DE19713455A1 - Dichtring - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Dicht
ring zum Abdichten einer Welle unterschiedlicher hydrauli
scher und pneumatischer Apparaturen, und insbesondere auf
einen Dichtring, der zum Einsatz beim Abdichten einer Welle
und eines Gehäuses eines Automatikgetriebes eines Fahrzeugs
geeignet ist.
Wie es in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, sind Dicht
ringe 5 von dieser Art in einem Paar isolierter ringförmi
ger Ausnehmungen 4 an einer zylindrischen Außenfläche einer
Welle 1 in einer solchen Weise angeordnet, daß jede zylin
drische Außenfläche 5' von diesen mit einer zylindrischen
Innenfläche 6 eines Gehäuses 2 in Gleitberührung steht, um
Hydrauliköl 3, das einem Ölpfad zwischen den Ausnehmungen 4
zugeführt wird, durch die Dichtringe 5 abzudichten.
Die zylindrische Außenfläche 5' eines solchen Dichtrin
ges 5 wird durch den Hydraulikdruck gegen die zylindrische
Innenfläche 6 des Gehäuses 2 gedrückt, wie es in Fig. 2 ge
zeigt ist; der Dichtring 5 gleitet relativ zwischen einer
Seitenfläche 4a der ringförmigen Ausnehmung 4 und einer
Seitenfläche 7 des Dichtringes. Bei einer solchen Verwen
dungsbedingung ist es erforderlich, daß der Dichtring 5
einen niedrigeren Reibungsverlust hat und das dieser eine
gute Ölabdichtfähigkeit für einen langen Zeitraum aufrecht
erhält.
Um den günstigen Abdichtzustand, wie dieser in Fig. 2
gezeigt ist, aufrechtzuerhalten, muß einer Reibungskraft
zwischen der Seitenfläche 7 des Dichtrings und der Seiten
fläche 4a der Ringnut bzw. der ringförmigen Ausnehmung 4
der Welle 1 immer niedriger als zwischen der zylindrischen
Innenfläche 6 des Gehäuses 2 und der zylindrischen Außen
fläche 5' des Dichtrings sein.
Wenn die Reibungskraft zwischen der Seitenfläche 7 des
Dichtrings und der Seitenfläche 4a der ringförmigen Ausneh
mung 4 der Welle 1 entsteht und der Dichtring 5 zwischen
der zylindrischen Außenfläche 5' und der zylindrischen In
nenfläche 6 des Gehäuses 2 zu gleiten beginnt, schreitet
der Verschleiß der zylindrischen Außenfläche des Dichtrings
fort und erhöht sich ein Zwischenraum des Spaltes, wodurch
die Leckage aus diesem erhöht wird und sich die Dichtfähig
keit verschlechtert. Ferner kann, wenn der Reibverlust an
jedem Gleitabschnitt bedeutsam wird, neben dem Verschleiß
durch die Reibwärme Festfressen auftreten, wodurch eine
schnelle Systemverschlechterung verursacht wird.
In der letzten Zeit wurden große Fortschritte bei der
Massereduzierung von Automatikgetrieben hinsichtlich der
Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs gemacht; das Gießen
von Aluminiumlegierungen mit Silizium nahe der eutektischen
Zusammensetzung ist für Gehäuse und Wellenelemente in Ge
brauch gekommen. Eine solche Aluminiumlegierung hat eine
geringere Härte und tendiert im Vergleich zu Gußeisenele
menten, die in der Vergangenheit verwendet wurden, zu Ver
schleiß. Bei einer solchen Gußaluminiumlegierung besteht
ebenfalls ein immanentes Problem darin, daß die Struktur
dazu neigt, durch den Einfluß der Kühlgeschwindigkeit oder
des Seigern der Komponente ungleichmäßig zu werden. Dadurch
besteht eine Tendenz dahingehend, daß Verschleiß oder Fest
fressen dort an der Struktur auftritt, wo kein eutektisches
Silizium vorliegt. Beim Schneiden von ringförmigen Ausneh
mungen besteht ferner die Tendenz dahingehend, daß bei
einer solchen Gußaluminiumlegierung an Seitenflächen der
Ausnehmung in Abhängigkeit von der Form einer Kante eines
Schneidwerkzeuges, der mechanischen Starrheit einer Halte
einrichtung und den Schneidbedingungen Reißen oder ähnli
ches verursacht wird. Verschleiß, Festfressen einer Gleit
fläche und die Verschlechterung der Abdichtfähigkeit treten
tendenziell dann auf, wenn der herkömmliche Dichtring mit
einer solchen Gleitfläche, die eine geringe Härte hat, de
ren Struktur ungleichmäßig ist und deren Oberflächenzustand
schlecht ist, in Eingriff steht. Dann wurde es notwendig,
die Form und die Materialeigenschaft des Dichtrings erneut
zu prüfen.
