DE19522890C1 - Dichtungsanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung gemäß des Oberbegriffs von Anspruch 1.

Eine solche Dichtungsanordnung ist aus der DE-Konstruktionsmappe, Firma DOMSEL GmbH, Kreuzau-Üdingen "Radialwellendichtringe" bekannt. Bei Verwendung der doppellippigen Radialwellendichtring-Typen wird der Ringraum zwischen den beiden Lippen zu zwei Drittel mit Fett gefüllt, damit Trockenlauf für die dem abzudichtenden Medium abgewandte Lippe vermieden wird. Die beiden Axialvorsprünge der Dichtungen des Typs AB-SF sind bei der vorbekannten Dichtungsanordnung durch Reibschluß miteinander verbunden.

Eine weitere Dichtungsanordnung ist aus der DE 34 18 738 C1 bekannt. Die Dichtungsanordnung ist als Wellendichtung ausgebildet und umfaßt ein ringför­ miges Dichtungselement aus polymerem Werkstoff, das mit seiner Dichtfläche elastisch an die durch die Oberfläche der Welle gebildete Gegenfläche ange­ drückt ist. Die Dichtfläche ist mit wenigstens einem hydrodynamisch wirkenden Rückförderelement für Leckflüssigkeit versehen, wobei zusätzlich zu der Dicht­ fläche auch die Gegenfläche mit Rückförderelementen versehen ist. Die Rück­ förderelemente der Dichtfläche und der Gegenfläche haben eine voneinander abweichende Förderwirkung. Festhaftende Anbackungen im Bereich der dyna­ mischen Abdichtungszone treten durch eine derartige Ausgestaltung nicht mehr auf. Außerdem wird durch eine gute Kühlung des im Dichtspalt enthaltenen Flüssigkeitsvolumens die Bildung von Ölkohle zuverlässig vermieden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dichtungsanordnung der vorbe­ kannten Art derart weiterzuentwickeln, daß Leckflüssigkeit die vom abzudich­ tenden Raum an der ersten Radialwellendichtung vorbei in Richtung der zweiten Radialwellendichtung austritt, während der gesamten Gebrauchsdauer der Dich­ tungsanordnung innerhalb derselben zurückgehalten und gespeichert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen von Anspruch 1 ge­ löst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug.

Zur Lösung der Aufgabe ist es vorgesehen, daß der Raum als Speicherraum zur Aufnahme von Leckflüssigkeit ausgebildet ist und ein Speichervolumen auf­ weist, das 0,1 bis 0,5 l beträgt und wobei der erste Radialwellendichtring nur eine axial in Richtung des abzudichtenden Raums umgeformte Dichtlippe auf­ weist, die von einander durchschneidenden Kegelflächen begrenzt ist und die Welle mit einer sinusförmigen Berührungslinie umfangsseitig dichtend umschließt. Hierbei ist von Vorteil, daß Leckflüssigkeit, die betriebsbedingt aus dem abzu­ dichtenden Raum an der Dichtlippe des ersten Radialwellendichtrings vorbei in Richtung des zweiten Radialwellendichtrings austritt, im Speicherraum aufge­ nommen wird. Die Größe des Speicherraums ist dabei so bemessen, daß die ge­ samte, während der Gebrauchsdauer der Dichtungsanordnung in den Speicher­ raum eintretende Leckflüssigkeit aufgenommen und gespeichert wird. Die Dichtlippen von beiden Radialwellendichtringen sind in Richtung des abzudich­ tenden Raums angeordnet und einander in einer funktionstechnischen Reihen­ schaltung zugeordnet. Die Dichtlippe des ersten Radialwellendichtrings ist als Vorschaltdichtung bezogen auf die Dichtlippe des zweiten Radialwellendichtrings ausgebildet. Im neuen Zustand hält zunächst nur der erste Radialwellendichtring das abzudichtende Medium innerhalb desabzudichtenden Raums zurück. Mit zunehmender Gebrauchsdauer der Dichtungsanordnung läßt die Dichtwirkung der ersten Dichtlippe durch abrasiven Verschleiß allmählich etwas nach. Die re­ lativ verschlechterte Dichtwirkung im Laufe der Gebrauchsdauer kann bei­ spielsweise auf im abzudichtenden Medium befindliche Schwebekörper zurück­ zuführen sein, die die Dichtlippe des ersten Radialwellendichtrings angreifen.

Der Speicherraum kann einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufwei­ sen, wobei das Speichervolumen der betriebsbedingt zu erwartenden Leckage des ersten Radialwellendichtrings entspricht. Das Speichervolumen beträgt 0,1 bis 0,5 l, bevorzugt 0,2 bis 0,35 l. Hierbei ist von Vorteil, daß ein derart bemessenes Speichervolumen für die meisten Anwendungsfälle einen guten Kompromiß zwischen kompakten Abmessungen der Dichtungsanordnung in axialer und radialer Richtung und einer ausgezeichneten Abdichtung während der gesamten Gebrauchsdauer bedingt.

