DE2330468A1 - Wellen-abdichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Abdichtung zwischen einer umlaufenden Velle und einem Gehäuse, bestehend aus wenigstens einer fest in eine Gehäusebohrung eingeschobenen, wenigstens eine etwa linienförmig anliegende Dichtlippe aufweisenden, durch ein ringförmiges Blechgehäuse geschützten Gummidichtung und einer auf der Schmutzseite
der Dichtlippen angeordneten, flächig anliegenden weiteren Dichtung.

Derartige Dichtungen sind beispielsweise aus der DT-PS
8G7 1Ö9 bekannt. Bei dem Werkstoff der Gummidichtung
handelt es sich vielfach auch um synthetische gummielastische Werkstoffe, die streng genommen nicht mit Gummi bezeichnet werden können. Von dieser Unexaktheit soll
vorliegend aber einmal abgesehen werden.

Bekannte Dichtungen der beschriebenen Art sind im Fahrzeugbau insbesondere zur Abdichtung von Wellendurchfüh-

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nmgen an angetriebenen Achsen von Nutz- oder Militärfahrzeugen unzureichend, da Dichtungen dieser Anwendungsart im Bereich einer sehr starken Schmutz- und Nässeeinwirkung angeordnet sind und der Schmutz sehr abrasiv wirkende Bestandteile, wie z.B. feinen Sand enthält. Die Folge ist ein sehr rascher Verschleiß der Dichtelemente und/oder der Wellen, die die Wirkung der Dichtung illusorisch machen und die durch die Dichtung zu schützenden Lagerstellen und Getriebegehäuse nahezu schutzlos der Schmutz- und Nässeeinwirkung preisgeben. Die Lebensdauer wesentlicher Fahrzeugteile hängt daher unmittelbar mit der Lebensdauer der ihnen zugeordneten Dichtungen zusammen.

Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannten Dichtungen der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß sie unter den erwähnten härteren Einsatzbedingungen eine Lebensdauer von vertretbarer Länge haben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die weitere Dichtung als ein gegenüber der Gummidichtung separates, in eine Gehäusebohrung einzuschiebendes, ringförmiges, aus elastisch nachgiebigem, kompriniierbarem Material, vorzugsweise aus Polyurethanschauni bestehendes Teil ausgebildet ist, welches am Umfang an der Gehäusebohrung und auf der der Gummidichtung zugekehrten Seite an deren Blechgehäuse ruhend und flächig dichtend anliegt und daß die Welle auf der Schmutzseite der Abdichtung einen im Durchmesser etwa nit der Gehäusebohrung übereinstimmenden auf der der Abdichtung zugekehrten Seite mit einer wenigstens angenähert achssenkrechten Schulter versehenen Wellenbund aufweist und daß die weitere Dichtung derart ausgebildet ist, daß sie wenigstens an der Schulter des Wellenbundes, vor-

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zugsweise r.ber ouch rna Umfang der· Welle flächig dichtend anliegt. Aufgrund der Verwendung von elastischem kouprimierbarera l.ntcricl und der groCflächigen Anlage der Grobschmutzdichtung wird nicht nur eine groPie Kriechstrecke für den Schmutz, sondern ruch eine geringere Dichtflächenpressung χιηύ ein groP.es VerschleiP.voluKien geschaffen und außerdem aufgrund einer gewissen Vorlcoraprimierung der iJiclitunjispackung ein Kachschieben euch bei örtlich ungleichciäP-ig-em Verschleiß erreicht. Aufgrund der Abdichtung gegen Schmutzzutritt zunächst entlang einer ochssenl:- recliten, dem FliehkrafteinfIuP, unterliegenden umlaufenden Fläche wird durch die drehende Ilelr.tivbewegung der Üichtflachen eine den Schumtzzu tritt entgegenwirkende Rückförderwir'cung erzielt. Aufgrund dessen, dr-P> die schmutzseitig erste Dichtfläche achssenkrecht liegt, findet überdies bei den in aller Regel unvermeidlichen Αχia!bewegungen der Welle keine Relativbewegung der Dichtfläche in Sclunutzzutrittrichtung statt und ein "verschleißendes Unterfahren von angerosteten oder angeschmutzten Wellenteilen unter die Dichtungsteile ist ausgeschlossen. Aufgrund der achssenkrechten Anordnung der schmutzseitig ersten Dichtflüche wird daher eine VerschleiP.rainderung erzielt. Die Grobsclunutzdichtung hat also aufgrund ihrer GroP,flächigkeit eine gute Dichtwirlcung» die durch die anordnungsbedingte Förderwirkung unterstützt wird; aufgrund der besonderen Anordnung der ersten Dichtfläche ist die Dichtung besonders verschleiftartn und sie weist eine groPe VerschleiRreserve auf.

