fläche gegenüberliegende Mantelfläche aufweist und die in Dichtungsrichtung durch die Radialspannung einer Schraubenringfeder belastet ist, die in einer im Querschnitt halbkreisförmigen und den Lippenquerschnitt an einer dünnsten Stelle schwächenden Ringnut der Dichtlippeninnenseite liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnut (6) in an sich bekannter Weise unmittelbar an den Rücken anschließt und der zwischen der dünnsten Stelle und dem Rücken liegende Teil der Dichtlippe (2) mindestens so stark ausgebildet ist, daß sich die Dichtlippe (2) dort entgegen dem auf sie wirkenden Anteil der Federkraft nicht wesentlich verformt und entgegen dem betriebsmäßig auftretenden Innendruck radial von der gegenüberliegenden, festen Dichtfläche entfernt bleibt, und daß jede Windung der Schraubenringfeder (7) in an sich bekannter Weise einerseits an einem Anlagepunkt (8) der an den Rücken anschließenden Nutseite, andererseits an einem dem ersten Anlagepunkt (8) in axialer Richtung im wesentlichen gegenüberliegenden Anlagepunkt (9) der Ringnut (6) anliegt und somit zusätzlich zu der Radialspannung des Schraubenfederrings (7), die zwischen der dünnsten Stelle (11) und dem freien Ende (10) an der Dichtlippe (2) angreift, auf das freie Ende (10) der Dichtlippe (2) ein diese um die dünnste Stelle (11) auf die abzudichtende Fläche (12) hin schwenkendes Moment ausübt.
2. 2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtlippe (2) auf der mit der abzudichtenden Fläche (12) in Berührung kommenden Seite in an sich bekannter Weise an ihrer dünnsten Stelle (Nutgrund 11) mindestens nahezu den gleichen Durchmesser wie die abzudichtende Fläche (12) hat.

   In Betracht gezogene Druckschriften:

   Deutsche Patentschriften Nr. 861 346, 813 226, 283, 834627, 854448, 861 346, 917942,
   922317, 689330;

   deutsche Patentanmeldung F io2i9XII/47f
   (bekanntgemacht am 3. 12. 1953);

   deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1 492 839;

   britische Patentschriften Nr. 502 115, 574534, 430846, 479 743, 502 115;

   USA.-Patentschriften Nr. 2 316 713, 2 162 104.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   S 609 660/244 10.56 (509 734/2 12.65)