DE1942659C3

DE1942659C3 - Dichtungseinheit zwischen einer Achse und einem um diese rotierenden Maschinen teü

Info

Publication number: DE1942659C3
Application number: DE1942659A
Authority: DE
Inventors: George Lewis Southfield Corsi; Stanley Noble Farmington Smith; Mario Royal Oak Zelaya Jun.
Original assignee: Federal Mogul LLC
Current assignee: Federal Mogul LLC
Priority date: 1968-10-07
Filing date: 1969-08-21
Publication date: 1974-06-27
Also published as: US3561770A; GB1234719A; DE1942659A1; DE1942659B2; ES371420A1; JPS4821739B1; DE6933054U; FR2020073A1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Dichtungscinheit zwischen einer Achse und einem um diese rotierenden Maschinenteil mit einem fest auf der Achse angeordneten Tragring für die Dichtlippe, der einen sich zylindrisch erstreckenden Haltebereich und einen sich daran anschließenden radialen Flansch aufweist, an dessen Ende sich axial die als Radialdichtung wirkende Dichtlippe erstreckt und mit einem am Maschinenteil festgelegten Blechring, der im Querschnitt einen radial sich nach innen erstreckenden Abschnitt und einen daran schließenden, axial sich erstreckenden, die Dichtlippe radial von innen untergreifenden zylindrischen Teil aufweist, auf dessen Außenseite die Dichtlippe dichtend anliegt.

Mit einer derartigen bekannten Dichtung (USA.-Patentschrift 2 478 140) werden günstige Laufeigenschaften derDichtlippe hinsichtlich derGleitgcsehwindigkeit und der auf die Dichtlippe wirkenden Kräfte erreicht. Durch das radiale Untergreifen der Dichtlippe von innen durch den Blechring des um die feste Achse umlaufenden Maschinenteils wirken auf die Dichtlippe keine Zentrifugalkräfte.

Der I-rfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese ^6ü bekannte Dichtungscinheit durch eine Staubdichtungslippe derart zu verbessern, daß möglichst geringe (lieitgcschwiiidigkeiten in Verbindung mit einer radial re!;üiv kuiv.cn und damit wirksamen StaubdichtungslipjH ei reicht werden.

Die Lösung der Aufgabe besteht bei einer Dichtungseinheit der eingangs beschriebenen Art erfindungsgcmiiß darin, daß der axiale zylindrische Teil des Blechringes weiterhin radial nach innen und danach wieder axial nach außen rücklaufend in einen zum zylindrischen Teil koaxialen weiteren, sich im wesentlichen axial erstreckenden Abschnitt übergeht und an dem freien Ende des Haltebereiches des Trugringes eine an dem axialen Abschnitt dichtend anliegende Staublippe angeordnet ist.

Es ist zwar schon eine Dichtungseinheit anderer Gattuno, bei der die Dichtlippe nicht radial untergnffen wird und daher nicht die günstigen Eigenschaften hinsichtlich der auf die Dichtlippe wirkenden Zentrifugalkräfte erzielt werden, bekannt (SAE-Journai. Mai 1960, S. 122). bei der eine geringe Gleitgeschw:ndigkcit durch eine kurze radial innen liegende Stai.l·- dichtungslippe erreicht wird und bei der die Glei:- fläche der Staublippe von der Gleitfläche der eige.^;-iichen Dichtlippe entfernt angeordnet ist, wobei üv Gegenlauffiäche beider Dichtungen durch eine ;;:; Querschnitt U-förmige Gestaltung eines Außenblech > erreicht wird Dadurch ist zwar zwischen der Haup dichtungsstelle und der Staublippe ein relativ lange, Labyrinthweg vorhanden und eine gute Warme abfuhr von den Dichtflächenbereichen gewahrle.ste·, Diese Dichtungseinheit ist jedoch insofern nachleihg als ihre Konstruktion einen verhältnismäßig grobe-Durchmesser und eine große Gleitgeschwindigkeitde; Dichtungslippe bedingt. Eine großeGleitgeschwindi.:- keit hat aber eine große Abnutzung zur Folge.

Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung an Hand von in den Zeichnungen dargestellte-: Ausführungsformen beispielsweise beschrieben, !n den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine Teilansicht im Aufriß und im Schniti von dem Einbau einer angetriebenen Vorderachse mit einer Dichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht im Aufriß und im Schnitt der eine Einheit darstellenden Dichtung in Fi g. 1,

Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht im Aufriß und im Schnitt des Dichtuneselcmcntes der Dichtuni: in Fig. 2,

Fig. 4 eine Ansicht ähnlich der in Fig. 2 einer abgeänderten Form einer Dichtung.

Die Fig. 1 zeigt ein typisches Anwendungsbeispiel der Erfindung. Eine schwere Vorderachse K) endet in einem hohlen, sich drehenden Teil 11, der ein Gehäuse um eine ortsfeste Welle 12 herum bildet, mii zwei konischen Rollenlagern 13 und 14 und einen Ölraum 15 zwischen den Lagern 13 und 14. Eine Gehäusekappe 16 verschließt das neben dem Lager 13 liegende Ende und dreht sich mit dem Gehäuse 11. Eine Dichtungseinheit 20 nach der Erfindung ist unmittelbar neben dem anderen Lager 14 angebracht, um das Ausfließen von öl zwischen dem rotieienden Gehäuse 11 und der ortsfesten Welle 12 zu verhindern.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform liegt das Lager 14 in einer Gehäuscausbohrung 17 an einer Stufe 18 an. Eine zweite Stufe 19 führt zu einer Aiisbohrung 21 für die Dichlungscinheit 20, die sicli gegen die Stufe 19 abstützt. Ein Teil 22 der Welle 12 nimmt das Lager 14 gegen die Stufe 23 und ein zylindrischer Teil 24 die Dichtungseinheit auf.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, besteht die Dichtungseinhcil 20 aus drei getrennten Teilen: aus einem Öldichtungsteil 25, einem Blechring 2(S und einem die Einheit herstellenden Teil 27. Der rotierende Blechring 26 ist durch Preßsitz in der Aiisbohrung 21 des

Gehäuses 11 verankert, während der ortsfeste Oldichtungsteil 25 auf der Achse 12 ruht. Das die Einheit herstellende Glied 27 ist ar. dem Blechring 26 befestigt und dreht sich mit ihm.

Der Blechring 26 enthält einen zylindrischen äußeren Lagerungsteil 30, der eng in die Ausbohrung 21 eingreift und das Ausfließen von Öl verhindert. Eine Stufe 31 führt zu einem zweiten zylindrischen Teil 32, der außerhalb der Ausbohrung 21 liegt und über einen gekrümmten Teil 33 in einen radialen Teil 34 übergeht. Von dem Teil 34 erstreckt sich wiederum ein gekrümmter Teil 35 zu einem zylindrischen mit dem Öldichtungsteil zusammenwirkenden Teil 36 mit einer glatten Fläche 37. Dem Teil 36 folgt ein wieder gekrümmter Teil 38, dem ein innerster zylindrischer Teil 39 mit einer glatten Fläche 40 tolgt.

Der Öldichtungsteil 25 selbst enthält einen Tragring 41 aus Metall- oder einem anderen versteifenden oder verstärkenden Material mit einem zylindrischen Innenleil 42 und einem sich nach außen erstreckenden Flansch 43. An diesem Tragring 41 wird ein elastomer Kunststoff angeformt, der einen inneren Verankerungsteil 44 mit einer Reihe von am Umfang verlaufenden Rücken und Tälern aufweist, die in die Welle 12 eng passend eingreifen, so daß zwischen dem öldichtungsteil 25 und der Welle 12 keine Undichtheit entsteht. Ein sich radial nach außen erstreckender Teil 45 ist mit der äußeren Fläche 46 des radialen Flansches 43 verbunden und mit einer Vielzahl von mit Abstand voneinander angeordneten Distanzstücken oder Höckern 47 versehen.