Zahlreiche Vorschläge wurden zur Verringerung des Ver
schleißes der Seitenfläche des Dichtringes gemacht. Ent
sprechend der Japanischen Gebrauchsmusteroffenlegungs
schrift Hei 3-88062 (1991) wurde vorgeschlagen, eine schrau
benartige Kerbe oder eine kammartige Vertiefung an der
Seite der zylindrischen Außenfläche und der Seitenfläche
eines Dichtrings mit rechteckigen Querschnitt und aus
Kunstharz vorzusehen. Obwohl beabsichtigt wurde, das Öl ak
tiv in einen Gleitabschnitt von der Kerbe oder der Vertie
fung einzuführen, bestand jedoch ein Problem darin, daß nur
durch das Vorsehen der Kerbe kein Ölfilm an der Gleitfläche
ausgebildet wurde. Da ferner eine Pumpwirkung nur dann aus
geübt wird, wenn die Drehrichtung eine spezielle Richtung
ist, wird es nicht nur notwendig, die Einbaurichtung des
Dichtrings auszuwählen, sondern besteht ebenfalls die Ge
fahr des fehlerhaften Zusammenbaus. Im Fall der kammartigen
Vertiefung wird, obwohl keine Abhängigkeit von der Dreh
richtung besteht, die Ausbildung des Ölfilms als nicht aus
reichend angesehen. Das heißt, daß die Wirkung der effekti
ven Ausbildung des Ölfilms an der Gleitfläche nur durch den
Inhalt des Vorschlags nicht ausgeführt wird. Ferner besteht
die Tendenz zum Zusammenbruch des Gleichgewichts der Rei
bungskräfte an der zylindrischen Außenfläche und der Sei
tenfläche; der Dichtring kann in beiden Beispielen an sei
ner Außenumfangsseitenfläche am Gehäuseelement festsitzen
oder setzt sich an seiner Seitenfläche in beiden Beispielen
am Wellenelement fest. Da ferner keine Betrachtung bezüg
lich des Spaltteils des Dichtrings vorgenommen wird, be
steht ein Problem darin, daß der Spalt mit dem Wellenele
ment oder dem Gehäuseelement stark in Berührung tritt, wo
durch Verschleiß und Festfressen verursacht werden.
In der Japanischen Gebrauchsmusteroffenlegungsschrift
Hei 4-84864 (1992) wurde vorgeschlagen, eine Vertiefung zum
Speichern des Schmieröls an der Seitenfläche des Dichtrings
mit rechteckigem Querschnitt und aus Harz vorzusehen. Es
kann jedoch kein Öl in die Gleitseitenfläche des Dichtring
gezogen werden, selbst wenn die Vertiefung ausgebildet ist.
Selbst wenn der Druck des Ölfilms an der Seitenfläche des
Dichtrings durch Gleiten erzeugt wird, wird eine Bewegung
der zylindrischen Innenfläche des Dichtrings zum Schwimmen
durch den Druck des Ölfilms verhindert, da die zylindrische
Außenfläche des Dichtrings flach ist. Dadurch wird der Rei
bungsverlust nicht verringert; Verschleiß und Festfressen
treten immer noch auf und es ist schwierig, die Abdichtfä
higkeit für einen langen Zeitraum aufrechtzuerhalten.
Entsprechend der Japanischen Gebrauchsmusteroffenle
gungsschrift Hei 6-18764 (1994) wurde vorgeschlagen,
Schmierausnehmungen, die nicht von einer Seite der Innenum
fangsseite oder Außenumfangsseite der Seitenfläche des
Dichtrings zur entgegengesetzten Seite durchtreten, alter
nativ allseitig und entlang der Umfangsrichtung der Seiten
fläche von diesem vorzusehen. Ein Ölfilm kann jedoch nur
durch das Vorsehen der Schmierausnehmungen nicht ausrei
chend ausgebildet werden.
