DE2021382A1 - Wellendichtung - Google Patents
WellendichtungInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
- F16J15/3244—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with hydrodynamic pumping action
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- Sealing With Elastic Sealing Lips (AREA)
Description
Dipl.ing. H. LEINWEBER dipl-ing H. ZIMMERMANN
8 München 2, Rosental 7, 2. Aufg.
lei.-Adr. lelnpat München
Telefon (OHI)MIfM
den 30. April 1970
Z/Ri/Va/Lo
GEORGE ANGUS & COMPANY, Newcastle upon Tyne 1 /. Großbritannien
Wellendichtung
Zusatz zu Patent ... ......(Patentanmeldung P 16 25 905.5-12)
Die Erfindung bezieht sich auf Wellendichtungen, die
auch als Öldichtungen bekannt sind und die zum Abdichten gegen
das Lecken von Flüssigkeit entlang von Wellen, beispielsweise Kurbelwellen oder Kraftfahrzeugantriebsübertragungsweilen bekannt sind, die aufgrund von Faktoren wie Wellendurchbiegung,
Torsionsschwingung und exzentrischer Bewegung schwer abzudichten
sind.
Es ist seit langem bekannt, daß das Abdichten solcher
Wellen dadurch verbessert werden kann, daß man am abgedichteten Umfang eine Art Rückförderschraube oder Rückförderschnecke
vorsieht, die durch eine schraubenlinige Rippe oder Rille an der Oberfläche der Welle oder der Dichtung ausgebildet ist.
Durch geeignete Wahl der Richtung der Schraubenlinie in bezug
auf die normale Drehrichtung der Welle bewirkt die relative
' ■■■■. .. ■ . ' -2-
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BAD ORIGINAL
Drehung, daß das Öl oder eine andere Flüssigkeit, die dazu neigt, durch die Dichtung zu lecken, zurückbefördert wird.
Die am besten geeignete Art zur Schaffung einer Rückförderwirkung besteht darin, die erforderliche Rippe oder Rille
am Abdichtungsumfang der Dichtung auszubilden, so daß eine Veränderung der Welle nicht erforderlich ist und die Dichtung auf
der zylindrischen Oberfläche- jeder Welle geeigneter Größe in » tritt. ,
Die Erfindung betrifft eine Verbesserung bzw. Abwandlung
der Erfindung gemäß Patent (Patentanmeldung
P 16 25 905.5-12), im folgenden als "Hauptpatent" bezeichnet, durch die eine Wellendichtung geschaffen wird, die in jeder
Drehrichtung der Welle eine Rückförderwirkung ausübt.
Das Hauptpatent bezieht sich auf eine Wellendichtung, die einen geformten Dichtungsring aus elastischem Material umfaßt,
der eine Umfangsdichtungslippe mit einem sich über den Umfang erstreckenden Dichtungsband zwischen einer inneren und
einer äußeren kegelstumpfförmigen Fläche aufweist, die bei Verwendung
der Dichtung jeweils der abgedichteten Flüssigkeit zu- bzw. abgekehrt sind, wobei die äußere kegelstumpfförmige Fläche
mit Leitflächenteilen versehen ist, die jeweils die Oberfläche einer Rippe oder einer Rille bilden, die schräg auf das Dichtungsband
auftreffen. Gemäß dem Hauptpatent treffen eine gleiche Anzahl solcher Leitflächenteile jeweils in entgegengesetzten
Umfangsrichtungen in einem Winkel von nicht mehr als 20 zur Ebene des Dichtungsbandes auf dieses auf. Die besten Ergebnisse
werden erzielt, wenn der Auftreffwinkel weniger als 20 , vorzugsweise nicht mehr als 10° oder, wenn möglich, nicht mehr als '
5° beträgt.
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Gemäß der Erfindung weisen die Leitflächenteile zwei
sich schneidende, entgegengesetzt gerichtete Gruppen schraubenliniger
Rippen auf, die an der äußeren kegelstumpfförmigen Fläche
der Dichtung ausgebildet sind, wobei die Rippen jeder Gruppe miteinander parallel verlaufen und der Schraubenwinkel, d.h.
der Winkel, mit dem die Rippen auf das Dichtungsband auftreffen,
bei beiden Rippengruppen gleich groß und entgegengesetzt gerichtet
ist.
