DE2227374A1 - Hydrodynamischer dichtring - Google Patents
Hydrodynamischer dichtringInfo
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Description
SKPKUGELLAGERPAHRIKENGMBH 3chweinfurt, 31.5*1972
TP/Gu/Ho
Die Erfindung betrifft einen Dichtring zur Abdichtung des Raumes zwischen
einer rotierenden Welle und einem diese einschließenden Maschinenteil, beispielsweise
einem Gehäuse, wobei der Dichtring in einer Umfangsnüt der Welle oder des diese einschließenden Maschinenteils angeordnet ist und radial
nach außen spannend an der Bohrungsfläche des Maschinenteils bzw. radial
nach innen spannend auf der Welle anliegt.
Es sind als Kolbenringe ausgebildete Dichtringe bekanntgeworden, die in
einer Umfangsnüt der Welle angeordnet sind und radial spannend an der Bohrungsfläche
des Gehäuses anliegen. Diese Dichtringe dienen zur Abdichtung zwischen sich relativ zueinander drehenden, ineinanderliegend angeordneten
Maschinenteilen und werden durch den Druck des abzudichtenden Mediums an
dem einen Maschinenteil zur Anlage gebracht; auf diese Weise wird der Dichtring
von dem rotierenden Maschinenteil aufgrund der Reibungskräfte mitgenommen, während die Umfangsflache des Dichtringes an der·Bohrungsfläche
gleitet.
Der Nachteil derartiger reibender Dichtungen besteht insbesondere darin,
daß deren Wirkung bei Anwendungsfällen mit hohen Drücken und hohen Umfangsgeschwindigkeiten
nachläßt, so daß Leckverluste größeren Ausmaßes nicht mehr zu vermeiden sind. Außerdem ist der Verschleiß aufgrund der im Betrieb
auftretenden Reibung der bekannten Dichtringe beträchtlich.
Blatt - 2 -
3 0 9 θ S 1 / 0 0
SKF KUGELLAGERPAHRIKEN GMHI Blatt - ft -
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dichtung zu schaffen, die
reibungs- und verschleißarm ist und bei hohen p.v-Werten (p = Druck, ν = Umfangsgeschwindigkeit) eine wirkungsvolle Abdichtung gewährleistet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Dichtring der eingangs beschriebenen
Art gelöst, der auf wenigstens einer Stirnseite mit druckaufbauenden Nuten versehen ist. Diese Nuten sind vorzugsweise Spiralrillen.
Dadurch, daß die erfindungsgemäßen Dichtringe beispielsweise aus serienmäßigen
Kolbenringen oder auch aus Lamellenringen hergestellt werden können, die lediglich auf den Stirnseiten mit Spiralrillen oder anderen druckaufbauenden
Nuten versehen werden müssen, ist die Herstellung äußerst einfach und kostengünstig. Der erfindungsgemäße Dichtring, der beispielsweise in
einer Umfangsnut einer rotierenden Welle angeordnet ist und radial spannend
an der Bohrungsfläche eines Gehäuses anliegt, wird durch den Druck des abzudichtenden
Mediums gegen eine Schulter der Umfangsnut in der Welle gedrückt.
Die Rotation der Welle bewirkt dabei, daß sich in den Nuten des Dichtringes
ein Gegendruck aufbaut. Dadurch werden einerseits Leckverluste vermieden
(Förderwirkung entgegen dem anstehenden Medium), andererseits wird aufgrund des hydrodynamischen bzw. aerodynamischen Effektes einem Reibungsversohleiß
entgegengewirkt. Durch die Erfindung ist somit eine Dichtung geschaffen worden, die bei einem verschleißarmen Betrieb gleichzeitig eine ausgezeichnete
Abdichtung, selbst bei hohen Beanspruchungen (ρ·ν), sichert.
In Weiterbildung der Erfindung verlaufen die Nuten auf beiden Stirnseiten des
Dichtringes gleichsinnig, das heißt deckungsgleich. In vorteilhafter Weise ist dadurch der erfindungsgemäße Dichtring universell, das heißt durch entsprechenden
Einbau für "beide Drehrichtungen, anwendbar.
