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Wellendichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Wellendichtung
mit an ihrem Außenumfang an einem Haftteil befestigter elastischer Membranscheibe
mit einer lippenartigen, auf der Welle gleitenden Dichtfläche, wobei die Membranscheibe
leicht konisch zur Welle verläuft und eine in axialer Richtung auf die äußere Konusfläche
wirkende Wendelfeder vorgesehen ist.
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Bei bekannten Dichtungen greifen die Federkräfte in unmittelbarer
Nähe der Dichtlippen an, wodurch die Dichtlippe durch den auf sie wirkenden Federdruck
zusätzlich versteift wird. Bei einer bekannten Ausführung ist eine etwa konische
Dichtung am Außenrand in den Deckel eines Gehäuses eingespannt, während der in das
mit Öl gefüllte Gehäuse hineinragende innere Rand der Dichtung mit der Dichtlippe
an einer das Gehäuse senkrecht durchdringenden Welle anliegt. Dabei werden zur Erhöhung
des Anpreßdruckes der Dichtlippe und zur Erzielung einer gleichmäßigen Anlage der
Dichtlippe mehrere über den Umfang. gleichmäßig angeordnete Flachfedern vorgesehen,
die mit ihren äußeren Enden an den Deckel angeschraubt sind.
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Bei dieser bekannten Ausführung bildet die Dichtung einen von den
Flachfedern getrennten Teil, der für sich im Gehäusedeckel befestigt ist, so daß
hier eine einbaufertige Dichtung nicht vorliegt.
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Bei einer bekannten einbaufertigen Wellendichtung ist der elastische
Dichtteil in ein aus verschieden verformten Blechteilen zusammengesetztes Gehäuse
eingesetzt. Die Dichtung besteht dabei aus einem Ring, der mit seinem Außenumfang
im Gehäuse eingespannt ist und konusartig durchgebogen mit der Dichtlippe auf der
Welle anliegt, wobei der Ring mit seiner Dichtlippe beidseitig von Gehäuseblechteilen
eingeschlossen ist. Im Gehäuse ist auch eine Tellerfeder eingespannt, deren radiale
Zungen sich unmittelbar auf die Dichtlippe legen, wodurch ebenfalls die Dichtkraft
der Dichtlippe durch den Anpreßdruck der Tellerfeder unmittelbar verstärkt wird.
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Bei einer weiteren bekannten Ausführung ist eine ringförmige Dichtung
außen mittels Schrauben an einer Platte befestigt und liegt mit ihrer den Innenrand
bildenden Dichtlippe an der Welle an, wobei die Dichtung konisch durchgebogen ist.
Zur Verstärkung des Anpreßdruckes der Dichtlippe ist in dem napfförmigen Gehäuse
der Dichtung eine Schraubenfeder vorgesehen, die sich mit ihrem Ende an der Dichtlippe
und mit ihrem anderen Ende auf dem Boden des napfförmigen Dichtungsgehäuses abstützt
und sich axial, die Welle umgebend, zu dieser erstreckt. Die bekannten Konstruktionen
haben gemeinsam den Nachteil, daß die den Dichtlippen zugeordneten Federn unmittelbar
an den Dichtlippen angreifen, so daß ihre Verwendung für kleine Wellendurchmesser,
welche kleine Drehmomente übertragen, und bei denen es auf sehr genaue Bemessung
des Anpreßdruckes ankommt, beschränkt ist, da es kaum möglich ist, die Federn für
derart kleine Anpreßdrücke und möglichst gleichbleibende Dichtkräfte auszulegen.
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Aufgabe der Erfindung ist daher, eine Wellendichtung mit den eingangs
erwähnten Merkmalen so auszubilden, daß bei Verlegung des Federangriffes weg von
der Dichtfläche gegenüber einer, nahe der Dichtfläche angeordneten Feder eine stärker
dimensionierte Feder zur Erzielung gleicher Dichtkräfte verwendet werden kann, die
sich bei der Kleinheit der vorliegenden Dichtung und der dabei benötigten besonders
kleinen Federkräfte leichter, wenn überhaupt herstellen und dimensionieren läßt.