Da die Schmierausnehmung oder der Schmierkonkavab
schnitt eine Wirkung auf den Aufbau des Spaltes des Dicht
rings hat, wurde es notwendig, diese/diesen zu verbessern.
Dann wurde entsprechend der Japanischen Gebrauchsmusterof
fenlegungsschrift Hei 6-45172 (1994) vorgeschlagen, eine
Vielzahl von Schmierkonkavausnehmungen in Umfangsrichtung
an der Seitenfläche eines Dichtringes vorzusehen, dessen
aneinanderstoßende Enden schräg geschnitten sind, und Kon
kavausnehmungen auszubilden, die sich mit den schrägen
Schneidendflächen kreuzen. Es ist jedoch bei diesem eben
falls schwierig, die Abdichtfähigkeit für einen langen
Zeitraum aufrechtzuerhalten.
Dementsprechend ist es die Aufgabe der vorliegenden Er
findung, die vorstehend genannten Probleme zu lösen, die im
Zusammenhang mit der Massereduzierung von Automatikgetrie
ben aufgetreten sind, und die mit der Technologie nach dem
Stand der Technik, die vorstehend beschrieben ist, schwie
rig zu lösen sind, indem ein Dichtring vorgesehen wird, der
sowohl die Verringerung des Reibungsverlustes als auch eine
günstige Abdichtfähigkeit erreicht.
Um die vorstehend genannten Probleme zu lösen verwendet
die vorliegende Erfindung grundsätzlich eine Einrichtung,
um eine Vielzahl von Ölausnehmungen und Konkavabschnitten,
die sich in der Ölausnehmung in Umfangsrichtung fortsetzen,
an einer Seitenfläche eines Dichtrings, die sich mit einer
Seitenfläche einer Ausnehmung in Kontakt befindet, getrennt
vorzusehen.
Durch die Anwendung dieser Einrichtung wird Hydraulik
öl, das in den unteren Teil der ringförmigen Ausnehmung
einer Welle eintritt, in die Ölausnehmung gefüllt und in
die Konkavabschnitte eingebracht, wird ein Ölfilm zwischen
der Seitenfläche der ringförmigen Ausnehmung und der Sei
tenfläche des Dichtringes ausgebildet, wenn der Dichtring
bezüglich der Welle gleitet, und wird das relative Gleiten
zwischen der ringförmigen Ausnehmung und dem Dichtring
durch Auftrieb, der durch den Druck dieses Ölfilms verur
sacht wird, beschleunigt. Zu diesem Zeitpunkt haben die
Konkavabschnitte die Funktion von Keilwirkungerzeugungsflä
chen und stellen sicher, daß der vorstehend genannte Ölfilm
erzeugt wird.
Konkret aus gedrückt wird entsprechend der vorliegenden
Erfindung der Dichtring zum Abdichten der Welle und des Ge
häuses die sich in Bezug zueinander drehen, vorgesehen, wo
bei der Dichtring in der ringförmigen Ausnehmung, die an
einer zylindrischen Außenfläche der Welle ausgebildet ist,
montiert ist, und weist die Seitenfläche des Dichtrings,
die zur ringförmigen Ausnehmung zeigt, eine Vielzahl von
isolierten Ölausnehmungen, die sich zur Seite der zylindri
schen Innenfläche öffnen, und schräge Konkavabschnitte als
Keilwirkungerzeugungsflächen auf, die sich an beiden Seiten
der Ölausnehmung in Umfangsrichtung erstrecken und die mit
der Ölausnehmung in Verbindung stehen.
Der Betrieb des Dichtrings mit dem vorstehend genannten
Aufbau wird nachstehend beschrieben. Die Seitenfläche des
Dichtrings, die zur Seitenfläche der ringförmigen Ausneh
mung weist, ist so angeordnet, daß sich die Vielzahl von
Ölausnehmungen, die sich nur zur Seite der zylindrischen
Innenfläche öffnen, und die Konkavabschnitte als schräge
Keilwirkungerzeugungsflächen, die in Umfangsrichtung mit
der Ebene der Seitenfläche des Dichtrings an beiden Seiten
der Ölausnehmungen verbunden sind, in Umfangsrichtung er
strecken. Dabei wird das Hydrauliköl von der Ölausnehmung,
die sich zur zylindrischen Innenfläche des Dichtrings öff
net, aufgenommen, wird der Ölfilm in der Gleitfläche durch
die Keilwirkung an der schrägen Keilwirkungserzeugungsflä
che des Dichtrings aufgenommen, um den Druck des Ölfilms zu
erzeugen, wird die Belastung, die durch den Hydrauliköl
druck, der am Dichtring wirkt, verursacht wird, durch den
Auftrieb, der durch den Druck des Ölfilms verursacht wird,
verringert, und wird der Ölfilm zwischen der ringförmigen
Ausnehmung und der Seitenfläche des Dichtrings ausgebildet,
um den Reibungskoeffizienten zu verringern.
