DE20112843U1

DE20112843U1 - Axiale Wellendichtung

Info

Publication number: DE20112843U1
Application number: DE20112843U
Authority: DE
Original assignee: Spinner GmbH
Current assignee: Spinner GmbH
Priority date: 2000-08-10
Filing date: 2001-08-02
Publication date: 2001-11-08
Anticipated expiration: 2011-08-03

Description

Patentanwalt

REINER PRIETSCH

Schäufeleinstr. 7

D-80687 München

Spinner GmbH 02.08.2 001

Elektrotechnische Fabrik 37.452-rp/hu

Axiale Wellendichtung

Die Erfindung betrifft eine axiale Wellendichtung bestehend aus einem ringförmigen Dichtungselement, das an seinem Außenumfang in einem Gehäuse festlegbar ist.

Eine axiale Wellendichtung dieser Gattung ist aus dem Katalog "Dichtungen und Führungen", 1998, Seite 15/3 der Firma Busak + Shamban, Stuttgart, bekannt. Sie besteht aus einem Profilring mit etwa C-förmigem Querschnitt, in den ein Metallring schwimmend eingelegt ist, der die Vorspannung für die innenliegende Dichtlippe erzeugt. Nach Montagevorschrift muß diese Dichtung flussigkeitsberührt eingebaut werden. Trockenlauf ist unzulässig. Der Außendruck muß größer als der Innendruck sein.

0 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wellendichtung dieser Gattung zu schaffen, deren Reibmoment über einen sehr großen Temperaturbereich von z. B. - 4 0° C bis
+ 12 0° C und einen großen Druckbereich von z.B. 3 bar < (Innendruck - Außendruck) < - 0,5 bar klein und weitgehend 5 konstant, ist, und die sich in erster Linie für den Trockenlauf eignet.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Dichtungselement eine Ringscheibe ist, die auf mindestens 0 einer ihrer Flächen eine zur Anlage an einer an der Welle

ausgebildeten, radialen Ringfläche bestimmte, ringförmige Dichtlippe hat und die auf ihrer der Dichtlippe gegenüberliegenden Fläche mittels einer Feder in axialer Richtung belastet ist, die gehäusefest ist.
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Bei im übrigen gleicher konstruktiver Ausgestaltung kann diese Wellendichtung auch komplementär, d.h. so, daß die Dichtlippe außen liegt und gegen eine im Gehäuse vorgesehene Dichtfläche dichtet, ausgebildet sein. Dann läuft die Dichtung mit der Welle um. Allerdings ist in diesem Fall wegen des größeren Umfangs der Dichtlippe die Umfangsgeschwindigkeit größer, so daß bei gleicher spezifischer Anpreßkraft der Dichtlippe pro Längenelement des Umfangs entsprechend höhere Reibungskräfte entstehen. Da letztere auf einem größeren Radius wirksam werden, erhöht sich das Reibmoment zusätzlich. Das Reibmoment nimmt deshalb etwa mit dem Quadrat des Verhältnisses der Durchmesser der jeweiligen Dichtflächen zu.

Die vorgeschlagene Wellendichtung hat den Vorteil, daß sich das Dichtungselement in Form der Ringscheibe relativ leicht in axialer Richtung verwölben läßt, so daß sich mittels der Feder eine eng tolerierte spezifische Anpreßkraft erzeugen läßt. Gleichzeitig sind sowohl das Dichtungselement in Form einer Ringscheibe als auch die Feder Teile einfacher Konstruktion. Für die Ringscheibe geeignete Werkstoffe, die in dem genannten Temperaturbereich ohne erhebliche Veränderung ihrer elastischen Eigenschaften einsetzbar sind, z.B. PoIytetrafluoräthylen mit eingelagerten Kohlepartikeln oder Elastomere, sind dem Fachmann bekannt.

Bei einer montagetechnisch einfachen und deshalb bevorzugten Ausführungsform ist die Feder zusammen mit dem Umfangsrand der Ringscheibe in dem Gehäuse festlegbar (Anspruch 2) .

Die Feder kann insbesondere eine Ringscheibenfeder mit einem Innenrand sein, der in radial nach innen gerichtete, axial federnde Zungen gegliedert ist (Anspruch 3). Die so 5 erzeugte Vorspannung läßt sich sehr genau und temperaturunabhängig vorherbestimmen. Die Ringscheibenfeder kann aus

einem Federblech z.B. gestanzt werden und in dem für die benötigte Vorspannung gewünschten Maß vorverformt werden.

Zweckmäßig sind die Ringscheibe und die Ringscheibenfeder zur gemeinsamen Einspannung ihrer Umfangsränder in dem Gehäuse ausgebildet (Anspruch 4).

Insbesondere wenn eine Vorverformung der Ringscheibenfeder vermieden werden soll, kann die Ringscheibe auf ihrer der Dichtlippe abgewandten Fläche eine die Vorspannung für die Ringscheibenfeder erzeugende Verdickung haben (Anspruch 5) . Die Ringscheibenfeder kann auch zum Zweck der Vorspannungserzeugung gekröpft ausgebildet sein.

Vor allem, wenn die Drehrichtung der Welle wechselt, empfielt es sich/ daß die Ringscheibe eine zu der Dichtlippe konzentrische zweite Dichtlippe hat und daß der Raum zwischen den Dichtlippen zur Aufnahme eines Schmierstoffdepots ausgebildet ist (Anspruch 6).