Die beiden Gruppen von Rippen bilden din Muster mit im
wesentlichen rhomboidisehen Zwischenräumen und in Umfangsrichtung
verlaufenden Hauptachsen, und das Dichtungsband schneidet eine am Umfang liegende Reihe von Zwischenräumen entlang eines
Umfangs, der parallel zu ihren Hauptachsen verläuft und vorzugsweise mit diesen übereinstimmt.
Üblicherweise ist bei einem Dichtungsring das Dichtungsband eine durch die Verbindung der kegelstumpfförmigen Flächen
gebildete Kante, jedoch wird die Kante durch den als "Einlaufen" bekannten anfänglichen Abrieb des in Betrieb stehenden Dich- tungsrings
axial zu einem schmalen Band verbreitert, das auch als "Kontaktband" bekannt ist. Ein entsprechendes Band könnte
jedoch auch bei Herstellung eines Dichtungsrings ausgebildet werden.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. Auf der Zeichnung
ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigen '
Fig. 1 einen Axialschnitt einer inneren Wellendichtung gemäß
der Erfindung und
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Fig. 2 in vergrößertem Maßstab einen Teilschnitt in der Ebene H-II der Fig. 1.
Die Zeichnung zeigt einen geformten Dichtungsring aus synthetischem Gummi od.dgl. mit rinnenförmigem Querschnitt, der
eine zylindrische Außenwand 1 aufweist, die durch eine Einlage 2 mit L-förmigem Querschnitt versteift ist, um ein Halteteil zu
bilden, und ferner einen flexiblen Flansch 3, der von einer Radialfeder 4 umgeben ist und die Dichtungslippe bildet.
Eine kreisförmige Dichtungskante 5 wird durch die Verbindung
zwischen einer äußeren und einer inneren kegelstumpfförmigen
Fläche 6 bzw. 7 gebildet.
Auf der Fläche 6 sind zwei Gruppen schraubenliniger Rippen 8 bzw. 9 geformt, die sich an Kreuzungspunkten 10 schneiden
und zwischen sich ein symmetrisches Muster aus im wesentlichen rhomboidisehen Zwischenräumen 11 mit im wesentlichen axial verlaufenden
liebenachsen X-X und in Umfangsrichtung verlaufenden
Hauptachsen bilden.
Zur besseren Erläuterung sind in Fig. 1 die Rippen 8 mit dicken Linien und die Rippen 9 mit dünnen Linien dargestellt.
Die Dichtungskante 5 stimmt mit den Hauptachsen einer in Umfangsrichtung verlaufenden Reihe von Zwischenräumen 11 überein,
die dadurch halbiert und nach der Dichtungskante zu offen sind, derart, daß die übrigen Teile der sie begrenzenden Rippen
Paare entgegengesetzt gerichteter Leitflächen 8a und 9a bilden, die in die Dichtungskante 5 übergehen, wodurch die Rückförderung
der leckenden Flüssigkeit bei jeder Drehrichtung der Welle bewirkt wird.
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Eine Dichtung, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, kann
durch Formen der äußeren kegelstumpfförmigen Fläche β komplett
mit den Rippen 8 und 9 Ms zur vollen axialen Ausdehnung des
Flansches 3, wie durch gestrichelte Linien bezeichnet, hergestellt werdaq, woraufhin die innere Fläche 7 durch Beschneiden
ausgebildet wird, wie dies bei der Herstellung von Wellendichtungen bekannt ist. Die sich ergebende Form der Dichtungskante
5, auf die die Leitflächen 8a und 9a treffen, ist in vergrößertem Maßstab in Fig. 2 dargestellt, die einen Teilschnitt in der
Ebene H-II der Fig. 1 zeigt.
Eine genaue Schneidbearbeitung ist erforderlich, um die
Dichtungskante 5 genau entlang den betreffenden Hauptachsen
Y-Y auszubilden, jedoch ist dies nicht wesentlich. Gute Ergebnisse können mit einer beschnittenen Dichtungskante erzielt
werden, die im wesentlichen parallel zu den Hauptachsen Y-Y verläuft,
da, wie oben erwähnt, die Dichtungskante durch Anfangsabnützung, d.h. Einlaufen, axial verbreitert wird, wodurch sie
ein Dichtungsband bildet. Wenn in einem besonderen Fall eine sehr genaue Ausbildung erforderlich ist, können die Flächen 6
und 7 mit den sich mit der Dichtungskante 5 treffenden Rippen 8 und 9 vollständig durch Formen hergestellt werden.