Der erste Radialwellendichtring weist nur eine axial in Richtung des abzudich­ tenden Raums umgeformte Dichtlippe auf, die von einander durchschneidenden Kegelflächen begrenzt ist und die Welle mit einer sinusförmigen Berührungslinie umfangsseitig dichtend umschließt. Die Dichtlippe kann sowohl durch ihre Ei­ genelastizität und den Druck innerhalb des abzudichtenden Raums, als auch nach einer anderen Ausgestaltung durch eine Ringwendelfeder in radialer Rich­ tung an die Oberfläche der Welle dichtend angepreßt sein. Die einander durch­ schneidenden Kegelflächen, wobei die dem abzudichtenden Medium zuge­ wandte Kegelfläche einen größeren Winkel mit der Oberfläche der Welle ein­ schließt, als die axial in Richtung des zweiten Radialwellendichtrings angeord­ nete Kegelfläche, und die sinusförmige Berührungslinie bewirken eine ausge­ zeichnete Schmierung der Dichtlippe mit abzudichtendem Medium und einen Rückfördereffekt in Richtung des abzudichtenden Raums.

Um den abrasiven Verschleiß der ersten Dichtlippe während der gesamten Ge­ brauchsdauer möglichst gering zu halten und um nahezu gleichbleibende Ge­ brauchseigenschaften während der gesamten Gebrauchsdauer der Dichtungs­ anordnung sicherzustellen, ist es vorgesehen, daß die spezifische Anpressung der Dichtlippe des ersten Radialwellendichtrings an die Welle höchstens 90 N/m beträgt. Eine spezifische Anpressung von 90 N pro Meter Umfang ist außeror­ dentlich wenig. Der abrasive Verschleiß ist dadurch auf ein Minimum begrenzt. Eine derartige vorteilhafte Ausgestaltung ist möglich, da die die erste Dichtlippe passierende Leckflüssigkeit innerhalb des Speicherraums gespeichert und be­ darfsweise durch den zweiten Radialwellendichtring gegenüber der Umgebung abgedichtet wird. Die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung weist daher eine lange Gebrauchsdauer mit gleichbleibend guten Gebrauchseigenschaften auf.

In axialer Richtung beiderseits der Dichtlippe des ersten Radialwellendichtrings kann jeweils ein sich in axialer Richtung erstreckender Dichtspalt von kapillarak­ tiver Enge vorgesehen sein, wobei das Verhältnis von axialer Breite zu radialer Höhe eines jeden Dichtspalts 1 bis 10, bevorzugt 4 bis 8 beträgt. Hierbei ist von Vorteil, daß eine gute statische Abdichtung bei nicht umlaufender Welle sicher­ gestellt ist. Wird die Welle im Anschluß an ihren Stillstand in eine Drehbewe­ gung versetzt, bewirkt die Dichtlippe des ersten Radialwellendichtrings durch ih­ re Förderwirkung in Richtung des abzudichtenden Raums eine Verlagerung der Flüssigkeitsbestandteile aus den Dichtspalten axial in Richtung des abzudichten­ den Raums.

Der Dichtlippe des zweiten Radialwellendichtrings kann auf der dem abzudich­ tenden Raum abgewandten Seite eine Staubdichtung nachgeschaltet sein, wobei die Dichtlippe und die Staubdichtung einstückig ineinander übergehend und materialeinheitlich ausgebildet sind. Zur Schmierung der Dichtlippe des zweiten Radialwellendichtrings und der Staubdichtung sowie als zusätzliche Durchtritts­ sperre für das abzudichtende Medium kann es vorgesehen sein, daß der Ring­ raum zwischen der Staubdichtung und der Dichtlippe mit einer Fettfüllung ver­ sehen ist. Eine ausreichende Schmierung der Dichtlippe ist dadurch auch dann sichergestellt, wenn kein abzudichtendes Medium durch den Speicherraum ent­ lang der Welle in Richtung des zweiten Radialwellendichtrings vordringt.

Zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung sind in der Zeichnung Fig. 1 und 2 dargestellt und werden nachfolgend näher erläutert.

