DE10012672C2 - Kombinierte Radial- /Axialdichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine kombinierte Radial-/Axialdichtung, insbesondere für Baumaschinen, bestehend aus mindestens einem Radialwellendichtring sowie mindestens einer, aus einem über einen Elastomerkörper elastisch gelagerten metallischen Gleit- und/oder Gegenring gebildeten Gleitringdichtung, insbesondere Laufwerkdichtung.

Der DE-C 197 20 778 ist eine Gleitringdichtung zu entnehmen, bestehend aus einem Gleit- und Gegenring, wobei der Gleitring und/oder der Gegenring eine kegelige Spannfläche zur Aufnahme eines elastischen Rollringes aufweist, sowie einem den Gleit- und/oder Gegenring zu einer Einbaueinheit zusammenhaltenden Verbindungskörper mit einer korrespondierenden kegeligen Spannfläche, die als Abrollfläche des elastischen Rollringes des Gleitringes ausgebildet ist und einen radial gerichteten elastischen Vorsprung aufweist. Der Gegenring ist in einem Stützring mit kegeliger Spannfläche für den elastischen Rollring angeordnet. Der Stützring weist einen axial gerichteten Zylinder mit einer Nut auf, in die der Vorsprung des Verbindungskörper derart einrastbar ist, dass Gleit- und/oder Gegenring in ihrer Funktionsstellung festgelegt sind und der Vorsprung als Dichtkörper gegenüber dem Zylinder fungiert.

Die US-A 3,511,513 offenbart eine Kombination aus einer axial wirkenden Gleitringdichtung und einem radial wirkenden Wellendichtring. Der Radialwellendichtring wirkt mit einem Lagergehäuse zusammen und trägt auf der dem Lager abgewandten Seite einen elastisch an einem Gehäuseteil abgestützten Gegenring, während der Gleitring, in einem winkelförmigen Bauteil gehalten, mit der Welle umläuft.

Die axiale Anpreßkraft zwischen Gleit- und Gegenring wird durch eine, im rückwärtigen Bereich des Radialwellendichtringes vorgesehene, auf den Gegenring einwirkende Feder herbeigeführt.

Während die DE-C 197 20 778 lediglich eine als Einbaueinheit ausgebildete Gleitringdichtung offenbart, zeigt die US-A 3,511,513 bereits eine kombinierte Radial- /Axialdichtung, die jedoch nicht als Einbaueinheit ausgebildet ist. Problematisch hierbei kann es sein, dass bei nicht exakter Positionierung des mit der Welle umlaufenden Gleitringes, die Dichtwirkung, über die Standzeit gesehen nachläßt und es somit zu unerwünschten Leckagen kommen kann. Der Verbindungskörper gem. DE-C 197 20 778 ist nicht geeignet, eine kurzbauende kombinierte Dichtung zu bilden. Insbesondere Laufrollen von Land- und Baumaschinen unterliegen einer extremen Schmutzbelastung, müssen aber dennoch die Lagerungen wirkungsvoll und dauerhaft vor Schmutzeintritt schützen und zudem sicherstellen, dass kein Schmiermittel austritt. Bislang zum Einsatz kommende Laufwerkdichtungen haben den Nachteil, dass sie zum einen speziell ausgeführte Aufnahmekonturen und -teile und einen größeren Platzbedarf benötigen als Radialwellendichtringe. Ferner ist nachteilig, dass die Gleitringe einzeln montiert werden müssen, womit die Gefahr verbunden ist, dass Dichtflächenbeschädigungen und Verschmutzungen auftreten.

