DE1911794A1 - Dichtung fuer oszillierende Drehbewegungen ausfuehrende Lager - Google Patents

Description

Dipl.-lng. H. Sauerland ■ Dn.-lng. R. König Patentanwälte · 4ood Düsseldorf - Cecilienallee 7B · Telefon 432732

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Aktiebolaget Scania-Vabis, Södertälje, Schweden

"Dichtung für oszillierende Drehbewegungen ausführende Lager"

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dichtung für oszillierende Drehbewegungen ausführende Lager zwischen einer Welle und einer dazu koaxial angeordneten Lagerbohrung eines Lagergehäuses. Solche Dichtungen benutzt man häufig an Spezialfahrzeugen, insbesondere an solchen, die in Schlamm oder Sumpfgelände eingesetzt werden, oder die Drehgestelle besitzen.

Bekanntlich benutzt man für Dichtzwecke Dichtringe aus elastischem Polymerisationsmaterial, die einen an einer inneren zylinderischen Bohrungsfläche anliegenden äußeren Teil und einen Lippenteil aufweisen, der an der koaxial zu der im Lagergehäuse befindlichen Lagerbohrung liegenden Welle anliegt. Die Dichtheit solcher bekannten Dichtringe ist in sehr hohem Maße von dem Rückenteil abhängig, welcher den äußeren Teil und den Lippenteil miteinander verbindet. Bei derartigen Dichtringen ist es auch bekannt, in den äußeren Teil V-förmig gestaltete stählerne Versteifungsplatten od.dgl. einzubetten, die bei der Montage der Dichtung in axialer Richtung zusammengedrückt werden, so daß sich der Außendurchmesser des Dichtringes

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vergrößert. Beim Zusammendrücken der Versteifungsplatten muß jedoch der Innendurchmesser des Dichtringes der gleiche bleiben. Um daher die Anlage des Lippenteils an der Welle bzw. Achse zu erleichtern, wird in der Regel eine vorgespannte Ringfeder od.dgl. benutzt.

Dichtringe der vorbeschriebenen Art sind nur für mit Fett geschmierte Lager geeignet. Bei einer schlechten oder ungenügenden Abdichtung muß das Lager im Betriebszustand in kurzen Abständen geschmiert werden. Im Hinblick auf diesen Nachteil ist es in gewissen Fällen unerläßlich, das Lager mit Speziallagerbuehsen auszurüsten, die eine geringere Schmierung als normale Lager erfordern.

Es sind auch bereits nachgiebige Dichtringe mit auf beiden Seiten liegenden steifen Druckringen bekannt. -Wenn""-, die Dichtung in einem Lagerblock od.dgl. befestigt wird, werden die Ringe mittels Schrauben zusammengezogen, so ' daß sich der Durchmesser des Dichtringes ändert und damit an den Berührungsflächen des Lagerblocks und der abzudichtenden Welle zur Anlage kommt.

Derartige Dichtringe benötigen jedoch bei ihrer Anorid-' nung einen vergleichsweise großen Raum. Weiterhin liegt einem solchen Dichtring, ähnlich wie bei anderen bekannten Dichtungen, der Gedanke zugrunde, daß sich die abzudichtende Achse oder Welle relativ zu den Anlageflächen des Dichtringes dreht, d.h. der Dichtring ist für umlaufende Wellen od. dgl. ausgebildet.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, für oszillierende Drehbewegungen ausführende Lager

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eine Dichtung zu schaffen, die die Herstellung eines einfachen und billigen Lagers ermöglicht und einen Austritt von Öl od.dgl. Schmiermittel aus dem Lager verhindert.

Eine derart absolut dichte Dichtung zwischen einer Welle und einer damit koaxial angeordneten Bohrung eines La- , gergehäuses ergibt sich erfindungsgemäß durch mindestens einen aus Gummi oder ähnlichem Werkstoff mit niedrigem Elastizitätsmodul bestehenden nachgiebigen Dichtring, der unter radialer Vorspannung drehfest auf der" Welle und in der Gehäusebohrung gehalten und bei einer begrenzten Drehbewegung der Welle oder des Lagergenauees die Drehbewegung durch innere Verformung aufnimmt, ^l