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der vorgeschlagenen Wellendichtung schematisch vereinfacht dargestellt. Es zeigt:

5 Fig. 1 den in ein Gehäuse abgedichtet eingebauten Endbereich einer Welle im Längsschnitt,

Fig. 2 die Einzelheit ¹¹X" in Fig. 1, in vergrößertem

Maßstab,
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Fig. 3 die gleiche Einzelheit "X" für eine andere Ausführungsform der Dichtringscheibe und

Fig. 4 eine Aufsicht auf die Ringscheibenfeder.
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Die Figuren 1 und 2 zeigen eine Welle 1, z.B. den Rotor

eines Drehübertragers, in einem Gehäuse 2, z.B. dem zugehörigen Stator. Die Welle 1, die in dem Gehäuse 2 über ein Wälzlager 3 gelagert ist, hat am Ende einen Bund 11, dessen radiale Ringfläche 12 die Dichtfläche ist, gegen welche die Dichtlippe 41 einer das Dichtungselement bildenden Ringscheibe 4 aus einem geeigneten Werkstoff anliegt. An ihrem Außenumfang ist die Ringscheibe 4 im Gehäuse 2 fest eingespannt, uzw. zwischen eine Schulter 51 eines Lagereinbauringes 5 und eine Gegenschulter 61 einer Ringtnutter 6.

Zwischen die Teile 5, 6 und gemeinsam mit der Ringscheibe 4 ist eine Ringscheibenfeder 7 eingespannt, die die in Fig. 4 in der Aufsicht dargestellte Form, also einen geschlossenen äußeren Umfangsrand und einen in radial nach innen gerichtete, axial federnde Zungen 71 gegliederten Innenrand hat.

Die Ringscheibenfeder 7 kann plan sein, wie dargestellt. Zur Erzeugung der Vorspannung, mit der die Ringscheibenfeder 7 die Dichtlippe 41 gegen die Dichtfläche 12 drückt, hat die Ringscheibe 4 auf ihrer der Dichtlippe 12 abgewandten Fläche eine ringförmige Verdickung 42. Statt dessen 0 könnte aber auch die Ringscheibenfeder gekröpft, bombiert oder in anderer Weise vorverformt sein.

In der Ausführungsform gemäß Fig. 3 hat die Ringscheibe 4 statt einer Dichtlippe zwei Dichtlippen 43 und 44, zwischen denen sich ein Schmierstoffdepot 8 befindet. Diese Ausführungsform eignet sich vor allem dann, wenn die Welle 1 sich in dem Gehäuse 2 mit wechselndem Drehsinn dreht, weil bei jedem Drehsinnwechsel der Schmierfilm zusammenbricht.

0 Die vorgeschlagene Wellendichtung ist bei ausreichender Temperaturunabhängigkeit des die Ringscheibe bildenden Werkstoffs über einen sehr weiten Temperaturbereich einsetzbar, weil die temperaturabhängigen Änderungen des Innendurchmessers der Ringscheibe 4, die sehr viel größer als diejenigen des in der Regel aus Metall bestehenden Wellen- und Gehäusewerkstoffes sind, für die Abdichtungswirkung

ohne Bedeutung sind. Die Wellendichtung eignet sich insbesondere für Anwendungen, bei denen im Inneren des Gehäuses 2 ein höherer Druck als der Umgebungsdruck besteht. In diesem Fall erhöht sich die Anpreßkraft der Dichtlippen 41 bzw. 43, 44 gegen die Dichtfläche 12 mit der Zunahme der von innen nach außen gerichteten Druckdifferenz. Zulässig ist innerhalb bestimmter Grenzen jedoch auch eine von außen nach innen gerichtete Druckdifferenz, die um so höher sein darf, je höher der mittels der Ringscheibenfeder 7 erzeugte Anpreßdruck der Dichtlippen 41 bzw. 43, 44 gegen die Dichtfläche 12 ist.

Claims

1. Axiale Wellendichtung, bestehend aus einem ringförmigen Dichtungselement, das an seinem Außenumfang in einem Gehäuse festlegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungselement eine Ringscheibe (4) ist, die auf mindestens einer ihrer Flächen eine zur Anlage an einer an der Welle (1) ausgebildeten, radialen Ringfläche (12) bestimmte, ringförmige Dichtlippe (41) hat und die auf ihrer der Dichtlippe (41) gegenüberliegenden Fläche mittels einer Feder (7) in axialer Richtung belastet ist, die gehäusefest ist.

2. Wellendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (7) zusammen mit dem Umfangsrand der Ringscheibe (4) in dem Gehäuse (2) festlegbar ist.

3. Wellendichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder eine Ringscheibenfeder (7) mit einem Innenrand ist, der in radial nach innen gerichtete, axial federnde Zungen (71) gegliedert ist.

4. Wellendichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringscheibe (4) und die Feder (7) zur gemeinsamen Einspannung ihrer Umfangsränder in dem Gehäuse (2) ausgebildet sind.

5. Wellendichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringscheibe (4) auf ihrer der Dichtlippe (41) abgewandten Fläche eine die Vorspannung für die Feder (7) erzeugende Verdickung (42) hat.

6. Wellendichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringscheibe (4) eine zu der Dichtlippe (43) konzentrische, zweite Dichtlippe (44) hat und daß der Raum zwischen den Dichtlippen (43, 44) zur Aufnahme eines Schmierstoffdepots (8) ausgebildet ist.