In Fig. 1 ist eine Dichtungsanordnung gezeigt, die als Montageeinheit 3 ausgebildet und in eine Gehäusebohrung 4 eingepreßt ist, wobei das Gehäuse den Axialvorsprung 14 des zweiten Radialwellendichtrings 6 dichtend umschließt. Die Montageeinheit 3 umfaßt einen ersten und eine zweiten Radialwellendichtring 5, 6, deren Dichtlippen 7, 8 einander in einer funktionstechnischen Reihenschaltung zugeordnet sind. Die Axialvorsprünge 13, 14 der Stützringe 11, 12 sind miteinander verpreßt, wobei zwischen dem Innenumfang des Axialvorsprungs 13 und dem Außenumfang des Axialvorsprungs 14 ein folienartiger Dichtlack 23 vorgesehen ist. Die Dichtlippe 7 des ersten Radialwellendichtrings 5 ist in axialer Richtung sinusförmig ausgebildet und umschließt den Außenumfang der Welle 1 dichtend. Der zweite Radialwellendichtring 6 umfaßt eine Dichtlippe 8, die durch eine Ringwen­ delfeder 24 an die Oberfläche der Welle 1 angedrückt ist. Auf der dem ersten Radialwellendichtring 5 abgewandten Seite der Dichtlippe 6 ist eine Staubdichtung 21 vorgesehen, wobei der Ringraum 25 zwischen der Dichtlippe 6 und der Staubdichtung 21 mit einem Sperrfett befüllt ist. Die Ringvorsprünge 9, 10 der Stützringe 11, 12 von erstem und zweitem Radialwellendichtring 5, 6, die Axialvorsprünge 13, 14, die Dichtlippen 7, 8 sowie die Oberfläche der Welle 1 begrenzen den Speicherraum 15, der in diesem Falle ein Speichervolumen 22 von 0,325 l aufweist. Die Lippe 7 des ersten Radialwellendichtrings 5 um­ schließt die Oberfläche der abzudichtenden Welle 1 mit einer sinusförmigen Be­ rührungslinie 18 um eine Rückförderwirkung des abzudichtenden Mediums in Richtung des abzudichtenden Raums 2 zu gewährleisten. Um eine einwandfreie statische Abdichtung bei einer relativ zum Gehäuse stillstehenden Welle 1 zu erzielen, sind die Dichtspalte 19, 20 axial beiderseits der durch die Kegelfläche 16, 17 begrenzten Dichtlippe 7 von kapillaraktiver Enge. Die die Dichtlippe 7 des ersten Radialwellendichtrings 5 passierende Leckage sammelt sich im Laufe der Gebrauchsdauer innerhalb des Speicherraums 15.

In Fig. 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel gezeigt, das sich vom Ausfüh­ rungsbeispiel aus Fig. 1 dadurch unterscheidet, daß zwischen dem Innenraum des Axialvorsprungs 13 und dem Außenumfang des Axialvorsprungs 14 anstelle des folienartigen Dichtlacks ein Haftsitz aus elastomerem Werkstoff vorgese­ hen ist, der den Axialvorsprung 14 vollständig umschließt.

Claims (4)

1. Dichtungsanordnung zur Abdichtung einer Welle, umfassend eine in Richtung des abzudichtenden Raums angeordnete erste Radialwellendich­ tung und eine auf der dem abzudichtenden Raum abgewandten Seite der ersten Radialwellendichtung mit axialem Abstand benachbart angeordnete zweite Radialwellendichtung, wobei die erste und die zweite Radialwel­ lendichtung als Montageeinheit zusammengefaßt und flüssigkeitsdicht sowie relativ unverdrehbar in einer Gehäusebohrung abgeordnet sind und die Welle jeweils unter radialer Vorspannung dichtend umschließen, wobei die erste Radialwellendichtung und die zweite Radialwellendichtung als separat erzeugte Radialwellendichtringe ausgebildet sind, wobei der erste Radialwellendichtring ein im wesentlichen Z-förmiges Profil aufweist, wo­ bei der zweite Radialwellendichtring ein axial in Richtung des abzudich­ tenden Raums geöffnetes, im wesentlichen C-förmiges Profil aufweist, wobei der erste und der zweite Radialwellendichtring jeweils zumindest eine Dichtlippe aus elastomerem Werkstoff aufweisen, die an radial nach innen weisenden Ringvorsprüngen von im wesentlichen L-förmigen Stütz­ ringen aus einem nicht kriechenden Werkstoff festgelegt sind und wobei die radial außenseitigen Axialvorsprünge der Stützringe kraft- und/oder formschlüssig miteinander verbunden sind und mit den Ringvorsprüngen, den Dichtlippen und der Welle eine im wesentlichen kreisringförmigen Raum begrenzen, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum als Speicher­ raum (15) zur Aufnahme von Leckflüssigkeit ausgebildet ist und ein Speichervolumen (22) aufweist, das 0,1 bis 0,5 l beträgt und wobei der erste Radialwellendichtring (5) nur eine axial in Richtung des abzudichtenden Raums (2) umgeformte Dichtlippe (7) auf­ weist, die von einander durchschneidenden Kegelflächen (16, 17) be­ grenzt ist und die Welle (1) mit einer sinusförmigen Berührungslinie (18) umfangsseitig dichtend umschließt.

2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die spezifische Anpressung der Dichtlippe (7) des ersten Radialwel­ lendichtrings (5) an die Welle (1) höchstens 90 N/m beträgt.

3. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in axialer Richtung beiderseits der Dichtlippe (7) des ersten Radialwellendichtrings (5) ein sich in axialer Richtung erstreckender Dichtspalt (19, 20) von kapillaraktiver Enge vorgesehen ist und daß das Verhältnis von axialer Breite zu radialer Höhe eines jeden Dichtspalts (19, 20) 1 bis 10 beträgt.

4. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Dichtlippe (8) des zweiten Radialwellendichtrings (6) auf der dem abzudichtenden Raum (2) abgewandten Seite eine Staubdichtung (21) nachgeschaltet ist und daß die Dichtlippe (8) und die Staubdichtung (21) einstückig ineinander übergehend und materialeinheitlich ausgebildet sind.