DE10313162A1 - Dichtring - Google Patents
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Abstract
Der Dichtring hat einen Stützkörper und eine Dichtlippe, die auf dem abzudichtenden Maschinenteil aufliegt. An der Auflageseite der Dichtlippe befindet sich eine Rückfördereinrichtung für das abzudichtende Medium auf der Mediumseite. Sie ist als Spirale ausgebildet. Der Dichtring kann darum nur in einer Drehrichtung betrieben werden. DOLLAR A Damit der Dichtring für beide bzw. wechselnde Drehrichtungen eingesetzt werden kann, ist die Rückfördereinrichtung als Wechseldrallstruktur ausgebildet. Aufgrund der Wechseldrallausbildung wird das von der Mediumseite kommende Medium unabhängig von der Drehrichtung des abzudichtenden Maschinenteiles wieder zurück zur Mediumseite gefördert. DOLLAR A Der Dichtring kann überall dort eingesetzt werden, wo ein Mediumdurchtritt verhindert werden soll.
Description
- Die Erfindung betrifft einen Dichtring nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
- Es sind Dichtringe bekannt, bei denen die Dichtlippe durch einen radial inneren, in Richtung auf die Luftseite abgebogenen Teil einer aus Polytetrafluorethylen bestehenden Dichtscheibe gebildet wird. Die Rückfördereinrichtung, mit der aus der Mediumsseite unter die Dichtlippe gelangendes Medium zurückgefördert wird, ist als Spirale ausgebildet. Der Dichtring kann somit nur in einer Drehrichtung betrieben werden.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den gattungsgemäßen Dichtring so auszubilden, daß dieser für beide bzw. wechselnde Drehrichtungen eingesetzt werden kann.
- Diese Aufgabe wird beim gattungsgemäßen Dichtring erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
- Beim erfindungsgemäßen Dichtring wird die Rückfördereinrichtung für das Medium durch eine Wechseldrallstruktur gebildet, mit der das aus der Mediumsseite unter die Dichtlippe gelangende Medium zuverlässig wieder zurück zur Mediumseite gefördert wird. Aufgrund der Wechseldrallausbildung wird dieses Medium zunächst in Richtung auf die Dichtkante und anschließend wieder von der Dichtkante zurück zur Mediumseite gefördert. Auf diese Weise wird zuverlässig verhin dert, daß das abzudichtende Medium unter der Dichtlippe hindurch zur Luftseite gelangt.
- Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
- Die Erfindung wird anhand einiger in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen
-
1 im Axialschnitt eine Hälfte eines erfindungsgemäßen Dichtringes, -
2 bis5 jeweils unterschiedliche Strukturen von Rückfördereinrichtungen des Dichtringes gemäß1 . - Der Dichtring ist im Ausführungsbeispiel als Radialwellendichtring ausgebildet und hat einen napfförmigen Stützkörper
1 , der aus Metall oder einem harten Kunststoff bestehen kann. Der Stützkörper1 weist einen radial verlaufenden Boden2 auf, der eine zentrale Öffnung3 für den Durchtritt einer abzudichtenden Welle4 hat. Der Boden2 geht in einen koaxial zur Welle4 liegenden Mantel5 über, der aus einem radial äußeren Mantelabschnitt5a und einem abgesetzten, radial inneren Mantelabschnitt5b besteht. Die beiden Mantelabschnitte5a ,5b gehen ineinander über. Der radial innen liegende Mantelabschnitt5b ist auf seiner Außenseite von einer Ummantelung6 umgeben, die aus elastomerem Material besteht. Sie erstreckt sich über die Außenseite des Bodens2 und kann auch dessen Stirnseite7 bedecken, die die Durchtrittsöffnung3 begrenzt. Im Bereich des Mantelabschnittes5b ist die Ummantelung6 außenseitig mit einem Wellenprofil8 versehen. In der Einbaulage wird dieses Wellenprofil8 elastisch verformt, so daß der Wellendichtring einwandfrei abgedich tet an der Innenwand des Einbauraumes anliegt. Mit dem radial außen liegenden Mantelabschnitt5a sitzt der Wellendichtring mit Preßsitz im Einbauraum, während der den Mantelabschnitt5b umgebende Teil der Ummantelung6 eine statische Dichtung bildet. - Der den Boden
