DE2921669C2 - Dichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei dieser Dichtung (DE-GM 18 97 224) sind die Stützflächen des Dichtungsbalges und die Gegenflächen des Stützgehäuses sägezahnförmig oder mäanderförmig ausgebildet. Sie sollen ein Abschieben des Dichtungsbalges beim Einbau in das jeweilige Aggregat verhindern. Die Profilierung endet mit Abstand von dem in Einpreßrichtung vorderen Ende des Dichtungsbalges bzw. des Stützgehäuses. Der Dichtungsbalg übergreift an diesem Ende das Stützgehäuse mit einem radial nach innen gerichteten Flansch, der wesentlich näher bei der Dichtungsachse liegt als der Grund der Gegenflächen des Stützgehäuses. Dadurch ergibt sich eine sehr große Durchmesserdifferenz zwischen kleinster und größter innerer Weite des Dichtungsbalges. Bei der Herstellung muß der Dichtungsbalg beim Abziehen von der Form

erheblich radial gedehnt werden, damit der mit der kleinsten radialen inneren Weite versehene Flansch über die Form abgezogen werden kann. Eine gleichfalls starke Verformung tritt auf, wenn der Dichtungsbalg auf das Stützgehäuse geschoben wird. Hierbei besteht die Gefahr, daß der Dichtungsbalg schon vor dem Einbau in das Aggregat überdehnt wird bzw. sich Risse bilden, so daß in der Einbaulage keine zuverlässige Abdichtung gegeben ist und die Dichtung nur eine geringe Lebensda'ier hat. Außerdem muß der Dichtungsbalg in umständlicher Weise mit zusätzlichen Aufweitwerkzeugen aufgeweitet werden, damit das Stützgehäuse in den DicruuniT'-balg eingesetzt werden kann. Darüber hinaus ist die A_t.L<enseite des Balgmantels zylindrisch ausgebildet, so daL die Aufnahmebohrung im Aggregat für die Dichtung sehr geringe Toleranzen aufweisen muß, um einen tnediumsdichten Preßsitz zu erreichen. Mit dieser Dichtung ist somit eine einwandfreie Abdichtung nur mit einem erheblichen herstellungstechnischen und montagemäßigen Aufwand zu erreichen.

Bei anderen bekannten Dichtungen (DE-GM 69 15 623 und CH-PS 2 78 091) ist der Mantel der Stützgehäuse stufenförmig verformt. Dadurch sind die Durchmesserdifferenzen zwischen kleinster und größter radialer innerer Weite des Dichtungsbalges besonders groß. Da das Stützgehäuse aus Metall besteht, können keine kleinen Durchmesserdifferenzen vorgesehen werden, denn für das Stützgehäuse müssen Metallteile mit einer gewissen Mindestdicke verwendet werden. Dies bedingt bei der Herstellung der einzelnen Stufen des Stützgehäuses entsprechend große Biegeradien, so daß die einzelnen Stufen im Verhältnis zur Dicke des Stützgehäuses groß sind. Beim Abziehen des Dichtungsbalges von der Form bzw. beim Aufziehen auf das Stützgehäuse muß der radial nach innen gerichtete Flansch erheblich verformt werden. Dadurch besteht schon bei der Herstellung und Montage die Gefahr einer Überdehnung und Rißbildung des Dichtungsbalges, die zu einer verringerten Lebensdauer der Dichtung führen. Der Obergang zwischen den einzelnen Stufen ist bei dem metallischen Stützgehäuse gerundet ausgebildet, so daß trotz der Stufen die Gefahr besteht, daß der Dichtungsbalg beim Einpressen in die zugehörige Aufnahmebohrung abgeschoben wird. Die Außenseite des Balgmantels ist ebenfalls zylindrisch ausgebildet, so daß sehr genau gefertigte Aufnahmebohrungen vorgesehen werden müssen, um einen mediumsdichten Preßsitz der Dichtung in der Aufnahmebohrung zu erreichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Dichtung so auszubilden, daß bei einfacher Herstellung und Montage der Dichtungsbalg ohne wesentliche Verformung eine einwandfreie Abdichtung über eine lange Lebensdauer gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Dichtung wird die stufenförmige Profilierung des Stützgehäuses durch eine entsprechende Formgebung der Außenseite des Gehäusemantels gebildet. Dadurch können die einzelnen Stufen mit nur sehr geringer radialer Höhe ausgebildet werden, so daß die Durchmesserdifferenz zwischen kleinster und größter innerer Weite des Dichtungsbalges auch bei mehreren Stufen sehr klein ist. ^M Die geringe Stufenhöhe hat den Vorteil, daß sowohl bei der Herstellung als auch beim Aufziehen auf das Stützgehäuse der Dichtungsbalg nur sehr gering verformt wird, so daß mit Sicherheit Überdehnungen