Aus der EP 12133 A1 ist eine Dichtung für den Spalt zwischen einer umlaufenden Welle und einer Gehäusebohrung gegenüber einem Gemisch aus einer Flüssigkeit und einem Gas zu entnehmen. Als Axialdichtung ist ein Ringkörper vorgesehen, der aus einem in sich verklebten Granulat aus Fasern oder Platten besteht. Im Gegensatz zu dem erfindungsgemäßen Gleit- oder Gegenring, die aus Metall gebildet sind, besteht der Ringkörper aus porösen Material. Wenn derartige Dichtkörper mit Schutz beaufschlagt werden ist die Funktion des porösen Ringkörpers nicht mehr gegeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kombinierte Radial-/Axialdichtung dahingehend weiterzubilden, dass die im Stand der Technik gegebenen Nachteile bezüglich der Montageprobleme einerseits nicht mehr gegeben sind und andererseits eine Dichtung konzipiert wird, die einen geringeren Platzbedarf hat, verbunden mit einer erhöhten Lebensdauer der Dichtung.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruch 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die erfindungsgemäße kombinierte Radial-/Axialdichtung ist als Kassette ausgeführt, wobei die Aufnahmekonturen dafür sowohl auf der Welle als auch im Gehäuse zylindrisch ausgeführt sind.

Vorzugsweise bildet die Gleitringdichtung, insbesondere die Laufwerkdichtung, die Primärabdichtung, während der Radialwellendichtring als Sekundärdichtung dient. Die erfindungsgemäße Lösung bietet die Möglichkeit, die Dichtung für verschiedenartige Schmiermittel einzusetzen, so kann z. B. das abzudichtende Aggregat bzw. Lager vorzugsweise mit Öl geschmiert werden, während für die Primärdichtung eine Fettschmierung ausreichend sein kann. Des weiteren können Öle verschiedener Viskosität voneinander getrennt werden, wobei im Bereich der Gleitringdichtung, insbesondere der Laufwerkdichtung, vorzugsweise höher viskose Schmiermittel und im Bereich der Lagerung eher niedriger viskose Schmiermittel zum Einsatz gelangen können.

Die Einbaukassette kann, einem weiteren Gedanken der Erfindung gemäß, in verschiedensten Ausführungen vorliegen.

In seiner einfachsten Ausführungsform kann die Einbaukassette einen mit einer Dichtlippe versehenen winkelförmigen Radialwellendichtring beinhalten, dessen radiales Versteifungsteil die Lauffläche für einen Gleit- oder Gegenring bildet, dessen Elastomerkörper sich an mindestens einem, den Laufring bildenden Schenkeln abstützt und den Gleit- oder Gegenring somit an die korrespondierende Dichtfläche des Versteifungsteiles anpreßt.

Die Verbindung zwischen Radialwellendichtring und Gleitringdichtung kann dadurch erzeugt werden, dass beispielsweise der Axialschenkel des Radialwellendichtringes bzw. des Versteifungsringes radial in Richtung des Laufringes - diesen zumindest partiell umgreifend - abgebogen, insbesondere umgebördelt ist. Eine weitere Möglichkeit wird darin gesehen, im rückwärtigen Bereich des Radialwellendichtringes eine herkömmliche Laufwerkdichtung, gebildet aus Gleit- und Gegenring, vorzusehen, wobei der Gleit- oder Gegenring im Bereich des abgewinkelten Laufringes und der Gegen- oder Gleitring im Bereich des Versteifungsringes des Radialwellendichtringes elastisch abgestützt ist. Auch hier besteht die Möglichkeit, den Versteifungsring zumindest partiell so in Richtung des abgewinkelten Laufringes umzubiegen, dass eine unverlierbare Halterung für die Bauteile der Gleitringdichtung erzeugt wird.