Damit die Dichtfläche möglichst groP. ist und damit ferner die Anpressung des axial vorlioiiipriciierten Dichtringes aufgrund des Verschleisses und denientsprechender nachlassender Komprimierung sich nur in möglichst geringen Grenzen ändert,

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ist es zweckmäßig:, wenn die axiale Länge der weiteren Dichtung wenigstens etwa halb so groß ist wie deren radiale Erstreckung. Die Erstreckung der elastischen Grobechmutzdichtung auf ein axiales Ilindestciaß erlaubt es außerdem, Axialbewegungen der Welle aufzufangen, derart, daß bei Axialbewegungen der Welle der achssenkrechte Dichtspalt stets geschlossen bleibt. Hit einer solchen Axialbewegung ist nicht nur auf aer Loslagerseite einer Welle zu rechnen, sondern
diese treten bei angetriebenen gelenkten Fahrzeugachsen wenigstens an der außerhalb der Wellengelenke liegenden Dichtung funktionsnotwendig bei Radeinschlag auf.

Zur Verringerung der Reibung der Dichtflächen und zur Verringerung des Zutritts von Schmutz in das Innere des
schwemmartig strukturierten Dichtringkörpers, somit also
mittelbar zur Verringerung des Verschleißes ist es vorteilhaft, wenn die aus elastischer.! Schaumstoff bestehende weitere Dichtung mit Schmiermittel, vorzugsweise mit einem Feststoff schmiermittel, wie z.lJ. Graphitstaub getränkt ist.

Damit die Grobschinutriichtung unter allen Umständen am Gehäuse ruhend anliegt und nicht etwa mit der Welle umzulaufen
beginnt, ist es zweckmäßig, wenn die weitere Dichtung mit
der der Gummidichtung zugekehrten Stirnseite am Blechgehäuse der Gummidichtung verklebt ist. Eine axiale Komprimier- und Dehnfähigkeit der Dichtungspackung bleibt dadurch noch erhalten. Durch ein Mitlaufen der Dichtung mit der Welle würde nicht nur im Hinblick auf die Form unc' Anordnung ein anderer Dichtflächeiiverlauf, sondern auch inaterinlmäP-ig eine andere Dichtflächoiipnmmi^ entstehen. Für eine Dichtung ist der Gehäusewerkstoff um! der Werkstoff des Dlecligeliäuses der be-

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nnchbartcn Lippendichtung; nicht ausgelegt· Im übrigen würde schmutzseitig zunächst ein 2ylinclrisch verlaufender Dichtspalt ohne Rückforderwirkung entstehen. Das Verschleißverhalten und die Dichtwirkung der Abdichtung würde durch ein Kitlaufen der Grobschmutzdichtungspäckung mit der Welle sehr leiden.

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ai:sführungsbeispieles in folgenden näher erläutert. Die Figur zeigt einen achspnrallelen Schnitt durch eine Wellenabdichtung gemäPi der Erfindung. Die Welle 1 ist durch eine Gehäusewandung 2, in der auch das Axialbewegungen zulassende Wellenloslager 3 angeordnet ist, hindurchgeführt. In einer mit einer Abstufung versehenen Gehä\isebohrung k sind zwei Lippendichtringe 5 und C angeordnet. Die an der Welle dichtenden Teile - nämlich die Dichtlippen 7 bis Io - dieser Dichtringe sind aus Gummi oder dergleichen Werkstoff, die die Dichtringe in der Gchüusebohrung festheftend haltenden Ilaftteile - die Gehäuse 11 und 12 - sind aus Blech, welches mit den Gummiteilen zusammenvulkanisiert ist.

Die Bohrung k ist tiefer als für eine Aufnahme des Lagers 3 und der Dichtringe 5 und 6 erforderlich. Dadurch ist innerhalb der Gehäusebohrung Platz für die teilweise Aufnahme des Grobschmutzdichtringes 13 geschaffen. Dieser besteht aus verschleiHresistentem, einstischem, komprimierbarer.i Polyurethanschaumstoff, der mit Graphitöl getränkt ist.

Wellenseitig ist eine Buchse lh aus korrosionsbeständigem und verschleißresistenter.1 Werkstoff vorgesehen, auf der außer dem Grobschmutdichtring 13 auch die Dichtlippen 7 bis Io gleiten und die Wälzkörper des Lagers 3 »brollen.