2 des Stützkörpers1 außenseitig bedeckende Teil der Ummantelung6 hat eine Stufe9 , die einen dickeren Ummantelungsabschnitt von einem dünneren Ummantelungsabschnitt10 trennt. Auf dem dünneren Ummantelungsabschnitt10 ist ein radial verlaufender Teil einer Dichtscheibe11 befestigt, die aus Polyfluorcarbon, vorzugsweise aus Polytetrafluorethylen, aus Elastomer oder aus elastomermodifiziertem PTFE (EMP) besteht. Die Dichtscheibe11 wird in bekannter Weise mit dem Stützkörper verbunden, vorzugsweise durch eine Plasmabehandlung. Das radial innen liegende Ende der Dichtscheibe11 ist zur Luftseite12 hin elastisch gebogen und bildet den dynamischen Dichtteil13 . - Der Dichtteil
13 verhindert, daß Öl von der Ölseite14 unter dem Dichtteil13 hindurch zur Luftseite12 gelangt. Um unter den Dichtteil13 gelangendes Öl wieder zur Ölseite14 zurückzufördern, ist der Dichtteil auf seiner der Welle4 zugewandten Seite mit einer Rückfördereinrichtung15 versehen. Wie anhand der2 bis5 noch erläutert werden wird, ist die Rückfördereinrichtung15 als Wechseldrallstruktur ausgebildet, mit der das unter den Dichtteil13 gelangende Medium zuverlässig zurück zur Ölseite14 gefördert wird. - Beim Ausführungsbeispiel nach
2 wird die Rückfördereinrichtung15 durch ellipsenförmige Strukturen16 gebildet, die als Vertiefungen oder Erhabenheiten in die der Welle4 zugewandte Seite des Dichtteiles13 eingebracht sind. Die ellipsenförmigen Strukturen16 sind winkelversetzt zueinander angeordnet. Im Ausführungsbeispiel liegen die großen Achsen benachbarter ellipsenförmiger Strukturen16 um 45° winkelversetzt zueinander. Die großen Achsen sämtlicher ellipsen förmiger Strukturen16 schneiden einander vorzugsweise in der Achse17 der Dichtscheibe11 bzw. des Dichtteiles13 . Aufgrund der winkelversetzt zueinander angeordneten ellipsenförmigen Strukturen16 bilden sich auf der Innenseite des Dichtteiles13 bogenförmige Drallabschnitte18 ,19 , die sich von den jeweiligen Kreuzungspunkten20 bis22 der ellipsenförmigen Strukturen16 aus nach außen erstrecken, bezogen auf die Dichtkante23 des Dichtteiles13 . Von den Kreuzungspunkten20 bis22 aus erstrecken sich die Bogenabschnitte18 ,19 jeweils entgegengesetzt schräg zueinander nach außen, wodurch sich ein Wechseldrall ergibt. Die ellipsenförmigen Strukturen16 umgeben die Dichtkante23 mit geringem Abstand. - Die Rückfördereinrichtung
15 gemäß3 ist als Sinusstruktur24 ausgebildet, die sich mit geringem Abstand über den Umfang der Dichtkante23 erstreckt. Aufgrund der sinusförmigen Ausbildung ergeben sich in Umfangsrichtung des Dichtteiles13 jeweils in entgegengesetzte Richtungen schräg verlaufende Bogenabschnitte25 ,26 , die jeweils ineinander übergehen. - Die Rückfördereinrichtung
15 gemäß4 ist als halbmondförmiger Drall ausgebildet. Der Dichtteil13 ist auf seiner der Welle4 zugewandten Seite mit über den Umfang verteilt angeordneten Bögen27 versehen, die jeweils gerade Abschnitte28 ,29 aufweisen, die über einen Bogenabschnitt30 ineinander übergehen. Die geraden Abschnitte28 ,29 verlaufen in Richtung auf die Ölseite14 divergierend und schließen beispielhaft einen stumpfen Winkel miteinander ein. - Die Bogenabschnitte
30 der Bögen27 liegen tangential zu einem geschlossenen Ring31 um die Achse17 des Dichtteiles13 . Dieser Ring31 umschließt eine Durchtrittsöffnung32 für die Welle4 . - Die Bögen
27 sind gleichmäßig über den Umfang des Dichtteiles13 versetzt zueinander angeordnet. Ihre geraden Strukturen28 ,29 kön nen einander schneiden oder Abstand zueinander haben. Aufgrund der divergierend radial nach außen verlaufenden Abschnitte28 ,29 wird auch bei dieser Ausführungsform ein Wechseldrall gebildet. - In