Die bevorzugte Querschnittsform der Rippen 8 und 9 ist,
wie Fig. 2 zeigt, im wesentlichen eine L-förmige bzw. rechtwinklige Dreiecksform, deren eine Seitenfläche zylindrisch.um
die Achse des Dichtungsrings verläuft.
Auf der Zeichnung sind zur besseren Erläuterung die Maße
der Rippen vergrößert, in der Praxis sind die Rippen jedoch, nur
feine Gewindestege, so daß sie nur wenig von der Fläche 6, auf
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der sie ausgebildet sind, vorragen und glatt in die Dichtungskante 5 übergehen, ohne Vorsprünge zu bilden, die den vollständigen
Linienkontakt der Dichtungskante 5 mit der Oberfläche einer Welle mit geeignetem Durchmesser stören wurden.
Die tatsächlichen Abmessungen der Rippen hängen von der Größe und der Art der Dichtung ab. Die folgenden Beispiele können
jedoch als adequate Leitwerke dienen.
Winkel der äußeren kegelstumpfförmigen Fläche - 30° Wellendurchmesser " 76,2 mm
Steigung jedes Schraubengangs 4,75procm
Steigung jeder einzelnen Gruppe 19 pro cm
(4 Gänge in jeder Gruppe)
radiale Abmessung jedes Schraubengangs 0,127 mm axiale Abmessung jedes Schraubengangs 0,22 mm
Die Erfindung ist in bezug auf ihre Verwendung als innere Wellendichtung beschrieben worden, sie kann jedoch auch bei einer
äußeren Wellendichtung verwendet werden, die bekanntlich so auf einer Welle befestigt wird, daß sie sich mit ihr dreht und
gegen eine sie umgebende zylindrische Fläche eines Gehäuses abdichtet. Bei einer Außendichtung sind die Stellung der als Halteteil
ausgebildeten Wand 1 und die des Flansches 3 umgekehrt in bezug zueinander und die Radialfeder 4 wirkt radial nach
außen.
Das elastische Material des Dichtungsrings kann, wie
oben erwähnt, synthetischer Gummi oder auch Naturgummi oder ähnliches Material sein, z.B. als Elastomere bekannte Kunststoffe.
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Claims (2)
- P at e η t an s ρ r ü c he: \/Ml Wellendichtung aus einem geformten Dichtungsring aus elastischem Material, der eine Umfangsdichtungslippe mit einem sich über den Umfang erstreckenden Dichtungsband zwischen einer inneren und einer äußeren kegelstumpfförmigen Fläche, die im Betrieb der Dichtung der abgedichteten Flüssigkeit zu- bzw. abgekehrt sind, wobei die äußere kegeistumpfförmige Fläche mit Leitflächenteilen versehen ist, die jeweils die Oberfläche einer Rippe oder einer Rille bilden, die schräg auf das Dichtungsband auftreffen, wobei wenigstens zwei dieser Leitflächenteile ■ jeweils auf das Dichtungsband in entgegengesetzten Umfangerich-, tungen in einem Winkel von nicht mehr als 20 zur Ebene des Dichtungsbandes auftreffen, nach Patent .........(Patentanmeldung P 16 25 905.5-12), dadurch gekennzeichnet, daß die Leit- · flächenteile zwei sich schneidende, entgegengesetzt gerichtete Gruppen schraubenliniger Rippen (8, 9) aufweisen, die an der äußeren kegelstumpfförmigen Fläche (6) der Dichtung ausgebildet sind, wobei die Rippen jeder Gruppe miteinander parallel verlaufen und der Schraubenwinkel, d.h. der Winkel, mit dem die Rippen auf das Dichtungsband (5) treffen, bei beiden Rippengruppen gleich groß und entgegengesetzt gerichtet ist.
- 2. Wellendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (8, 9) einen im wesentlichen L-förmigen Querschnitt aufweisen, bei dem eine Seitenfläche zylindrisch um die Achse des Diehtungsr ngs verläuft.009847/1163 · .BAD ORIGINALLeerseite
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