DE2556992B1 - Wellendichtring - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Wellendichtring mit einer Dichtlippe aus elastischem Werkstoff, deren luftseitige, geneigt zur Wellenoberfläche verlaufende Kontaktfläche. am Umfang verteilt, mehrere Rippenpaare aufweist, deren Einzelrippen abwechselnd in entgegengesetzter Umfangsrichtung geneigt verlaufen und in der Dichtkante in einem Punkt zusammentreffen.

Wellendichtringe mit rippenanigen und geneigt zur Dichtkante verlaufenden Erhebungen zur Rückforderung von Leckageflüssigkeil sind allgemein bekannt, vgl. beispielsweise die FR-PS 12 27 078. Durch die Anordnung von segmentweise oder einzeln abwechselnd in entgegengesetzter Umfangsrichtung geneigten Rippen, die sich bis in die Dichtkante erstrecken, soll eine von der Drehrichtung der abzudichtenden Welle unabhängige Rückförderwirkung für unter der Dichtkante hindurchgetretene Leckageflüssigkeit erzielt werden. Durch die GB-PS 12 39 873 ist die paarweise Anordnung von abwechselnd in entgegengesetzter Umfangsrichtung geneigten Rückförderrippen bekannt, wobei die Rippen mit Abstand zueinander in der Dichtkante oder nahe der Dichtkante enden.

Insbesondere offenbart die DT-OS 20 21 382 darüberhinaus abwechselnd in IJmfang.snchtunp
sct/t geneigte Rippen, die sich einander kreuzend von der Dicntkante bis zur axial gegenüberliegenden Begren/.ungskanie der luftsenigen koniaktflache derart erstrecken, daß zwischen den Rippen rnombenartige komaktfiachenbereiche eingeschlossen werden.

In den Dichtkantenbereichen, wo jeweils zwei Rippen entgegengesetzter Neigungsrichtung enden oder zusammenlaufen, entsteht eine in Umfangsrichtung relativ

i> breite Berührungsfläche mit der Wellenoberfläche, wobei die Größe der Berührungsfläche während des Betriebes infolge Verschleißes weiterhin zunimmt. Die Gefahr, daß in diesem Bereich Leckageflüssigkeit von der Flüssigkeitsseite zur Luftseite hindurchdringt, ist hier besonders groß, wobei Rippen mit relativ kleinem Neigungswinkel zur Dichtkante von beispielsweise weniger als 20^l eine extreme Auslauflänge in der Dichtkante aufweisen und somit zu einer besonders breiten Berührungsfläche mit hoher Leckageneigung führen.

Ausgehend von einer Rippenanordnung ähnlich der GB-PS 12 39 873. mit der Bedingung, daß die jeweils paarweise mit entgegengesetzter Neigungsrichtung angeordneten Rückförderrippen in der Dichtkante in einem Punkt zusammenlaufen, besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, bei Dichtkantenverschleiß ein Entweichen von im Bereich dieser Punkte hindurch tretender Leckageflüssigkeit zu verhindern.
Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß jeweils innerhalb des ersten Rippenpaares ein weiteres Rippenpaar vorgesehen ist, dessen Einzelrippen in jeweils entgegengesetzter Richtung geneigt auf die korrespondierende Rippe des ersten Rippenpaares treffen und dort enden. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß insbesondere im Bereich der in der Dichtkante in einem Punkt zusammenlaufenden Rippen des ersten Rippenpaares hindurchgetretene Leckageflüssigkeit von den Rippen des weiteren Rippenpaares aufgefangen und über die erste Rippe in einen dreieckigen Raum mit der Dichtkante als Basis gefördert wird, so daß die nachfolgende Rippe des benachbarten ersten Rippenpaares eine Rückforderung der Leckageflüssigkeit unmittelbar unter die Dichtkante, diese schmierend, bewirken kann.

Hierin liegt ein wesentlicher Unterschied gegenüber den Rippen nach der DT-OS 20 21 382. Der darin beschriebene Wellendichiring weist zwar auch weitere Rippenpaare auf; diese erstrecken sich jedoch, das erste Rippenpaar kreuzend, bis zur Dichtkante. Dadurch entstehen weitere, bis in die Dichtkante reichende, rhombenartige Kontaktflächenbereiche. Die mit dem Erfindungsgegenstand vergleichbaren weiteren Rippen bewirken zwar auch ein Auffangen der Leckageflüssigkeit, jedoch ist hierbei ein Rückfördern der Leckageflüssigkeit in Richtung auf die Dichtkante nicht möglich. Vielmehr wird die Leckageflüssigkeit in Umfangsrichtung lediglich von einem Rhombenraum in den nächsten befördert.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung von Rippen besteht darin, daß nach Abnutzung der Laufzone in einer Umfangszone mit axialem Abstand zur Dichtkante eine doppelt so hohe Anzahl von auf die Dichtkante gerichteten Spitzen von weiteren Rippenpaaren entsteht, die zu einer verstärkten Rückförderwirkung beitragen.