Der radiale Teil 45 geht über einen äußeren Teil 48 in einen flexiblen Nacken 49 mit einer als Radialdichtung wirkenden Dichtlippe 50 über, die einen Dichtungsrand 51 aufweist und nil einer in sich geschlossenen Schraubenfeder 52 \ ersehen ist. Diese Feder zwingt den Dichtungsrand 51 in eine feste rotierende Dichiungsberührung mit der Fläche 37 des Blechringcs 26. Der Rand 51 kann doppelseitig gerichtete Spiral - Segment - Rücken 54 aufweisen (F. g. 3).

An dem freien Ende des Haltebereichs 42 des Tragringes 41 ist eine von der aus Kunststoff bestehenden Verankerung 44 ausgehende Staublippe 55 angeordnet, die an dem axialen Abschnitt 39 dich- *⁵ tend anliegt und gemäß F i g. 3 in einer Kante 56 endet.

Das die Einheit der Dichtung herstellende Glied 27 kann relativ einfach sein mit einem radialen Flansch 60 und einem zylindrischen Teil 61, der innen dicht am äußeren zylindrischen Teil 30 und an der Stufe 31 anliegt. Der radiale Flansch 60 erstreckt sich so weit, daß er die Bewegung des Ö1-dichtungsteiies 25 abgrenzt. Nachdem der öldichtungsteil 25 mit dem Blechring 26 zusammengebaut worden ist, wird der Teil 27 an seinem Platz gebracht. Sodann erfolgt das Verriegeln des Zusammenbaus z. B. durch Unibördeln des Randes 62 an dem Teil 30

Die Distanzstücke oder Hocker 47 dienen als *>» Führungen, um den Öldichtungsteil 25 /11 rasten. Bei Betriebsbeginn wirken sie lose auf den radialen Flansch 60 ein. Im Betrieb können sich die Distanzstücke 57 schnell abnutzen und dann den Flansch nicht mehr wirklich berühren; sie begrenzen aber jede Bewegung des ülüichtiingstcilcs 25 und \ et vollständigen die DichUmgscinheit 20. So bleibt im Betrieb der Öldichtungsteil 25 ortsfest, da or auf der ortsfesten Welle 12 montiert ist, während sich der Blechringzusammenbau 26, 27 dreht. Der Dichtungsteil 25 berührt öldichtend den Blechring 26 durch den ortsfesten Rand 51 auf dtr rotierenden zylindrischen Hache 37, während die Staublippe 55 "leicht gegen die rotierende Fläche 40 des Blechringes 26 gedrückt wird und das Eindringen von Schmutz verhindert. Wegen der Umbiegung 38 kann die Staublippe 55 relativ kurz seil).

Wenn die Ausbohrungs- unii die Weilenflächen ausgefluchtet sind, statt wie in Fig. 1 gekröpft zu sein, ist eine in F i g. 4 gezeigte abgeänderte Torrn des Zusammenbaus verwendbar. Der öldichlungsteil 25 kann unverändert bleiben, aber anderswo gibt es Unterschiede, nämiicr. die veränderten Formen eines Biechringes 71 und eines die Einheit der Dichtung herstellenden Teiis72. Der rotierende Biechring71 ist wieder durch Preßsitz in der Ausbohrung \ erankert (nicht gezeigt). Ebenso ist der ortsfeste Öldichtung*^;: 25 eng durch die Achse (nicht gezeigt) gehalten, während der Teil 72 ebenfalls wieder an dem Blechring 71 befestigt ist und mit ihm rotiert.