Die Erfindung wird nachstehend anhand zweier Ausführungsbeispiele beschrieben,
die in den Zeichnungen dargestellt sind. Diese zeigen in:
Blatt - 3 -
309851/0087
SKP KUGELLAOERPAERIKEN GMEH HLatt - J -
Figur la den erfindungsgemäßen Dichtring im eingebauten Zustand
bei einer Druckbeaufschlagung von links,
Figur Ib den gleichen Dichtring im eingebauten Zustand bei einer
Druckbeaufschlagung von rechts,
Figur 2 die Ansicht des Dichtringes in Richtung A,
Figur 3 die Ansicht des Dichtringes in Richtung B und
Figur 4 erfindungsgemäße Dichtringe in einem anderen Anwendungsfall.
Wie aus den Figuren 1 bis 3 hervorgeht, ist der aus einem Kolbenring hergestellte
Diohtring 1 mit Spiel in der Umfangsnut 2 einer Welle 3 angeordnet
und liegt radial nach außen spannend an der glatten Bohrungsfläche 4 eines
Gehäuses 5 an. In beide Stirnseiten des Dichtringes 1 sind, beispielsweise durch Prägen oder Ätzen, Spiralrillen 6 geringer Tiefe eingearbeitet* Wie
aus den Figuren 2 und 3 zu ersehen ist, verlaufen die Spiralrillen 6 auf beiden Stirnseiten des Dichtringes 1 gleichsinnig, das heißt sie verlaufen
deckungsgleich auf beiden Seiten.
Wie in Figur la (rechte Hälfte der Figur l) dargestellt ist, wird der Dichtring
1 von links durch den Druck ρ eines Mediums (Drucköl öder Druckluft)
beaufschlagt. Durch den Druck ρ wird der Dichtring 1 gegen die rechte Schulter
der Umfangsnut 2 gedrückt. Aufgrund der Rotation der Welle 3 in Richtung
des Pfeiles in Figur 2 entsteht zwischen der rechten Stirnseite des Dichtringes 1 und der rechten Schulter der Umfangsnut 2 ein hydrodynamisch bzw.
aerodynamisch erzeugter Schmierfilm, der die Reibung zwischen dem Dichtring
und der Welle 3 herabsetzt. Diesem hydrodynamischen bzw. aerodynamischen
Effekt überlagert sieh eine Förderwirkung, die gegen das anstehende Medium
mit dem Druck ρ gerichtet ist, so daß zwischen der rechten Seitenfläche der
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309851/0087
SKP KUGELLAGERPABRIKEN GMBH Blatt - it -
Umfangsnut 2 und der daran anliegenden, durch einen dünnen Öl- bzw. Luftfilm
getrennten Stirnseite des Dichtringes 1 nur äußerst geringe Leckverluste auftreten.
Sowohl die Porderwirkung als auch der hydrodynamische bzw. aerodynamische
Effekt, der eine verschleißarme Abdichtung bei hohen Beanspruchungen gewährleistet, werden durch steigende !Anfangsgeschwindigkeiten der Welle 3
weiter verbessert.
In Figur Ib (linke Hälfte der Figur l) ist der erfindungsgemäße Dichtring 1
in einem Einbaufall dargestellt, bei dem der Dichtring 1 durch einen von rechts kommenden Druck ρ beaufschlagt wird. Der hydrodynamische bzw. aerodynamische
Effekt sowie die Fb'rderwirkung sind in diesem Fall genauso wie in den Figuren la und 2, sofern, wie In Figur 3 durch den Pfeil angedeutet,
die Drehrichtung der Welle 3 gleich bleibt. Durch die auf beiden Stirnseiten des Dichtringes 1 gleichsinnig verlaufenden Spiralrillen 6 ist der Dichtring
1 unabhängig von der Richtung des anstehenden Mediums mit dem Druck p; beim Einbau des Dichtringes 1 muß lediglich die Drehrichtung der Welle 3 berücksichtigt
werden. Dreht sich die Welle 3 im Betrieb entgegengesetzt zu der in
den Figuren skizzierten Pfeilrichtung, so muß lediglich der Dichtring 1 beim Einbau um l8o° gedreht werden, so daß die in der Figur la mit Ansicht B gekennzeichnete
Stirnseite des Dichtringes 1 an der rechten Schulter der Umfangsnut 2 zur Anlage kommt (entsprechend die in Figur Ib mit Ansicht A gekennzeichnete
Stirnseite des Dichtringes 1 an der linken Schulter der Umfangsnut
2). Mit anderen Worten bedeutet das, daß die Spiralrillen 6 nach um l8o° verdrehtem Einbau der Dichtringe 1 entgegengesetzt zu den in den Figuren 2
und 3 dargestellten Spiralrillen 6 verlaufen.