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Gemäß der Erfindung kennzeichnet sich eine Wellendichtung mit den
eingangs erwähnten Merkmalen dadurch, daß die Feder nahe der Einspannstelle und
mit größerem Abstand von der gleitenden Dichtfläche an der Membran angreift und
die Feder an der Innenfläche des Haftteiles anliegt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung sind am Haftteil in axialem Abstand voneinander zwei zueinander konvergierende
Membranscheiben angeordnet, zwischen denen sich die Feder abstützt.
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Durch die Erfindung ist erstmals eine einbaufertige Wellendichtung
für besonders kleine Wellendurchmesser und für die Übertragung sehr kleiner Drehmomente
geschaffen worden, bei welcher durch die Verlegung des Federangriffes fort von der
Dichtfläche Federn verwendet werden können, die sich einfach herstellen lassen und
bei welchen insbesondere die fertigungstechnisch bedingten Unterschiede in der Federkraft
nicht unmittelbar zur Auswirkung auf die Dichtkraft der Dichtlippe gelangen dadurch,
daß
die die Dichtlippe tragende Membranscheibe von dem unmittelbaren Angriff der Feder
freigehalten ist, weil die Feder im Bereich des 17berganges der Membran in den Haftteil
angreift, bis zwischen der Angriffsstelle der Feder und der eigentlichen Dichtlippe
ein Element in Form der Membranscheibe vorgesehen ist, durch welches die Wirkung
der Federkraft auf die Dichtlippe vermindert wird. Infolge dieser Abschwächung des
Einflusses der Federkraft auf die Dichtlippe, können die gegen die Neigung der Membranscheibe
wirkenden axialen Verformungskräfte eine Vorspannung erzeugen, die größer ist, als
die während des Betriebes der Dichtung auftretende bleibende Dehnung des Dichtungsmaterials.
Durch diese Vorspannung wird ein Ausgleich gegen das Kriechen und Quellen des Dichtungswerkstoffes
erzielt, wodurch gleichzeitig eine ungenügende Anlage und ein Undichtwerden an der
Dichtstelle vermieden wird.
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Zwei Ausführungsbeispiele von Wellendichtungen nach der Erfindung
sind in der Zeichnung in schematischer Form dargestellt. Es zeigt F i g. 1 einen
axialen Teilschnitt durch eine Ausführungsform einer Dichtmanschette gemäß der Erfindung,
F i g. 2 einen Teilschnitt durch eine komplette Dichtung im Einbauzustand, F i g.
3 eine etwas andere Ausführungsform.
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In allen Figuren ist mit 1 eine ringförmige Dichtmanschette mit im
wesentlichen U-förmigem Querschnitt bezeichnet. Die membranartigen Seitenwandungen
2 und 2' bilden Membranscheiben mit Dichtlippen 4 und 4' und sind gemäß F i g. 1
gegeneinandergeneigt, so daß sich in bezug auf den axialen Haftteil 3 eine Winkelstellung
etwas kleiner als 90° ergibt. Bei der in F i g. 2 gezeigten einbaufertigen Dichtung
ist in die Manschette 1 eine Schraubenfeder 5 unter Vorspannung eingesetzt. Durch
die Federspannung in axialer Richtung werden die membranartigen Seitenteile 2 und
2' nach außen gedrückt. Die Dichtlippen 4 und 4' liegen dichtend auf der Welle 6
auf. Zweckmäßigerweise wird die Feder 5 mit ihrem Außendurchmesser etwas größer
als die lichte Weite der Manschette gewählt, so daß eine Versteifung und Abstützung
des Haftteiles 3 erreicht wird.
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Bei dem Beispiel nach F i g. 3 sind zwischen Manschette 1 und Feder
5 zwei Winkelringe 7, 7' angeordnet, damit die von der Feder hervorgerufenen Dehnungskräfte
gleichmäßiger auf die Manschette übertragen werden. Bei entsprechender Ausbildung
dieser Winkelringe können diese auch zur Abstützung der membranartigen Seitenteile
bei der Abdichtung gegen höhere Drücke dienen.
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Auch die Umkehrung der Wirkung der axialen Verformungskräfte von außen
nach innen ist möglich.
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Des weiteren ist auch eine Ausführungsform der Dichtmanschette mit
im wesentlichen L-förmigem Querschnitt möglich, wobei sich dann eine Einfachlippendichtung
ergibt.