4 ist beispielhaft der Weg des Mediums eingezeichnet, das von der Ölseite14 aus unter den Dichtteil13 gelangt. Dieses Medium wandert bei der angenommenen Drehrichtung der Welle4 entgegen dem Uhrzeigersinn längs des Abschnittes28 nach innen und gelangt in den Bogenabschnitt30 . Er bildet einen Scheitelpunkt des Bogens27 . Mit dem Bogenabschnitt30 wird das Medium in den Abschnitt29 geleitet, der das Medium von der Dichtkante23 weg zur Ölseite14 fördert. - Auch die Sinusstruktur gemäß
3 ist so ausgebildet, daß sie das eingedrungene Medium wieder zurück zur Ölseite14 fördert. - Die ellipsenförmigen Strukturen
16 der Ausführungsform gemäß2 fördern das von der Ölseite14 aus eingedrungene Medium automatisch von der Dichtkante23 wieder zurück. - Die Dichtkante
23 am Ende des Dichtteiles13 wird durch einen geschlossenen Ring gebildet, an den die Drallgeometrie in Richtung auf die Ölseite14 anschließt. Bei der Ausführungsform nach den3 und4 befindet sich der Scheitel der jeweiligen Struktur am geschlossenen Ring. Die halbmondförmige Drallausbildung gemäß4 ist so auf dem Dichtteil13 vorgesehen, daß sie sich in Richtung auf die Ölseite14 öffnet. - Der Scheitel
30 befindet sich in demjenigen Bereich des Dichtteiles13 , der auf der Welle4 aufliegt. -
5 zeigt eine Rückfördereinrichtung15 mit Wechseldrall, der aus einander kreuzenden geraden Abschnitten33 bis38 besteht. Die Ab schnitte34 und38 sowie35 und37 schließen mit Abstand von der Dichtkante23 stumpfwinklig aneinander. Diese Abschnitte divergieren von ihren Übergangsbereichen39 ,40 aus in Richtung auf die Dichtkante23 , an die sie anschließen. Die Abschnitte sind über den Umfang der Dichtkante23 verteilt angeordnet und kreuzen einander mit Abstand von der Dichtkante23 . Die Kreuzungspunkte41 ,42 haben geringeren Abstand von der Dichtkante als die Übergangsbereiche39 ,40 . Die Übergangsbereiche39 ,40 und die Kreuzungspunkte41 ,42 liegen jeweils auf Kreisen um die Achse17 (4 ) des Dichtteiles13 . Im Unterschied zur Ausführungsform nach4 erstrecken sich die Abschnitte33 bis38 bis in die Dichtkante23 . Im Bereich der Dichtkante23 stoßen die einzelnen Abschnitte der Rückfördereinrichtung aneinander. - Aufgrund der winklig zueinander liegenden Abschnitte
33 bis38 wird ein Wechseldrall gebildet, der dafür sorgt, daß unter den Dichtteil13 gelangendes Medium von der Dichtkante23 weg wieder in Richtung auf die Ölseite14 gefördert wird. - Bei den beschriebenen Ausführungsformen erstrecken sich die Rückfördereinrichtungen
15 bis an oder bis nahe an die Dichtkante23 . Dadurch wird erreicht, daß das als Dichtlippe ausgebildete Dichtteil13 ständig mit neuem Medium gespült wird, so daß die Gefahr einer Ölkohlebildung vermieden oder zumindest erheblich verringert wird. Die Bögen bzw. Schenkel der Rückfördereinrichtungen15 sind so flach ausgebildet, daß das Medium zuverlässig von der Dichtkante23 weg zur Ölseite gefördert wird. Eine Leckage wird auf diese Weise zuverlässig verhindert. - Die Rückfördereinrichtung läßt sich an der zur Luftseite
12 hin abgebogenen Dichtlippe13 einfach anbringen. Die Dichtkante23 kann durch einen geschlossenen Ring am Ende des Dichtteiles13 gebildet sein. Die Rückfördereinrichtung15 ist in demjenigen Bereich des Dichtteiles13 vorgesehen, mit dem der Dichtteil13 auf der Welle4 aufliegt. - Die verschiedenen Drallstrukturen der Rückfördereinrichtung
15 können nicht nur durch Vertiefungen im Dichtteil13 gebildet sein, sondern auch durch entsprechende Erhöhungen. - Zumindest der Dichtteil
13 kann außer aus Polyfluorcarbon, insbesondere Polytetrafluorethylen, auch aus einem Elastomer oder aus elastomermodifiziertem PTFE (EMP) hergestellt werden.