Die Reibungskraft zwischen der Seitenfläche des Dicht
rings und der ringförmigen Ausnehmung wird durch die Wir
kung der Reduzierung der Belastung, die andernfalls die
Seitenfläche des Dichtrings gegen die ringförmige Ausneh
mung drückt, und der Verringerung des Reibungskoeffizienten
deutlich verringert. Da ferner durch die Form der Seiten
fläche des Dichtrings und den Druck des Ölfilms bedingt der
Ölfilm zwischen dem Dichtring und der ringförmigen Ausneh
mung im Vergleich zu dem an der Seite der zylindrischen In
nenfläche des Dichtrings an der Seite der zylindrischen
Außenfläche dünn wird, wird das Ölabdichtverhalten an der
Seitenfläche verbessert.
Es wird möglich, durch den Auftrieb, der durch den Hy
draulikdruck am Spaltabschnitt durch die Keilwirkung verur
sacht wird, bedingt zu verhindern, daß der Spaltendflächen
abschnitt mit der ringförmigen Ausnehmung stark in Berüh
rung kommt, und den Reibungsverlust und den Verschleiß zu
verringern, die andernfalls am Spaltabschnitt auftreten,
indem die schrägen Keilwirkungerzeugungsflächen an den Sei
tenflächen, die zur ringförmigen Ausnehmung weisen, vorge
sehen werden.
Bei dem Dichtring mit dem vorstehend genannten Aufbau
wird die Reibungskraft einer Seitenfläche immer niedriger
als die an der zylindrischen Außenfläche; als Ergebnis
gleitet das Gehäuse nicht an der zylindrischen Außenfläche
des Dichtrings, so daß ein vortreffliches Abdichtverhalten
für einen langen Zeitraum aufrechterhalten werden kann.
Darüber hinaus ist es möglich, das Auftreten des fehlerhaf
ten Zusammenbaus beim Einbauen des Dichtrings zu verhin
dern, indem die Anordnung so vorgenommen wird, daß die Form
der zwei Seitenflächen des Dichtrings bezüglich der Projek
tion identisch ist.
Die vorstehenden und weiteren Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden in der folgenden Beschreibung und in den
beiliegenden Zeichnungen besser verständlich, in denen
gleiche Bezugszeichen gleiche Teile bezeichnen.
Fig. 1 ist eine Schnittansicht eines Strukturhaupt
teils, die einen typischen Zustand bei der Verwendung eines
Dichtrings einer hydraulischen Apparatur zeigt,
Fig. 2 ist eine Schnittansicht eines Hauptteils, die
einen Zustand bei der Verwendung eines Dichtrings mit
rechteckigen Querschnitt nach dem Stand der Technik zeigt,
Fig. 3 ist eine graphische Darstellung, die ein Ausfüh
rungsbeispiel eines Dichtrings der vorliegenden Erfindung
zeigt, wobei ein Zustand dargestellt ist, bei dem Ölausneh
mungen und Konkavabschnitte mit Keilwirkungerzeugungsflä
chen an der Seitenfläche ausgebildet sind,
Fig. 4 ist eine Schnittansicht eines Hauptteils, die
einen Zustand bei der Verwendung eines Ausführungsbeispiels
des Dichtrings nach der Erfindung an einer Linie IV-IV des
in Fig. 3 gezeigten Dichtrings zeigt,
Fig. 5 ist eine graphische Darstellung, die einen Ab
schnitt des Konkavabschnitts, der an der Seitenfläche des
Dichtrings des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfin
dung ausgebildet ist, an eine Linie V-V in Fig. 3 und die
Lage der Ölausnehmung und der Keilwirkungerzeugungsflächen
zeigt,
Fig. 6 ist eine graphische Darstellung, die einen Zu
stand zeigt, in dem keine Ölausnehmung zur Erzeugung der
Keilwirkung an einem Spalt des Dichtrings entsprechend
einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung vorge
sehen ist,
Fig. 7 ist eine graphische Darstellung, die die Lage
der Keilwirkungerzeugungsflächen, die am Spalt des Dicht
rings entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegen
den Erfindung vorgesehen sind, zeigt,