Alternative Verbindungsmöglichkeiten werden darin gesehen, den Laufring dichtlippenseitig mit mindestens einem, gegebenenfalls umlaufenden, Wulst zu versehen, hinter welchem eine am Radialwellendichtring angeformte zusätzliche Lippe beim Montagevorgang federnd eingreift und die Kassette somit schließt und zusammenhält. Die Zusatzlippe kann zusätzlich als Schutzlippe für die Sekundärdichtung dienen.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, den radial innenliegenden Schenkel des Versteifungsringes zumindest partiell soweit nach innen zu verlängern, dass dieser Teil - analog zu der genannten Zusatzlippe - federnd hinter den Wulst greift. Die erfindungsgemäße Radial-/Axialdichtung besteht somit aus einer Kombination einer verschleißfesten Gleitringdichtung, insbesondere Laufwerkdichtung, als Primärdichtung gegen den Schmutz und einem Radialwellendichtring als Sekundärdichtung zur Trennung der Schmiermittel zwischen dem Lagerraum und dem Hauptdichtungsraum.

Ein weiterer Vorteil des Erfindungsgegenstandes ist darin begründet, dass bei noch nicht montierter Einbaueinheit die Aufnahme des Gleit- oder Gegenringes durch Ausfederung des federbelasteten Ringes (O-Ringes) gegen den umgebördelten Bereich anliegt, wobei die empfindlichen Dichtflächen dadurch gegen Beschädigung und Verschmutzung geschützt werden.

Der Erfindungsgegenstand ist anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung dargestellt und wird wie folgt beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 Prinzipskizze einer aus Radialwellendichtring und Gleitringdichtung gebildeten Einbaueinheit;

Fig. 2 bis 6 verschiedene Ausführungsformen der erfindungsgemäßen kombinierten Radial-/Axialdichtung im Einbauzustand.

Fig. 1 zeigt eine kombinierte Radial-/Axialdichtung 1 im nicht montierten Zustand. Die Dichtung 1 wird gebildet durch einen mit einem metallischen Versteifungsring 2 versehenen Radialwellendichtring 3, einem winkelförmig ausgebildeten Laufring 4, einem Gleitring 5 sowie einem elastischen Rollkörper (O-Ring) 6. Die Dichtlippe 7 des Radialwellendichtringes 3 wirkt mit dem radial innenliegenden Schenkel 8 des Laufringes 4 zusammen. Der im Querschnitt etwa U-förmig ausgebildete Laufring 4 greift mit seinem radial außenliegenden Schenkel 9 axial in den Axialschenkel 10 des Versteifungsringes 2 ein, wobei der Axialschenkel 9 sowie der Radialschenkel 11 des Laufringes 4 die Stützflächen für den Rollkörper 6 bilden. Die kombinierte Radial- /Axialdichtung 1 wird geschlossen durch Verlängerung des Axialschenkels 10 des Versteifungsringes 2 und Umbördelung des Endbereiches 12 in Richtung des Radialschenkels 11 des Laufringes 4. Durch diese Maßnahme wird eine Einbaueinheit gebildet, wobei Laufring 4, Gleitring 5 und Rollkörper 6 unverlierbar innerhalb des Radialwellendichtringes 3 vorgesehen sind. Bei noch nicht montierter Einbaueinheit wird durch Ausfederung des Rollkörpers 6 der Radialschenkel 11 des Laufringes 4 gegen den Endbereich 12 des Versteifungsringes 2 gedrückt, wodurch die empfindliche Dichtfläche 13 des Gleitringes 5 gegen Beschädigung und Verschmutzung geschützt ist. In dieser einfachsten Ausführungsform wirkt die Dichtfläche 13 mit dem Radialschenkel 14 des Versteifungsringes 2 in dichtender Weise zusammen. Die Fig. 2 bis 6 zeigen unterschiedliche Ausführungsformen von kombinierten Radial-/Axialdichtungen 15, jeweils im Einbauzustand. Analog zu Fig. 1 wird die kombinierte Radial-/Axialdichtung 15 auch hier gebildet durch einen Radialwellendichtring 16 sowie einem, im Querschnitt etwa U-förmig ausgebildeten Laufring 17, dessen äußerer Axialschenkel 18 zumindest in Richtung des korrespondierenden Axialschenkels 19 das mit dem Radialwellendichtring 16 zusammenwirkenden Versteifungsringes 20 weist bzw. axial in diesen hineinragt. Die Einbaueinheit wird in Fällen der Fig. 2, 3 und 4 dadurch gebildet, dass, analog zu Fig. 1, der Axialschenkel 19 des Versteifungsringes 20 verlängert ist und der Endbereich 21 desselben partiell in Richtung des Radialschenkels 22 des Laufringes 17 umgebördelt ist.

