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Dichtungsring aus elagtigehem Material Die Erfindung bezieht sich
auf einen Dichtungsring aus elastischem Material Wie Gummi oder Kunststoff !tür
Abdichtung eines wellenförittigen, Teils, auf das er unter Vörgpannung aufgeschoben
wird, gegenüber einer relativ dazu drehbäreü, im wesentlichen radialen Gegendichtfläche,
wobei der Dichtungsring durch diüeii iitigfötinigen Eitiächnitt von der äußeren
Mantelfläche aus durch den giößten Teil der Querschnittsfläthe ifi eiheh uhter der
Vötgpaiiiiung aufweitbaren und auf dem welleiiförrhigefi Teil festklenitäbaren Befegtigühg#tliig
uhd mindestens eine im eingebauten gegenüber dein entspannten Zustand axial abge-§preizte
Dichtlippe gegliedert ist.
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]ki derartigen DichtungAringen ist es bekannt, den Ihneüdurührnesser
über die ganze Breite des DichtUliggrihges konstant zu halteh, im eingebauten Zustähd
aber eine unregelmäßige A, ufweitung und damit ein axiales Abspreizen der Dichtlippe
dadurch zu erftithen, daß der Dichtring nur im tereich des als Befestigungsring
ausgebildeten Abschnitts fest auf dein welleiiförinigen Teil aufsitzt, während er
mit der Dichtlippe eine In die Welle eiiigedrehte Nut übergreift und deshalb an
dieser Stelle das Bestreben zeigt, sich zusammenzuziehen und dabei die Dichtlippe
abzuwinkeln.
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Nach einer ähnlichen Ausführung eines Dichtungsrings ist es auch bekannt,
das Abspreizen der Dichtlinne vom Befestigungsring nicht erst durch ein über dfiBreite
des Dichtungstings ungleichmäßiges Aufgpafinen, sondern bereits allein durch die
Formgebung des Dichtungsrings entstehen zu lassen. Die Dichtlippe ragt auch im entspannten
Zustand in axialer Richtung vom Befestigungsring ab, von welchem sie nicht durch
einen glatteh ringförmigen Einschnitt sondern durch eine V-förmige Nut getrennt
ist.
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Nachteilig bei der etstgenannten vorbekanntenAusführungsforin ist,
daß die Welle, auf welche der Dichtüllgsring aufgeschoben werden soll, mit einer
Nut vetsehen werden muß. Ddingegenüber zeigt die letztgenannte Ausführungsform den
Mangel, daß an Stelle eines einfachen Einschnitts eine Nut äus dem Material des
Dichtungsrings ausgearbeitet werden muß, welüher Nächteil besonders deshalb ins
Gewicht fällt, weil es sich bei derartigen Dichtungsringen um typisehe Massenartikel
handelt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die aufgezeigten Mängel zu vermeiden
und einen Dichtungsring zu schaffen, welcher sowohl in der Herstellung billig ist
als auch, um das Abspreizen der Dichtlippe zu erreichen, nicht auf das Aufspannen
auf einer mit einer Ringnut versehenen und dadurch eventuell empfindlich geschwächten
Welle angewiesen ist. Die Erfindungsaufgabe wird dadurch gelöst, daß der Innendurchmesser
des Dichtungsrings im Bereich der Dichtlippe größer ist als im Bereich des Befestigungsrings.
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Nach vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß
der ringförmige Einschnitt in an sich bekannter Weise zu mindestens einer der Stirnflächdn
des Dichtungsrings parallel ist, oder daß der ringfönnige Einschnitt eben ist und
mit der Wellenachse einen Winkel von 900 bildet. In weiterer vorteilhafter
AUsgestaltung der Erfindung ist die innere Mantelflädlie des Dichtungsrings im spannungslosen
Zustand desselben im Bereich der Dichtlippe zur Stimfläche hin im wesentlichen konisch
erweitert.
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Bei einigen Anwendungsfällen kann es in Ausgestaltung der Erflndung
zweckmäßig sein, nicht nur auf einer, sondern zu beiden Seiten des Befestigungsrings
Dichtlippen auszubilden.
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Der Zusammenbau des erfindungsgemäßen Dichtrings mit einem wellenförmigen
Teil und einer Gegendichtfläche zu einer wirksamen Dichtungsvorrichtung erfolgt
zweckmäßig derart, daß zwischen dem Außendurchmesser des wellenförmigen Teils
und dem Iniiendurchmesser des Dichtungsrings im spannungsloseia Zustand desselben
ein solches Verhältnis besteht, daß die Dichtlippe vor ihrem Andrücken an die Gegendichtfläche
einen Kegelstumpf mit einem spitzen Winkel zwischen 60 und 1201> bildet.