Vorzugsweise liegen die Berührungspunkte des ersten Rippenpaares mit dem weiteren Rippenpaar in einer parallel zur Dichtkante verlaufenden radialen

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Ebene, so daß bei gleicher Rippenneigung in entgegengesetzter Umfangsrichtung eine bei entgegengesetzter Drehrichtung der Welle gleichmäßige Förderwirkung erzielt wird. Die Ebene der Berührungspunkte sollte dabei innerhalb der axialen Breite der sich während des Betriebes infolge Dichtkantenverschleißes einstellenden relativ breiten Laufzone der Dichtlippe liegen, um eine optimale Wirkung der Rippen des weiteren Rippenpaares im späteren Betriebszustand zu gewährleisten. Der axiale Abstand der Berührungspunkte der Rippenpaare zur Dichtkante sollte dabei einen Maximalwert von 1 mm nicht überschreiten.

Für den Grundgedanken der vorliegenden Erfindung ist es nicht erforderlich, daß die Rippen des weiteren Rippenpaares mit ihren, der Dichtkante abgewandten Enden zu einem Kreuzungspunkt zusammenlaufen. In der weiteren Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes kann es jedoch von Vorteil sein, wenn die Rippen des weiteren Rippenpaares sich kreuzen, wie es durch die DT-OS 20 21 382 bekannt ist, so daß eine in Umfangsrichtung ununterbrochene, zickzackförmig verlaufende, als Ölhalterippe dienende Flüssigkeitssperre entsteht.

Es besteht grundsätzlich die Möglichkeit, die radiale Rippenhöhe der Rippenpaare unterschiedlich zu gestalten. Im besonderen wird vorgeschlagen, daß die radiale Höhe der Rippen mit dem Abstand zur Dichtkante in bekannter Weise (DT-OS 22 06 461) zunimmt, um bei Verschleiß der Dichtkante und der damit eintretenden größeren Leckage eine der Rückfördermenge angepaßte radiale Rippenhöhe zu erreichen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

F i g. 1 einen Querschnitt durch einen Wellendichtring,

F i g. 2 und 3 projizierte Kontaktflächen-Ausschnitte eines Wellendichtringes nach F i g. 1 mit verschiedenen Rippen-Anordnungen,

F i g. 4 einen Teilschnitt durch die Dichtlippe gemäß 4c Angabe in F i g. 3,

F i g. 5 und 6 vergrößerte Darstellungen der Einzelheit V, VI gemäß Fig.2 im nicht abgenutzten bzw. abgenutzten Zustand der Laufzonen.

Der in F i g. 1 dargestellte Wellendichtring besteht aus einem im Querschnitt winkelförmigen Gummigehäuse 1 mit einem einvulkanisierten Versteifungsring 2, an dessen radial innerem Umfang über eine elastische Membran 3 eine ebenfalls elastische Dichtlippe 4 anvulkanisiert ist. Zur Verstärkung der Radialkraft der Dichtlippe 4 dient ein Schraubenzugfederring 5. Die Dichtlippe 4 des Wellendichtringes liegt mit der Dichtung 6 sowie mit dem der Dichtkante benachbarten Bereich der Kontaktfläche 7 auf der strichpunktiert dargestellten Welle auf. Die Kontaktfläche 7 weist rippenförmige Erhebungen 8 auf, die zum Rückfördern von unter der Dichtkante 6 von der Flüssigkeitsseite 9 zur Luftseite 10 hindurchgedrungener Leckageflüssigkeit dient.

Die in den F i g. 2 und 3 dargestellten Kontaktflächen-Ausschnitte zeigen zwei verschiedene Anordnungen der rippenförmigen Erhebungen 8. Nach Fig.2 sind am Umfang verteilt mehrere Rippenpaare 11, 12 vorgesehen, deren Einzelrippen jeweils in entgegengesetzter Richtung zur Dichtkante sich erstrecken und in der Dichtkante in einem Punkt 13 zusammenlaufen. Ein weiteres Rippenpaar, bestehend aus den Einzelrippen 14,15 erstreckt sich mit umgekehrter Neigungsrichtung der Rippen in einem solchen axialen Abstand jeweils zu dem ersten Rippenpaar 11,12, daß bei Auftreten einer stärkeren Leckage infolge Verschleißes insbesondere im Bereich des in der Dichtkante 6 liegenden Punktes 13 der Rippen 11,12 eine ebenfalls wirksamere Rückförderung der Leckageflüssigkeit gewährleistet ist. In F i g. 3 ist eine weitere Variante dargestellt, bei der sämtliche Rippen bis zur luftseitigen Kante der Kontaktfläche durchgezogen werden. Dadurch ergibt sich eine einfachere Herstellung des Formwerkzeuges. Einen Querschnitt durch die Dichtlippe eines Wellendichtringes gemäß Angabe in F i g. 3 zeigt F i g. 4. Insbesondere ist hieraus die Zunahme der radialen Höhe der Rippen 19 bis 22 im Verhältnis zur Entfernung zur Dichtkante ersichtlich.