Fig. 8 ist eine graphische Darstellung, die die Lage
der Keilwirkungerzeugungsflächen, die am Spalt des Dicht
rings entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegen
den Erfindung vorgesehen sind, zeigt,
Fig. 9 ist eine graphische Darstellung, die die Lage
der Keilwirkungerzeugungsflächen, die am Spalt des Dicht
rings entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegen
den Erfindung vorgesehen sind, zeigt, und
Fig. 10a und 10b zeigen ein weiteres Ausfüh
rungsbeispiel, bei dem die Keilwirkungerzeugungsflächen in
zwei Stufen ausgebildet sind, wobei Fig. 10a eine Drauf
sicht ist und Fig. 10b einen Hauptabschnitt von diesen in
Richtung des Pfeiles in Fig. 10a zeigt.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfin
dung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnun
gen erläutert. In den Fig. 3, 4 und 5, die ein Ausfüh
rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigen, ist eine
Welle 1 in einem Gehäuse 2 so untergebracht, daß sich diese
bezüglich dem Gehäuse dreht. Ein Paar von ringförmigen Aus
nehmungen 4 ist an einem Außenumfang der Welle 1 ausgebil
det; ein Hauptkörper 5a eines Dichtrings befindet sich in
diesen, um Hydrauliköl 3 abzudichten.
Eine Zylinderfläche 6b, das heißt eine zylindrische Au
ßenfläche des Hauptkörpers 5a des Dichtringes, wird durch
den Hydraulikdruck gegen eine zylindrische Innenfläche des
Gehäuses 2 gedrückt. Ferner wird eine Seitenfläche 7a des
Dichtrings durch den Hydraulikdruck gegen eine Seitenfläche
4a der ringförmigen Ausnehmung 4 gedrückt, so daß diese be
züglich der Seitenfläche 4a der ringförmigen Ausnehmung 4
gleitet.
Die Seitenfläche 7a des Hauptkörpers 5a des Dichtrings,
die zur Seitenfläche der ringförmigen Ausnehmung dieses
Ausführungsbeispiels weist, setzt sich im wesentlichen aus
einem ebenen Abschnitt 7a und einer Vielzahl von Ölausneh
mungen 9, die zur zylindrischen Innenfläche 8 des Dicht
rings geöffnet sind und sich in Radialrichtung erstrecken,
sowie Konkavabschnitten als schräge Keilwirkungerzeugungs
flächen 10a und 10b zusammen, die mit dem ebenen Abschnitt
7a an beiden Seiten der Ölausnehmung in Umfangsrichtung
verbunden sind und sich in Umfangsrichtung getrennt vonein
ander befinden. Eine Abmessung der Ölausnehmung 9 in Ra
dialrichtung ist so gewählt, daß sich diese in dem Zustand,
in dem der Dichtring an der Welle 1 montiert ist und die
Welle 1 in das Gehäuse 2 eingeführt ist, an der Seite der
zylindrischen Innenfläche statt an der der zylindrischen
Außenfläche 11 der Welle 1 befindet.
Für einen Dichtring eines Automatikgetriebes der Klasse
Personenkraftwagen ist die Tiefe der Ölausnehmung 9 in ei
nem Bereich von 0,05 mm bis 0,5 mm und die Breite von die
ser in einem Bereich von 0,1 mm bis 2 mm vorgesehen. Die
Abmessungen der Keilwirkungerzeugungsflächen 10a und 10b
sind so gewählt, daß die Abmessung L in Fig. 5 innerhalb
des Bereiches von 0,2 mm bis 2 mm liegt und die Tiefe H in
nerhalb des Bereiches von 5 bis 20 µm liegt. Wenn die Ab
messung H konstant ist, ist mit wachsender Abmessung L der
Auftrieb größer, der auf dem Dichtring durch den Ölfilm
druck, der durch die Keilwirkung erzeugt wird, wirkt. Ein
optimaler Bereich bei der Anzahl der Konkavabschnitte, die
am Dichtring vorgesehen sind, sowie der Abmessungen H und L
kann in Abhängigkeit von der Abmessung des Dichtrings, vom
Druck des Hydrauliköls, der auf den Dichtring wirkt, und
von der Endrauheit der ringförmigen Ausnehmung der Welle
innerhalb des vorstehend genannten Bereiches vorgesehen
werden.