Abspreilz-Winkel dieser Größenordnung sind allerdings auch
bei den
bekannten Ausführungen von Dichtungsringen vorgesehen.
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Zur näheren Erläuterung der Erfindung und deren Vorteile sind im.
folgenden einige Ausführungsformen an Hand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt F
i g. 1 einen Dichtungsr:ng in spannungslosem Zustand, F i g. 2 den
gleichen Dichtungsring auf einer Welle ausgeweitet, F i g. 3 den gleichen
Ring in Abdichtungsstellung, F i g. 4, 5 und 6 Schnitte durch
drei etwas abgeänderte Ausführungsformen.
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F i g. 7 einen Dichtungsring mit zwei Dichtungslippen, F i
g. 8 ein Verfahren zur Herstellung eines Dichtungsrings gemäß F i
g. 1,
F i g. 9 ein anderes Verfahren zur Herstellung des Dichtungsrings.
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In F i g. 1, 2 und 3 bezeichnet 11 einen Dichtungsring
aus einem gummielastischen Material. Ein geeignetes Material ist Nitril- und Neoprengummi
mit einer Schorezahl von 60 bis 7011 S. Der Dichtungsring ist von
einer äußeren Zylinderfläche 12 und einer inneren Zylinderfläche 13 sowie
zwei -ebenen ringförmigen Stirnflächen 14, 15 begrenzt. Die Stirnfläche
14 begrenzt einen im folgenden als Befestigungsring 16
bezeichneten Teil des
Dichtungsrings 11. Der andere Teil des Dichtungsrings, eine ringförmige Lippe
17,
ist von der Stirnfläche 15 begrenzt. Die beiden Teile,
d. h. der Befestigungsring 16 und die Lippe 17, sind durch
einen ringförmigen Schnitt 18 getrennt, welcher sich durch den größeren Teil
der Querschnittsfläche des Rings hindurcherstreckt. Lediglich eine dünne Partie,
die als ein nachgiebiges Scharnier 20 bezeichnet werden kann, verbindet die Lippe
17 mit dem Befestigungsring 16. Die Dicke des Scharniers 20 ist geringer
als die der Lippe. Die Stirnfläche 15 und die innere Zylinderfläche
13 sind durch eine konische Fläche 19 vereinigt, die der Lippe
17 als Stütze dient, wenn der Dichtungsring auf einer Welle 21 ausge-.weitet
wird und sich die Lippe dabei am Scharnier 20 faltet und einen Trichter (F i
g. 2) mit einem Spitzenwinkel bildet, der zwischen 60 und 1200 liegen
soll. F i g. 3 zeigt den Dichtungsring in montierter Stellung. Die Lippe
17 liegt mit einer scharfen Kante 22 gegen die Wand 23 an, die. von
der im Verhältnis zur Wand drehbaren Welle 21 durchsetzt ist. Die Lippe ist etwas
nach hinten gepreßt, weshalb die Eigenspannung der Lippe die Kante 22 gegen die
Dichtungsfläche 23 angepreßt hält. In der in F i g. 3 eingenommenen
Stellung der Dichtung kann eine verhältnismäßig große Bewegung der Welle in axialem
Sinne gestattet werden. Das Durchmesserverhältnis zwischen der Welle 21 und der
inneren Zylinderfläche 13 des nicht ausgeweiteten Dichtungsrings wird derart
gewählt, daß bei Anbringung des -Rings 11 auf der Welle
21 die Lippe 17 vor ihrer Ansetzung gegen die Wand 23
einen
Kegelstumpf mit einem zwischen 60 und 1200 liegenden Spitzenwinkel bildet.
In der Praxis bedeutet dies eine Ausweitung von 10 bis 20 %.