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Die Büchse lL ist festhaftend bis zu den kleinen Wellenbund 15 aufgeschoben. Auf der Unifangsseite des Wellenbundes ist außerdem ein gesonderter Wellenbund l6 eus dem gleichen Werkstoff wie die Büchse l4 aufgeschrumpft. Der Wellenbund I5/I6 ist axial an eine solche Stelle gelegt, daß der Raum in axialer Iiichtung zwischen der achssenkrechten Schulter 17 und dem Dichtringgehäuse 12 genügend groß ist, um Axialbewegungen der Welle und des Bundes derart auffangen zu können, doP der Dichtflächenspnlt sich nicht öffnet, sondern aufgrund der elastischen Nachgiebigkeit und Vorspannung des Schaunstoffringes 13 geschlossen gehalten werden kann; die axiale Größe der Karuner bestimmt sich auch danach, daß die durch die Axialbewegungen verursachten Veränderungen der Diclitflächenpressungen sich in zulässigen Grenzen holten.

Der Bund l6 und der Dichtring 13 haben denselben Aufendurchmesser, so daf keines der beiden genannten Teile gegenüber dem anderen radial vorstehen kann. Ein radiales Überstehen des Dichtringes wiide nach einer gewissen Verschleißzeit zu einem schlauchartigen, den Bund übergreifenden Ansatz führen, unter dem sich Schmutz ansammeln könnte* Ein radiales Überstehen des Bundes könnte zu ähnlichen TotwinLeln, in denen sich Schmutz bevorzugt ablagert,führen. Der Bereich des Beginnes der Dichtflächen ist aufgrund des gleichen Durchmessers von Wellenbund 1^/lC und Dichtring 13 ^nd durch den weiteren Umstand, daß die Dichtung I3 aus der Bohrung h herausragt freigehalten. Dadurch kann zwar der Schmutz gut hinzutreten, andererseits, kann das Schmutzwasser ohne nennenswerte Schnutzablagerun-

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gen wieder besser ablaufen und anhaftenden Schmutz sogar wieder wegspülen· Durch das teilweise Freiliegen des Dichtringes 13 iet überdies eine freie Dehn- und Stauchstrecke für den Hing bei Axialbewegungen des Bundes l6 geschaffen. Bei Dichtungsstellen, die nicht von Schmutzwasser überflutet werden, sondern die lediglich Spritzwnsser ausgesetzt sind, kann es vorteilhafter sein, daß vor dem Deginn des Dichtflächenspaltes ein Labyrinth angeordnet wird. Zur Fixierung des Dichtringes in Umfangsrichtung in der Gehäusebohrung 4 ist dieser mit der rechten Stirnseite an das Dichtringgehäuse 12 angeklebt. Für das axiale Arbeiten des Dichtringes steht daher auch noch die Länge zur Verfügung, auf der der Ring in der Gehäusebohrung steckt.

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Claims (4)

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   Ansprüche

   ( 1.j Abdichtung zwischen einer umlaufenden Welle und einem Gehäuse, bestehend aus wenigstens einer fest in eine Gehäusebohrung eingeschobenen, wenigstens eine etwa linienförmig anliegende Dichtlippe aufweisenden, durch ein ringförmiges I31echgehäuse geschützten Gummidichtung und einer auf der Schmutzseito der Dichtlippen angeordneten, flächig anliegenden weiteren Dichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Dichtung (13) als ein gegenüber der Gummidichtung (6) separates, in eine Gehäusebohrung (h) einzuschiebendes, ringförmiges, aus elastisch nachgiebigem, komprimierbarem Material, vorzugsweise aus Polyurethanschaum bestehendes Teil ausgebildet ist, welches am Umfang an der Gehäusebohrung (k) und auf der der Gummidichtung (C) zugekehrten Stirnseite an deren Blechgehäuse (12) ruhend und flächig dichtend anliegt und daß die Welle (l) auf der Schinutzseite der Abdichtung (5i 6, I3) einen im Durchmesser etwa mit der Gehäueebohrung (k) übereinstimmenden auf der der Abdichtung (5t ^t 13) zugekehrten Seite mit einer wenigstens angenähert achssenkrechten Schulter (17) versehenen Wellenbund (15» l6) aufweist und daß die weitere Dichtung (13) derart ausgebildet iet, daß sie wenigstens an der Schulter (17) des Wellenbundes (15, lO, vorzugsweise aber auch am Umfang der Welle (l bzw. Ik) flächig dichtend anliegt.
2. 2. Abdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Länge der weiteren Dichtung (13) wenigstens etwa halb so groß ist wie deren radiale Erstreckimg.

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3. 3. Abdichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e kennze ichnet , daß die aus elastischem Schaumstoff bestehende weitere Dichtung (13) mit Schmiermittel, vorzugsweise mit einem Peststoffschmiermittel wie z.D.
   Grqhitstaub getränkt ist.
4. 4. Abdichtung nach Anspruch I₁ 2 oder 3i dadurch
   gekennzeichnet , daß die weitere Dichtung
   (13) mit der der Gummidichtung (6) zugekehrten Stirnseite am Blechgehäuse (12) der Gummidichtung (6) verklebt ist.

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   IO

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