Ferner kann der Reibungsverlust durch das Anordnen der
Ölausnehmungen 9 und der Konkavabschnitte 10a und 10b als
Keilwirkungerzeugungsflächen in unmittelbarer Nähe zum
Spalt, wie dieses in Fig. 6 gezeigt ist, oder durch das An
ordnen der Keilwirkungerzeugungsflächen 10a und 10b eben
falls am Spalt des Dichtrings, wie es in Fig. 7 gezeigt
ist, verringert werden. Es ist festzuhalten, daß es, obwohl
es nicht notwendig ist, Ölausnehmungen in diesem Fall vor
zusehen (siehe Fig. 7), möglich ist, beim Verbindungsab
schnitt zwischen der Keilwirkungserzeugungsfläche und End
fläche, die den Spalt festlegt, eine Verjüngung oder Ab
schrägung auszuführen, um die Wirkung des Grates zu besei
tigen. In dem Fall, in dem der Dichtring einen Spalt mit
einer Form, wie dies in Fig. 8 gezeigt ist, hat, ist es
möglich, schräge Keilwirkungerzeugungsflächen 10a und 10b
auszubilden, die sich entlang der Endfläche erstrecken, die
den Spalt festlegt, wie es in der Figur gezeigt ist.
Wenn die Konkavabschnitte axialsymmetrisch ausgebildet
werden, wird ein Auftrieb für den Dichtring durch den Hy
draulikdruck, der durch den Ölfilm erzeugt wird, gleich
mäßig erzeugt, wodurch gestattet wird, daß das Auftreten
eines Spaltes von einer Seite verhindert wird, der Rei
bungsverlust verringert wird und ein günstiges Abdichtver
halten vorliegt.
Wenn der Spalt so geformt ist, daß die hervorstehenden
Teile an den zylindrischen Innen- und Außenseiten, wie es
in Fig. 9 gezeigt ist, einander gegenüberliegen, können
Konkavabschnitte 10a und 10b, die eine schräge Fläche als
Keilwirkungserzeugungsfläche aufweisen, an der Seite der
zylindrischen Innenfläche vorgesehen sein. Die Maximaltiefe
der Konkavabschnitte 10a und 10b ist als eine Kante des
Spaltes festgelegt.
Obwohl Fälle, in denen beide Seitenflächen des Dicht
ringes parallel verlaufen, in den Figuren, die das Ausfüh
rungsbeispiel zeigen, vorliegen, sind der Betrieb und die
Wirkung die gleichen und ebenfalls in der vorliegenden Er
findung enthalten, selbst sich wenn beide Flächen in der
Schlußstein-Lage befinden.
Obwohl der Fall, in dem die zylindrische Innenfläche 8
und die beiden Seitenflächen 7a des Dichtrings im rechten
Winkel miteinander verbunden sind, in Fig. 4 gezeigt ist,
ist das Brechen des Dichtrings durch eine Konzentration der
Spannung auf die Ölausnehmung 9 verringert und es wird ein
fach, der Ölausnehmung Hydrauliköl zuzuführen, wenn die zy
lindrische Innenfläche 8 mit der Seitenfläche 7a durch Ab
schrägen oder eine gekrümmte Fläche so verbunden ist, daß
sich die Ölausnehmung 9 nicht direkt zum Abschnitt der zy
lindrischen Innenfläche 8 öffnet.