Im Falle der Fig. 5 und 6 wird der Verschluß folgendermaßen realisiert:
Gemäß Fig. 5 weist der Radialwellendichtring 16 eine zusätzliche Gummilippe 23 auf, die beim Montagevorgang hinter einen, am Laufring 17 angeformten wulstförmigen Ansatz 24 federnd eingreift und die Einbaueinheit somit schließt und zusammenhält. Diese Zusatzlippe 23 kann darüber hinaus als Schutzlippe für den Radialwellendichtring 16 dienen.

Bei Fig. 6 wird der innenliegende Teil 25 des Versteifungsringes 20, zumindest zungenartig radial so weit nach innen verlängert, dass er hinter den angearbeiteten wulstförmigen Ansatz 24 am Laufring 17 federnd eingreift und die Einbaueinheit somit schließt und zusammenhält.

Abweichend zu Fig. 1 sind bei den Fig. 2 bis 6 im rückwärtigen Bereich 26 des Radialwellendichtringes 16 folgende Bauteile vorgesehen:
Ein Gleitring 27, ein Gegenring 28, federnde Elastomer-Rollkörper (O-Ringe) 29, 30. Der Gleitring 27 und der Gegenring 28 können unterschiedliche Querschnittsformen aufweisen. Gleiches gilt für die Rollkörper 29, 30 (rund, trapezartig oder dgl.). Die Fig. 2 bis 6 zeigen, dass der, den Gleitring 27 stützende Elastomerkörper 29 einerseits am Radialschenkel 22 und andererseits am Axialschenkel 18 des Laufringes 17 abgestützt ist.

Im Falle der Fig. 2, 5 und 6 bildet ein winkelförmig abgebogener Flächenbereich 31 des Versteifungsringes 20 die Stützfläche für den, den Gegenring 28 federnd abstützenden Rollkörper 30.

Der in Fig. 3 dargestellte Rollkörper 30 ist etwa parallelogrammförmig ausgebildet und stützt sich am zylindrisch verlaufenden Teil des Axialschenkels 19 ab. In Fig. 4 ist eine weitere Variante zur Abstützung des Rollkörpers 30 dargestellt. Der äußere Teil des Versteifungsringes 20 ist radialwellendichtringseitig nach innen abgewinkelt und bildet dadurch die Stützfläche für den elastischen Rollkörper 30. Die Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 bis 6 zeigen Einbaueinheiten mit zylindrischen Aufnahmekonturen sowohl für die Welle 32 als auch das Gehäuse 33.

Die Einbausituation kann eine nicht weiter dargestellte Laufrolle, beispielsweise einer Baumaschine, darstellen, wobei die die Gleitringdichtung bildenden Bauteile 27 bis 30 als Primärdichtung fungieren, während der Radialwellendichtring - einem Lager 34 zugewandt - die Sekundärdichtung bildet. Somit besteht die Einbaueinheit aus der Kombination einer verschleißfesten Laufwerkdichtung als Primärdichtung gegen Schmutzeintritt und einem Wellendichtring als Sekundärdichtung zur Trennung der Schmiermittel zwischen Lagerräumen und Hauptdichtungsraum. Die Fig. 1 bis 6 zeigen lediglich Ausführungsbeispiele, wobei die Variationsmöglichkeiten des Erfindungsgegenstandes vielseitig sind.