Claims (23)
- Dichtring mit einem Stützkörper und einer Dichtlippe, die an einem abzudichtenden Maschinenteil, vorzugsweise einer Welle, anliegt, wobei deren Durchtrittsöffnung zur Luftseite hin zeigt und an ihrer Auflageseite eine Rückfördereinrichtung für das abzudichtende Medium auf der Mediumseite aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückfördereinrichtung (
15 ) als Wechseldrallstruktur ausgebildet ist. - Dichtring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechseldrallstruktur durch eine oder mehrere einander kreuzende ellipsenförmige Strukturen (
16 ) gebildet ist. - Dichtring nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ellipsenförmigen Strukturen (
16 ) eine Durchtrittsöffnung der Dichtlippe (13 ) für das Maschinenteil (4 ) umgeben. - Dichtring nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ellipsenförmigen Strukturen (
16 ) über den Umfang der Dichtlippe (13 ) winkelversetzt zueinander angeordnet sind. - Dichtring nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die große Achsen benachbarter ellipsenförmiger Strukturen (
16 ) einen spitzen Winkel miteinander einschließen. - Dichtring nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ellipsenförmigen Strukturen (
16 ) mit Abstand den Dichtlippenauslauf (22 ) der Dichtlippe (13 ) umgeben. - Dichtring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechseldrallstruktur eine Sinusstruktur (
24 ) ist, die sich mit Abstand längs des Dichtlippenauslaufes (23 ) der Dichtlippe (13 ) erstreckt. - Dichtring nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Sinusstruktur (
24 ) über den Umfang des Dichtlippenauslaufes (23 ) erstreckt. - Dichtring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechseldrallstruktur durch in Richtung auf die Mediumsseite (
14 ) sich öffnende bogen- und keilförmige Strukturen (27 ) gebildet ist. - Dichtring nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die bogen- und keilförmigen Strukturen (
27 ) über den Umfang der Dichtkante (23 ) gleichmäßig verteilt angeordnet sind. - Dichtring nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheitel (
30 ) der bogen- und keilförmigen Strukturen (27 ) einen geschlossenen Ring (31 ) berührt, der die Durchtrittsöffnung (32 ) der Dichtlippe (13 ) umschließt. - Dichtring nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die bogen- und keilförmigen Strukturen (
27 ) in Richtung auf die Mediumsseite (14 ) divergierende Abschnitte (28 ,29 ;48 ,49 ) aufweisen. - Dichtring nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Strukturen (
28 ,29 ) gerade verlaufen. - Dichtring nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheitel (
30 ) der bogen- und keilförmigen Strukturen (27 ) Abstand von der Dichtkante (23 ) hat. - Dichtring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechseldrallstruktur durch einander kreuzende gerade Strukturen (
33 bis38 ) gebildet ist. - Dichtring nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Strukturen (
33 bis38 ) stumpfwinklig zueinander liegen. - Dichtring nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Strukturen (
33 bis38 ) bis zur Dichtkante (23 ) reichen. - Dichtring nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Strukturen (
33 bis38 ) im Bereich der Dichtkante (23 ) einander schneiden. - Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtlippe (
13 ) Teil einer Dichtscheibe (11 ) ist, die aus Polyfluorcarbon, vorzugsweise aus Polytetrafluorethylen, besteht. - Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtlippe (
13 ) Teil einer Dichtscheibe (11 ) ist, die aus einem Elastomer besteht. - Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtlippe (
13 ) Teil einer Dichtscheibe (11 ) ist, die aus elastomermodifiziertem PTFE (EMP) besteht. - Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechseldrallstruktur durch Vertiefungen in der Dichtlippe (
13 ) gebildet ist. - Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechseldrallstruktur durch Erhabenheiten der Dichtlippe (
13 ) gebildet ist.
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