Obwohl die Ölausnehmung 9 im Ausführungsbeispiel, das
in Fig. 5 gezeigt ist, einen rechteckigen Querschnitt hat,
kann diese eine beliebige Form haben, wie zum Beispiel ei
ner Halbkugelform. Obwohl ferner das Ausführungsbeispiel so
angeordnet ist, daß die Keilwirkungerzeugungsflächen 10a
und 10b eine einzige ebene Fläche aufweisen, ist die Wir
kung die gleiche, selbst wenn diese parabolisch ist. Dar
über hinaus kann das Abdichtverhalten verbessert werden,
indem die Keilwirkungerzeugungsflächen in zwei Stufen aus
gebildet werden, wie es in den Fig. 10a und 10b gezeigt
ist, so daß die Bereiche der Keilwirkungerzeugungsflächen
10a und 10b an der Seite der zylindrischen Innenflächen
größer als die der Keilwirkungerzeugungsflächen 10a' und
10b' an der Seite der zylindrischen Außenfläche sind, um
den Auftrieb zu erhöhen, der an den Dichtring an der Seite
der zylindrischen Innenfläche angelegt ist. Es ist festzu
halten, daß es zu bevorzugen ist, die Tiefe der Ölausneh
mung 9 in Radialrichtung auszugleichen und zu bewirken, daß
die Tiefe der Konkavabschnitte 10a' und 10b' als Keilwir
kungerzeugungsflächen an der Seite der zylindrischen Außen
fläche geringfügig flacher als die der Konkavabschnitte 10a
und 10b an der Seite der zylindrischen Innenfläche ist. Die
radiale Außenkante der Konkavabschnitte 10a' und 10b' an
der Seite der zylindrischen Außenfläche befindet sich bei
der Montage der Welle von der zylindrischen Außenfläche der
Welle 1 aus radial innerhalb.
Es ist festzuhalten, daß es, obwohl die Form der Sei
tenfläche des Dichtrings, in dem die Konkavabschnitte gemäß
Vorbeschreibung ausgebildet sind, sogar bei nur einer Sei
tenfläche funktioniert, bezüglich dem Zusammenbau wün
schenswert ist, die Ausbildung so vorzunehmen, daß die zwei
Seitenflächen bezüglich der Projektion bzw. dem Vorsprung
identisch werden.
Ferner sind der Betrieb und die Wirkung des Dichtrings
entsprechend der vorliegenden Erfindung die gleichen, wenn
diese aus Harz oder Metall gefertigt ist. Da der Konkavab
schnitt an der Seitenfläche des Dichtrings durch ein Form
werkzeug schnell ausgebildet werden kann, indem dieser
durch Spritzgießen ausgebildet wird, kann die vorliegende
Erfindung bei dem Dichtring, der aus Harz hergestellt ist
und durch Spritzgießen ausgebildet ist, ökonomisch angewen
det werden.
Gemäß Vorbeschreibung kann der Dichtring entsprechend
der vorliegenden Erfindung durch das Relativgleiten des
Dichtrings und des Wellenelements den Ölfilm an der Gleit
fläche aktiv aufnehmen, indem die Vielzahl von Ölausnehmun
gen, die nur zur Seite der zylindrischen Innenfläche geöff
net sind, und die Konkavabschnitte, die die schrägen Keil
wirkungerzeugungsflächen bilden, die mit den planaren Sei
tenflächen an den beiden Seiten der Ölausnehmung in
Umfangsrichtung verbunden sind, an der Seitenfläche des
Dichtringes, die zur Seitenfläche der ringförmigen Ausneh
mung weist, radial angeordnet werden. Die Belastung, die am
Dichtring durch den hydraulischen Druck wirkt, kann durch
den Auftrieb verringert werden, der durch den hydraulischen
Druck verursacht wird, der im Ölfilm erzeugt wird; der Rei
bungskoeffizient kann verringert werden, indem der Ölfilm
zwischen der ringförmigen Ausnehmung und der Seitenfläche
des Dichtrings ausgebildet wird, so daß der Reibungsverlust
zwischen dem Dichtring und der ringförmigen Ausnehmung ver
ringert werden kann und es möglich wird, das Auftreten von
Verschleiß und Festfressen deutlich zu verringern. Da fer
ner der Ölfilm an der Seite der zylindrischen Außenfläche
des Dichtrings dünn ist, kann das Abdichtverhalten verbes
sert werden.
Es ist ebenfalls möglich zu verhindern, daß der Spalt
mit der ringförmigen Ausnehmung stark in Kontakt kommt, um
den Reibungsverlust zu verringern, der andernfalls durch
den Spaltabschnitt erzeugt wird, und das Auftreten von
Fest fressen und Verschleiß durch den Auftrieb zu verrin
gern, der durch den hydraulischen Druck am Spaltabschnitt
durch die Keilwirkung erzeugt wird, indem die Keilwirkung,
die die schrägen Flächen an der Seitenfläche erzeugen, die
zur ringförmigen Ausnehmung weist, am Spaltabschnitt des
Dichtrings vorgesehen wird. Da mit dem Dichtring gemäß Vor
beschreibung die Reibungskraft zwischen der Seitenfläche
des Dichtrings und der Welle immer niedriger als die zwi
schen der zylindrischen Außenfläche des Dichtrings und der
zylindrischen Innenfläche des Gehäuses gehalten wird, und
da als Ergebnis das Gehäuse nicht mit der zylindrischen
Außenfläche des Dichtrings in Gleitberührung steht, erhöht
sich der Zwischenraum des Spaltes durch den Verschleiß der
zylindrischen Außenfläche des Dichtrings nicht; ein vor
treffliches Abdichtverhalten kann für einen langen Zeitraum
aufrechterhalten werden.