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In der in F i g. 4 gezeigten Ausführungsform sind die Stimflächen
44 und 45 nicht völlig eben, sondern schwach konisch. Die Lippe 47 und der Befestigungsring
46 sind durch einen ebenen Schnitt 48 getrennt. Die schwach konische Stimfläche
45 geht in eine andere konische Fläche 49 über, mit welcher sichdie Lippe in Abdichtungsstellung
gegen die Welle abstützt. Der Dichtungsring gemäß F i g. 5, unterscheidet-sich
von dem in F i g. 4 lediglich dadurch, daß der die Lippe 57 vom Befestigungsring
56 trennende Schnitt 58 zu den Stirnflächen 55 und 54 parallel
ist. Ferner ist die konische Stützfläche 49 in F i g. 4 durch eine hauptsächlich
zylindrische Fläche 59 a und eine ebene Fläche 59 b ersetzt. Die Lippe
stützt sich in dieser Ausführungform mit der zwischen den Flächen 55
und 59a
liegenden Kante gegen die Welle ab.
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Der in F i g. 6 veranschaulichte Dichtungsring schließlich
hat zwei parallele ebene Stirnflächen 64 und 65, während der Schnitt
68 schwach konisch ist.
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DerErfindungsgedanke ist jedoch nicht nur anDichtungsringen mit einer
einzigenLippe anwendbar. So ist in F i g. 7 ein Dichtungsring 71 mit
zwei Lippen 77
und einem dazwischenliegenden Befestigungsring 76
dargestellt.
Der Dichtungsring ist: auf einer Welle 81
angebracht und die Lippen liegen
dichtend gegen zwei schwach konische Wände 83 an, die eine für einen üblichen
Filzring bestimmte Nut 82 begrenzen. Der Dichtungsring 71 ersetzt
also in dem gezeigten Fall den Filzring.
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Die Vorteile eines erfindungsgemäßen: Dichtungsrings gegenüber den
bekannten Typen liegen vor allem in der äußerst einfachen Herstellung. Ein Beispiel
eines solchen Herstellungsverfahrens ist schematisch in F i g. 8 veranschaulicht.
Das Ausgangsmaterial für die Dichtungen ist ein Gummischlauch 30, welcher
schrittweise auf einem Dorn 32 vorgeschoben wird, welcher um14uft,-, während
der Schlauch auf seiner Außenseite mittels2 einer Schleifscheibe 33 geschliffen
wird, damit die Gutdicke über den ganzen Querschnitt der gleiche ist. Der Schlauch
30 wird in jedem Schritt auf dem Dorn 32 um so viel vorgeschoben,
daß er um einen Betrag entsprechend der Gesamtbreite des herzustellenden Dichtungsrings
31 vom Dorn vorsteht. Eine Schleifscheibe 34 in der Form eines Kegelstumpfes
schrägt die innere Kante 39 des Schlauches ab, um diejenige StÜt A.äche zustande
zu bringen, mit der sich die Lippe 37 im montierten Zustand der Dichtung
gegen die Welle abstützt. Zwei Messer 38
und 35 werden in rechtem Winkel
zur Drehungsachse so weit vor-eschoben, daß das Messer 35 die Lippe
37
in hinreichendem Grade vom Befestigungsring 36
trennt. Danach schneidet
das Messer 38 den Dichtungsring ganz- vomSchlauch ab. Die Schleifscheibe
34 wird zurückgezogen, der abgeschnittene Dichtungsring 31 fällt ab, und
der Schlauch 30 wird für einen neuen Schleif- und Schneidvorgang vorgeschoben.
Die Schleifscheibe 34 kann durch ein Schneidwerkzeug ersetzt sein.
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Bei dem in F i g. 9 dargestellten Herstellungsverfahren werden
formgegossene massive Ringe 91 mit einem Querschnitt verwendet, welcher im
wesentlichen mit dem des Ringes gemäß F i g. 1 übereinstimmt. Diese formgegossenen
Ringe 91, die somit eine der konischen Fläche 19 entsprechende konische
Fläche aufweisen, werden mit Hilfe eines Dorns gedreht, wobei ein Schneidwerkzeug
99 einen Schnitt 98 durch den größeren Teil des Querschnitts macht,
so daß dieser in einen Befestigungsring 96 und eine Lippe 97 aufgeteilt
wird.
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In der eben beschriebenen Weise ausgeführte Dichtungsringe versieht
man vorzugsweise mit einer gerieften inneren zylindrischen Fläche 93. Dies
bringt einerseits den Vorteil, daß der Befestigungsring 96
einen festeren
Griff um die Welle erhält, und andererseits den Vorteil, daß bei der Anbringung
des Dichtungsrings
zwischen der Welle und dem Befestigungsring
eindringendes Schmiermittel sehr schnell zwischen den Riefen hinausgetragen wird.