Anhand der in Fig.5 vergrößert dargestellten Einzelheit entsprechend F i g. 2 wird die Funktion der erfindungsgemäßen Rippenanordnung wie folgt erläutert:

Bei im Bereich des Punktes 13 über die Dichtkantenlaufzone 26 hinaus in den durch die Rippenpaare 11,12 und 14,15 gebildeten rhombenartigen Raum gelangende Leckageflüssigkeit wird diese — je nach Drehrichtung der Welle — in die den Berührungspunkten 17 benachbarte Ecken der Rippen 11, 14 bzw. 12, 15 geleitet. Bei entsprechend hohem Staudruck tritt die Leckageflüssigkeit über die Rippen 11,14 bzw. 12,15 im Bereich der Berührungspunkte 17 in den benachbarten dreieckigen Raum mit der Dichtkante 6 als Basis (vgl. Fig.2), so daß die nachfolgende Rippe 11 bzw. 12 des benachbarten Rippenpaares die Leckageflüssigkeit in den Bereich der Dichtkanten-Laufzone 26 zurückleitet.

Die F i g. 6 zeigt die Laufzone des Wellendichtringes im abgenutzten Zustand. Hieraus ist ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ersichtlich. Nach relativ starkem Verschleiß der Dichtlippe im Bereich der Dichtkante 6 geht zwar der bei nur geringer Abnutzung vorhandene Vorteil verloren, jedoch wird nun durch Vorhandensein des zweiten Rippenpaares 14, 15 die Anzahl der die Leckageflüssigkeit zur Dichtkante zurückfördernden und in dem in Umfangsrichtung geschlossenen Laufzonenbereich zusammenlaufenden Rippenkantenpaare 23, 24 auf das Doppelte erhöht, so daß die infolge geringerer Flächenpressung größere Leckagemenge durch die doppelt so hohe Anzahl von Rückförderkanten unabhängig von der Drehrichtung der Welle zumindest bis in den Bereich der Laufzone 25 der Dichtkante 6 zurückgefördert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   ! Weliendichtring mn einer Dichtiippe aus elastischem Werkstoff, deren iufiseiuge. geneigt zur V* elienoberflächc verlaufende Komaktfiache, am Umfang verteilt, mehrere Rippenpaare aufweist, deren Einzeinppen abwechselnd in entgegengesetzter Umfangsrichiung geneigt verlaufen und in der Dichtkante in einem Punk¹, zusammentreffen, d a durch gekennzeichnet, daß jeweils innerhalb des ersten Rippenpaares (11, 12) ein weiteres Rippenpaar (14,15) vorgesehen ist, dessen Einzelrippen (14 und 15) in jeweils entgegengesetzter Richtung geneigt auf die korrespondierende Rippe (11 bzw. 12) des ersten Rippenpaares treffen und dort enden.
2. 2. Wellendichtring nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Berührungspunkte (17) der ersten Rippen (11 bzw. 12) mit den korrespondierenden weiteren Rippen (14 bzw. 15) in einer parallel zur Dichtkante (6) verlaufenden radialen Ebene liegen.
3. 3. Wellendichtring nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebene der Berührungspunkte (17) der ersten Rippen (11 bzw. 12) mit den korrespondierenden weiteren Rippen (14 bzw. 15) innerhalb der axialen Breite der sich während des Betriebes infolge Verschleißes einstellenden Laufzone (25) der Dichtlippe (6) liegt.
4. 4. Wellendichtring nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Abstand (16) der Berührungspunkte (17) der ersten Rippen (11 bzw. 12) mit den weiteren Rippen (14 bzw. 15) zur Dichtkante (6) maximal 1 mm beträgt.
5. 5. Wellendichtring nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (14,15) des weiteren Rippenpaares sich kreuzen.
6. 6. Wellendichtring nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Höhe der Rippen (11, 12, 14, 15) mit dem Abstand zur Dichtkante (6) iunimmt.