und das Auftreten von Rissen im Dichtungsbalg verhindert werden. Er hat dadurch e^ sehr lange Lebensdauer, infolge der stufenförmigen Profilierung der Mantelfläche kann das Stützgehäuse ak Spritzgußteil hergestellt werden, das besonders einfach und genau in seinen Abmessungen hergestellt werden kann. Insbesondere können die einzelnen, sehr flachen Stufen äußerst scharfkantig ohne spanabhebende Bearbeitung hergestellt werden, wodurch nicht nur die Herstellung erheblich vereinfacht und verbilligt wird, sondern auch ein absolut sicherer Sitz des Dichtungsbalges auf dem Stützgehäuse gewährleistet ist. Beim Einpressen der Dichtung in die Aufnahmebohrung des Aggregats wird der Dichtungsbalg aufgrund der sicheren formschlüssigen Verbindung nicht vom Stützgehäuse abgeschoben. Dadurch ist eine einwandfreie Abdichtung nach dem Einbau in das Aggregat gewährleistet. Die Aufnahmebohiing für die Dichtung muß darüber hinaus keine engen Toleranzen aufweisen, um einen zuverlässigen, mediumsdichten Preßsitz der Dichtung sicherzustellen. Infolge des Wellenprofiles auf der Außenseite des Balgmantels lassen sich größere Toleranzen der Äufnahmebohrung einwandfrei überbrücken, wenn die Dichtung in die Aufnahmebohrung eingepreßt wird. Der Dichtungsbalg kann aufgrund des Wellenprofiles so stark verformt werden, daß er mit der Außenseite seines Balgmantels ganzflächig an der Wandung der Aufnahmebohrung anliegt und einen Durchtritt des abzudichtenden Mediums ausschließt. Infolge der erfindungsgemäßen Ausbildung ist eine Dichtung geschaffen, deren Dichtungsbalg bei der Herstellung und bei der Montage nur sehr wenig verformt wird, so daß eine Vorschädigung und damit eine Beeinträchtigung der Abdichtung verhindert wird. In Verbindung mit dem Wellenprofil und der dadurch erreichten guten Abdichtung auch bei größeren Toleranzen der Aufnahmebohrung gewährleistet die erfindungsgemäße Dichtung eine einwandfreie Abdichtung, die über eine lange Lebensdauer der Dichtung hinweg aufrechterhalten bleibt.

Die Erfindung wird anhand zweier in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Axialschnitt durch einen Teil einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dichtung,

F i g. 2 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dichtung im Axialschnitt,

F i g. 3 die Dichtung gem. F i g. 2, deren Dichtungsbalg um 180° verdreht angeordnet ist.

Die Dichtungen gem. den Fig. 1 bis 3 werden vorzugsweise bei Geschirrspülern eingesetzt. Die in F i g. 1 dargestellte Dichtung 1 ist zur Abdichtung einer Welle 2 eines Geschirrspülers vorgesehen und weist einen aus gummielastischem Material bestehenden Dichtungsbalg 3 sowie ein Stützgehäuse 4, einen Gleitring 5 und eine Druckfeder 6 auf. Ein Mantel 7 des Stützgehäuses 4 weist an seiner Außenseite radial verlaufende Stützflächen 8 auf, an denen Gegenflächen 9 anliegen, die am Dichtungsbalg 3 an der Innenseite seines Balgmantels 10 ausgebildet sind. Die Stützflächen 8 und die Gegenflächen 9 sind axial mit Abstand hintereinander angeordnet und liegen auf verschiedenen Durchmessern, so daß eine stufenförmige Profilierung 11 gebildet wird, die als leicht zu handhabende, jederzeit lösbare Schnappverbindung ausgeführt ist. Die Profilierung 11 ist so ausgebildet, daß die Stützflächen 8 und die Gegenflächen 9 ausgehend vom in Einpreßrichtung A vorderen Endbereich de^r Dichtung 1 zunehmend größeren Abstand von der Dichtungsachsc haben. Die Stützfläche 8 bzw. die Gegenfläche 9 mit dein kleinsten Durchmesser liegt an dem in Einpreßrichtung A vorderen Ende und die Stützfläche und die Gegenfläche mit dem größten Durchmesser an dem in Einpreßrichtung Λ rückwärtigen Endbereich der Dichtung. Die Profilierung 11 gewährleistet einen sicheren Halt des Dichtungsbalges 3 am Stützgehäuse 4. Die Außenseite des Balgmantels 10 ist als Wellenproni 12.gestaltet, über das ein zuverlässiger, mediumsdichter Preßsitz der Dichtung 1 im Aggregat auch bei verhältnismäßig großen Durchmesserto'.eranzen der Aufnahmebohrung gewährleistet ist, wie sie bei im Spritzgußverfahren hergestellten Pumpengehäusen erforderlich sind. Infolge der axial hintereinander angeordneten Stützflächen und Gegenflächen stehen für die Formschlußverbindung zwischen dem Dichtungsbalg 3 und dem Stützgehäuse 4 mehrere Widerlager zur Verfügung, so daß die Krafteinleitung auf mehrere Stützflächen verteilt werden kann, wodurch sie in ihrer radialen Höhe klein ausgebildet werden können.