Bei der Verwendung einer nach der Erfindung ausgebildeten "Dichtung zwischen einer Achse und einem Lagergehäuse kann letzteres mit Öl gefüllt werden, wobei die sonst erforderlichen Speziallagerbuchsen durch vergleichsweise billige Bronzebuchsen ersetzt werden können. Die Abdichtung nach der Erfindung erfordert keine Überwachung, und es hat sich ferner gezeigt, daß sich die Lebensdauer eines nach der Erfindung abgedichteten Lagers ganz beträchtlich erhöht. Obwohl die durch die radiale Vorspannung; des Dichtringes erzeugte Reibungskraft ausreicht, den Dichtring in der gewünschten Lage zwischen den Berührungsflächen der Welle.und der Gehäusebohrung zu halten, kann der Dichtring mittels eines Klebers od. dgl. Verbindungsmittel an den Berührungsflächen der Welle und des. Lagergehäuses befestigt werden.

Der für einen Dichtring nach der Erfindung zulässige ''■-maximale Drehwinkel ist auf ungefähr - 15 begrenzt.

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Sofern jedoch größere Drehwinkel erforderlich sind, empfiehlt sich die Verwendung einer Dichtung aus mindestens drei nebeneinanderliegenden und über zwei oder mehrere Zwischenbuchsen indirekt miteinander verbundenen, erf indungs gemäß en Dichtringe⁵,' wobei ein äußerer Dichtring gegenüber der Achse bzw. der Welle und der andere äußere Dichtring gegenüber der Anlagefläohe des Lagergehäuses drehfest gehalten wird.

Vorteilhafte Ausführungen nach der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Teilansicht eines erfindungsgemäßen Dichtringes vor seiner Montage}

Fig. 2 einen Querschnitt des Dichtringes; -

Fig. 3 einen Schnitt durch ein mit dem Dichtring abgedichtetes Lager in einem Lagergehäuse;

Fig. 4 eine weitere Möglichkeit der Abdichtung zwischen dem Lagergehäuse und der Welle.

Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Dichtring 1 besitzt bei einem Innendurchmesser d einen rechteckigen Querschnitt mit einer Dicke t und einer Breite b. Es versteht aich jedoch, daß der erfindungsgemäße Dichtring 1 unter Beibehaltung der genannten Abmessungen auch eine ■ andere Gestalt aufweisen kann. Der aus einem ölbeständigen Gummi mit niedrigem Elastizitätsmodul hergestellte Dichtring 1 bildet eine absolute Dichtung gegen Öl oder andere Schmiermittel in Lagern, die eine oszillierende Drehbewegung ausführen.

Um dies zu erreichen, wird der Dichtring 1 bei seiner

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Montage in dem lager mittels geeigneter Werkzeuge diametral zusammengepreßt. Der Dichtring wird dabei zwischen einer auf einer Welle oder Achse 3 befestigten Lagerbuchse 4 und einer zylindrischen Bohrungsfläche 5 eines koaxial mit der Welle 3 angeordneten Lagergehäuses 2 befestigt* Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, befindet sich zwischen den Teilen 3, 4 und dem Lagergehäuse 2 noch eine weitere Lagerbuchse 6. Die gesamte Dichtung ist in bekannter Weise mittels eines äußeren Deckels 7 und einer auf dessen Innenseite liegenden und an einer konischen Fläche des Gehäuses angreifenden O-Ringes 8 gegen den Eintritt schädlicher Fremdpartikel geschützt.

Die Teile 3, 4 und das Lagergehäuse 2 können relativ zueinander eine oszillierende Bewegung zwischen zwei nicht dargestellten Anschlägen ausführen. Um während dieser Drehbewegung eine drehfeste Anlage des Dichtringes 1 gegenüber den Teilen 3> 4 und dem Lagergehäuse 2 sicherzustellen, ist der Dichtring 1 für den maximalen Drehwinkel von - Y⁰ nach der folgenden Gleichung ausgelegt:

T" ^{= a}1^{V + a}2 *

Dabei bedeuten t¹ die Dicke des Ringes im eingebauten Zustand, a., und a₂ Konstanten mit folgenden Werten:

a. 3 - 0,03, 0,9 - a_o ^1,3. Die zuletzt genannte KOn-

^: t¹ stante ist jedoch vom Kompressionsfaktor 0,5 < ψ- <. 1,0. Ferner soll die ursprüngliche Dicke t des Dichtringes 1 die Bedingung t £ 5d und 0,01b ^ t ^'1Ob erfüllen.