Durch die Erfindung ist ein Dichtring geschaffen worden, der bei hohen Beanspruchungen,
das heißt hohen p«v-Werten, aufgrund des hydrodynamisohen Effektes
eine verschleißarme Abdichtung mit gleichzeitiger Porderwirkung entgegengesetzt
zum anstehenden Medium gewährleistet. Im Gegensatz zu bekannten hydrodynamischen
Dichtungen erfordert der erfindungsgemäße Dichtring einen äußerst geringen
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SKF KUGELLAGERPABRIKEN GMm Blatt - & -
Platz und kaum Aufwand in der Herstellung. Er kann überall dort angewendet
werden, wo ein druckbeaufschlagtes Medium wie beispielsweise Öl oder Luft in einem rotierenden System abgedichtet werden muß; ein derartiger Anwendungsfall
sind beispielsweise mit Drueköl oder Druckluft geschaltete Kupplungen, bei
denen die Dichtelemente gleichzeitig durch hohe Umfangsgeschwindigkeiten und hohe Drücke beansprucht werden.
Wie in der Figur k skizziert ist, eignet sich der erfindungsgemäße Dichtring
auch zur verschleißarmen Abdichtung von drucklosen Maschinenteilen. Im Anwendungsfall
gemäß Figur 4 soll ein Wälzlager 7 so abgedichtet werden, daß der Eintritt von Spritzwasser oder dergleichen und der Austritt von Schmiermittel
verhindert werden. Hierzu sind bekannte Lamellenringe zur Bildung einer Labyrinthdichtung abwechselnd nach außen spannend in einem Gehäuse 5
und nach innen spannend auf einer Welle 3 angeordnet. Die beiden äußeren
Dichtringe 1' sind nur auf ihrer zur glatten Schulter 8 des Gehäuses 5 gerichteten
Stirnseite mit Spiralrillen 6 versehen, während die beiden radial nach außen spannenden Dichtringe 1'' auf beiden Stirnseiten Spiralrillen 6
aufweisen. Der mittlere Lamellenring 9 ist auf beiden Stirnseiten glatt. Mit dieser Anordnung wird erreicht, daß bei einer Axialverschiebung der Welle 3
jeweils eine glatte Anlauffläche mit einer mit Spiralrillen 6 versehenen Stirnfläche
in Berührung kommt, so daß aufgrund des bereits erläuterten hydrodynamischen
Effektes die Reibung an den aufeinander gleitenden Flächen vermindert und die Gefahr eines frühzeitigen Verschleißes der Dichtung ausgeschaltet
werden.
Neben den beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispielen ist es auch
möglich, außer Spiralrillen auch andere druckaufbauende Nuten für den erfindüngsgemäßen
Dichtring vorzusehen.
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ORIGINAL INSPECTED
Claims (3)
- SKPKUGELLAGERPABRIKENGMEH Sol-^einfurt, 31.5.1972PatentansprücheIJ Dichtring zur Abdichtung des Raumes zwischen einer rotierenden Welle und einem diese einschließenden Maschinenteil, beispielsweise einem Gehäuse, wobei der Dichtring in einer Umfangsnut der Welle oder des diese einschließenden Maschinenteils angeordnet ist und radial nach außen spannend an der Bohrungsfläche des Maschinenteils bzw. radial nach innen spannend auf der Welle anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Stirnseite des Dichtringes (l) mit druckaufbauenden Nuten (6) versehen ist.
- 2. Dichtring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (6) Spiralrillen sind.
- 3. Dichtring nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (6) auf beiden Stirnseiten gleichsinnig, das heißt deckungsgleich, verlaufen.ORIGINAL INSPECTED309851/0087Leerseite
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8130 | Withdrawal |