Claims (8)

1. Kombinierte Radial-/Axialdichtung (1), insbesondere für Baumaschinen, bestehend aus mindestens einem Radialwellendichtring (3, 16) sowie mindestens einer, aus einem über einen Elastomerkörper elastisch gelagerten metallischen Gleit- (5, 27) und/oder Gegenring (28) gebildeten Gleitringdichtung, insbesondere Laufwerkdichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Radial- /Axialdichtung (1) dergestalt als Einbaueinheit ausgebildet ist, dass die Bauteile (5, 6, 27, 28, 29, 30) der Gleitringdichtung, insbesondere der Laufwerkdichtung, im Bereich des Radialwellendichtringes (3, 16) bzw. peripherer Bauteile (4, 17) desselben unverlierbar gehalten sind und dass die Einbaueinheit (1) einen winkelförmigen Laufring (4, 17) für die Dichtlippe (7) des Radialwellendichtringes (3, 16) beinhaltet, und dass die den Laufring (4, 17) bildenden Schenkel (9, 11, 18, 22) eine Stützfläche für den Elastomerkörper des Gleit- (5, 27) oder Gegenring (28) bildet.

2. Kombinierte Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitringdichtung, insbesondere die Laufwerkdichtung, als Primärdichtung und der Radialwellendichtring (3, 16) als Sekundärdichtung vorgesehen ist.

3. Kombinierte Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer, den den Laufring (4, 17) bildenden Schenkel (9, 18) in arretierender Weise mit Bauteilen (12, 21, 24, 25) des Radialwellendichtringes (3, 16) in Wirkverbindung bringbar ist.

4. Kombinierte Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der die Stützfläche für den elastisch gelagerten Gleit- (5, 27) und/oder Gegenring (28) bildende Schenkel (9, 11, 18, 22) des Laufringes (4, 17) vom Versteifungsring (2, 20) des Radialwellendichtringes (3, 16) zumindest teilweise umfaßt ist.

5. Kombinierte Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der Radialwellendichtring (3, 16) als auch der Versteifungsring (2, 20) im Bereich ihrer äußeren Umfangsfläche im wesentlichen zylindrisch ausgebildet sind, und dass das freie Ende (12, 21) des Versteifungsringes (2, 20) im Bereich des Gleit- (5, 27) oder Gegenringes (28) zumindest partiell in Richtung des korrespondierenden Laufringschenkels (11, 22) abgebogen ist.

6. Kombinierte Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Versteifungsring (2, 20) des Radialwellendichtringes (3, 16) winkelförmig ausgebildet ist, und dass zumindest ein Flächenbereich (19, 31) des Versteifungsringes (22) zur Abstützung des elastisch gelagerten Gegen- (28) oder Gleitringes (5, 27) vorgesehen ist.

7. Kombinierte Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Radialwellendichtring (3, 16) mindestens eine weitere Lippe (23) aufweist, dass der die Dichtlippe (7) des Radialwellendichtringes (3, 16) aufnehmende Schenkel (8) des Laufringes (4, 17) mit mindestens einem angeformten, in Richtung des Versteifungsringes (2, 20) weisenden wulstartigen Ansatz (24) versehen ist, und dass beim Montagevorgang die weitere Lippe (23), in Montagerichtung gesehen, federnd hinter den Ansatz (24) greift, wodurch die Einbaueinheit geschlossen und zusammengehalten ist.

8. Kombinierte Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der radial innenliegende Teil (25) des Versteifungsringes (2, 20) zumindest partiell radial in Richtung des Laufringes (17) verlängert ist, dass der die Dichtlippe (7) des Radialwellendichtringes (3, 16) aufnehmende Schenkel (8) des Laufringes (4, 17) mit mindestens einem angeformten, in Richtung des Versteifungsringes (2, 20) weisenden, wulstartigen Ansatz (24) versehen ist, und dass beim Montagevorgang der radial verlängerte Bereich, in Montagerichtung gesehen, federnd hinter den Ansatz (24) greift, wodurch die Einbaueinheit geschlossen und zusammengehalten ist.