Wenn der Dichtring 1 nach den vorgenannten Bedingungen ausgebildet und in der erfindungsgemäßen Weise im Lager

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befestigt wird, nimmt er bei einer begrenzten Winkelbewegung zwischen den Teilen 3, 4 und dem Lagergehäuse 2 die Drehbewegung durch Streckung auf. ·

Die Fähigkeit die Verformung des Dichtringes sowie der ?/inkel V der Drehbewegung sind abhängig vender Art des für den Dichtring verwendeten Materials. Es wurde jedoch gefunden, daß bei der Benutzung geklebter Anlageflächen größere Kompressionsfaktoren gewählt werden können als wenn für die Anlage nur Reibungskräfte ausgenutzt werden.

Wenn in bestimmten Fällen die Drehbewegung größer sein muß, als die vorbeschriebene Ausführung mit einem Dichtring aufzunehmen imstande ist, kann die in Fig. 4 dargestellte Abdichtung benutzt werden. Diese Abdichtung besitzt drei Dichtringe 9» 10, 11, die in axialer Richtung nebeneinander liegen und indirekt über zwei Zwischenbuchsen 12, 13 verbunden sind. Die Buchse 12 ist in axialer Richtung teilweise der Buchse 13 überlagert, so daß der Dichtring 10 zwischen den beiden Buchsen 12 und 13 eingepreßt ist, während die äußeren Dichtringe 9 und 11 zwischen der Buchse 12 und der Achseinheit 14, 15 bzw. der Buchse 13 und dem Lagergehäuse 16 eingepreßt sind. .--:..-. -...;..·

Die vorbeschriebene Abdichtung gestattet eine sehr große relative Winkelbewegung der abzudichtenden Teile. Durch" Erhöhen der Anzahl der Dichtringe und der Zwischenbuchsen auf zwei, vier usw. kann die Drehbewegung eines Lagers in großen Winkelbereichen durchgeführt werden. Dabei werden die oszillierenden Bewegungen durch AnscHiagelemente für den die Winkelbewegung ausführenden Teil begrenzt.

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Claims (3)

1. Aktiebolaget Scania-Vabis, Södertälje, Schweden

   Patentansprüche:

   Dichtung für oszillierende Drehbewegungen ausführende Lager zwischen einer Welle und einer dazu koaxial angeordneten Lagerbohrung eines Lagergehäuses, gekennzeichnet durch mindestens einen aus Gummi oder ähnlichem Werkstoff mit niedrigem Elastizitätsmodul bestehenden nachgiebigen Dichtring (1, 9, 10, 11), der unter radialer Vorspannung drehfest-auf der Welle (3, 14) und in der Gehäusebohrung (5) gehalten und bei einer begrenzten Drehbewegung der Welle (3» 14) oder des Lagergehäuses (2, 16) die Drehbewegung durch Verformung aufnimmt.
2. 2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die äußeren und inneren Abmessungen des Dichtringes unter Berücksichtigung des maximalen Drehwinkels von - V⁰ und des Kompressionsfaktors des Dichtringes (1) nach folgenden Bedingungen gewählt werden: rp- = a^ + a₂f a., = -0,03; 0,9 «" a₂ ^ 1,3; 0,5 < Ί^Ο,Ο; t * 5d; 0,01 ^ t ^ 10b, wobei t und t« die Dioke des Dichtringes (1) vor und naoh seiner Montage, a.. und a₂ Konstanten, d der ursprüngliche Innendurchmesser und b die Breite des Dichtringes (1) bedeuten.
3. 3. Dichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (1) mittels eines Klebers od.dgl. Verbindungsmittel an den Berührungsflächen der Welle (3, 14) und des Lagergehäuses (2, 16) befestigt ist.

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   Dichtung nach. Anspruch 1, gekennzeichnet durch mindestens drei koaxial nebeneinanderliegende und über zwei oder mehrere Zwischenbuohsen (12, 13) indirekt miteinander verbundene Dientringe (9, 10, 11), wobei im Falle einer aus drei Dichtringen bestehenden Dichtung ein äußerer Dichtring (9) zwischen der Welle (14) und dem äußeren Ende einer Buchse (12) und der andere äußere Dichtring (11) zwischen dem Itagergehäuse (16) und dem äußeren Ende der anderen Buchse (13) drehfest angeordnet sind, während der mittlere Dichtring (10) zwischen den inneren Enden der beiden Buchsen (12, 13) drehfest angeordnet ist._e

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