Darüber hinaus tritt kein fehlerhafter Zusammenbau beim
Einbau des Dichtrings auf, indem die Anordnung so vorgenom
men wird, daß die Form der zwei Seitenflächen des Dicht
rings bezüglich der Projektion identisch ist.
Während bevorzugte Ausführungsbeispiele beschrieben
wurden, sind Abwandlungen für den Fachmann im Geltungsbe
reich der Konzepte der vorliegenden Erfindung, die durch
die folgenden Ansprüche dargestellt wurden, möglich.
Es wird somit eine Ölausnehmung, die an einer Seiten
fläche eines Dichtrings ausgebildet ist, verbessert, damit
das Relativgleiten zwischen einer Seitenfläche der ringför
migen Ausnehmung und der Seitenfläche des Dichtrings ver
bessert wird. Die Ölausnehmung, die zur Seite der zylindri
schen Innenfläche geöffnet ist, und die schrägen Keilwir
kungerzeugungsflächen, die sich in Umfangsrichtung an diese
anschließen, sind an der Seitenfläche des Dichtrings ausge
bildet, die sich mit der Seitenfläche der ringförmigen Aus
nehmung einer Welle in Gleitberührung befindet.
Claims (6)
1. Dichtring zum Abdichten einer Welle (1) und eines
Gehäuses (2), die sich in Bezug zueinander drehen, der dazu
geeignet ist, in einer ringförmigen Ausnehmung (4) ange
bracht zu werden, die an einer zylindrischen Außenfläche
der Welle (1) ausgebildet ist, und der aufweist:
eine Vielzahl von isolierten Ölausnehmungen (9), die an einer Seitenfläche des Dichtrings, die zur ringförmigen Ausnehmung (4) weist, ausgebildet sind und sich zur Seite einer zylindrischen Innenfläche (8) öffnen, und
schräge Konkavabschnitte (10a, 10b) als Keilwirkunger zeugungsflächen, die sich an den beiden Seiten der Ölaus nehmung (9) in Umfangsrichtung erstrecken und mit der Ölausnehmung (9) verbunden sind.
eine Vielzahl von isolierten Ölausnehmungen (9), die an einer Seitenfläche des Dichtrings, die zur ringförmigen Ausnehmung (4) weist, ausgebildet sind und sich zur Seite einer zylindrischen Innenfläche (8) öffnen, und
schräge Konkavabschnitte (10a, 10b) als Keilwirkunger zeugungsflächen, die sich an den beiden Seiten der Ölaus nehmung (9) in Umfangsrichtung erstrecken und mit der Ölausnehmung (9) verbunden sind.
2. Dichtring nach Anspruch 1, wobei sich eine radial
äußere Kante von zumindest einem der Abschnitte Ölausneh
mung (9) und Konkavabschnitte (10a, 10b) radial innerhalb
der zylindrischen Innenfläche der Welle befindet, wenn sich
die zylindrische Außenfläche (6b) des Dichtrings mit der
zylindrischen Innenfläche des Gehäuses (2) in Gleitberüh
rung befindet.
3. Dichtring nach Anspruch 2, wobei der Konkavab
schnitt (10a, 10b) an einem Verbindungsabschnitt mit der
Ölausnehmung (9) maximale Tiefe hat.
4. Dichtring nach Anspruch 2, wobei der Konkavab
schnitt (10a, 10b) mit einer Kante eines Spaltes verbunden
ist.
5. Dichtring nach Anspruch 2, wobei eine Länge des
Konkavabschnitts (10a, 10b) in Umfangsrichtung in den Ab
messungen größer als die Maximaltiefe von diesem ist.
6. Dichtring nach Anspruch 1, wobei die Seitenflächen
des Dichtrings um eine Linie, die durch den Spalt und den
Mittelpunkt verläuft, symmetrisch sind.
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