Der Blechring?! hat die in Fig. 4 gezeigte Konfiguration. Ein zylindrischer äußerster Lagerungsteil 73 greift eng in die Ausbohrung ein (nicht gezeigt) und führt über eine Krümmung 74 in einen radialen Teil 75. An den radialen Teil 75 schließt sich über eine Krümmung 76 ein zylindrischer, auf den Öldichningsteil einwirkender, Teil 77 mit einer glatten Fläche 78 an. Dem Teil 77 folgt ein rückgekrLmmter Teil 79, der zu einem innersten zylindrischen Teil 80 mit einer gb.tten Fläche 81 führt.

Das die Dichtungseinheit herstellende Glied 72 ist relativ einfach und mit einem radialen Flansch 82 versehen, dem ein zylindrischer Teil 83 folgt, der innen in den äußeren zylindrischen Teil 73 und an den radialen Teil 75 eingepaßt ist. Der radiale Flansch 82 erstreckt sich so weit, da!3 er die Bewegung des öldichiungsteiles 25 begrenzt. Nachdem der Teil 25 mit de-.n Blechring 71 zusammengebaut ist, wird das Glied 72 an seinen Platz gebracht und dann durch Umbördeln der Kante 84 des Teils befestigt.

Wieder dient eine Anzahl von Distanzstücken oder Höckern 47 als Führungen, um den öldichtungsteil 25 zu rasten. Bei Betriebsbeginn wirken sie lose auf den radialen Flansch 82 ein. Nachdem die Flächen der Distanzstücke 47 abgenutzt sind, so daß sie den Flansch 82 nicht mehr wirklich berühren, begrenzen sie weiterhin jede Bewegung des Öldichtungsteils und vervollständigen die Dichtungseinheit 70.

Im Betrieb bleibt der öldichtungsteil 25 ortsfest, da er auf einer ortsfesten Welle montiert ist, während die Blcchringanordnung 71, 72 rotiert. Der Ölclichtun.'.sleil 25 hat öldichtc Berührung mit dem Blechring 71 durch die ortsfeste üichtlippe 51 auf der rotierenden zylindrischen Fläche 78. während die Siaiiblippe 55 leicht gegen die rotierende Fläche 81 des Biechringes 71 gedrückt wird und das Eindringen von Staub und Schmutz verhindert. Wegen der Krümmung 79 kann die Staublippe 55 (Fig. 3) relativ kurz und deshalb wirksamer sein. Der Haupt-Jichtungsrand 51 dichtet wie ein Dichlungsrand ab.

der in einer ortsfesten Ausbohriing gegen eine rotierende zylindrische Welle gehalten wird, obgleich er auf einer ortsfesten Welle angeordnet ist. In diesem Fall wird die Welle durch das Teil 77 des Biechringes ersetzt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Dichtungseinheil zwischen einer Achse und einem um diese rotierenden Maschinenteil mit einem fest auf der Achse angeordneten Tragring für die Dichtlippe, der einen sich zylindrisch erstreckenden Haltebereich und einen sich daran anschließenden radialen Flansch aufweist, an dessen Ende sich axial die als Radialdichtung "> wirkende Dichtlippe erstreckt und mit einem am Maschinentei! festgelegten Blechring, der im Querschnitt einen radial sich nach innen erstreckenden Abschnitt und einen daran anschließenden, axial sich erstreckenden, die Dichtlippe radial von innen untergreifenden zylindrischen Teil aufweist, auf dessen Außenseite die Dichtlippe dichtend anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale zylindrische Teil (36) des Blechringes (26) weiterhin radial nach innen (38) und danach wieder axial nach außen rücklaufend zu einem zum zylindrischen Teil (36) koaxialen weiteren, sich im wesentlichen axial erstreckenden Abschnitt (39) übergeht und an dem freien Ende des Haltebereiches (42) des Tragringes (41) eine an dem axialen Abschnitt (39) dichtend anliegende Staublippe (55) angeordnet ist.

2. Dichtungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtlippe (50) einstückig mit der Staublippe (55) aus elastomerem Kunststoff, in den der Tragring (41) eingelagert ist, ausgebildet ist.