Eine in Radialrichtung derart niedrige Profilierung hat den Vorteil, daß die Hinterschneidung am Dichtungsbalg gering ist, so daß die Herstellung der Dichtung sehr einfach ist, weil ein leichtes Entformen des Dichtungsbalges sowie Montieren des Stützgehäuses in den Dichtungsbalg ohne große Aufdehnung des Dichtungsbalges ermöglicht wird.

Das gleitringseitige Teil des Dichtungsbalges 3 weist einen parallel zum Balgmantel 10 verlaufenden Abschnitt 13 auf, dessen freies Ende in Richtung auf das Stützgehäuse 4 weist und in einer Ausnehmung 14 des Gleitringes 5 liegt. Der den Gleitring 5 übergreifende Abschnitt 13 liegt mit einer senkrecht zu ihm verlaufenden Druckfläche 15 an einer radialen Widerlagefläche 16 des Gleitringes 5 an, über die die Kraft der Druckfeder 6 in den Gleitring 5 eingeleitet wird. Die Druckfeder 6, die als zylindrische Schraubenfeder ausgeführt ist und mit ihrem einen Ende an einer Abschlußwand 17 des Stützgehäuses 4 anliegt, erstreckt sich parallel zum Abschnitt 13 und übergreift ihn. Bei montiertem Gleitring 5 ist der Außendurchmesser des Abschnitts 13 größer als der Innendurchmesser der Druckfeder 6, so daß der Abschnitt radial nach innen mediumsdicht und drehfest in die Ausnehmung 14 des Gleitringes 5 gepreßt wird.

Der Abschnitt 13 ist durch ein im wesentlichen radial liegendes Verbindungsteil 18 mit dem Balgmantel 10 verbunden. Es ist als Membran ausgebildet, welche die Form einer Tellerfeder hat. Das Verbindungsteil 18 weist bei seiner Herstellung eine solche ungespannte Höhe auf, daß es bei im Aggregat eingebauter Gleitringdichtung bei Nennmaß der Einbaulänge im Aggregat gegenüber der ihm bei der Herstellung gegebenen Höhe nicht verformt wird. Dadurch wird der Dichtungsbalg 3 in seiner eingebauten Lage praktisch nicht verformt, so daß er eine lange Lebensdauer hat und dabei stets eine einwandfreie Abdichtung gewährleistet.

Bei großer Toleranz der Einbanlänge im Aggregat wird das Verbindungsteil 18 zur Vergrößerung seines Federweges mit einer gegen das Stützgehäuse 4 gerichteten Wölbung 19 versehen, die eine Abrollbewegung des Verbindungsteiles bei Axialbewegung des Gleitringes 5 ermöglicht. Infolge dieser Ausbildung wird

si einem Auftreten von unzulässigen Spannungen im Dichtungsbalg vorgebeugt.

Da im Verbindungsteil beim Nennmaß der Einbaulänge im Aggregat keine Rückstellkraft erzeugt wird, wird

die auf den Gleitring 5 wirkende Axialkraft nur von der Druckfeder 6 aufgebracht und kann dadurch in sehr engen Grenzen gehalten werden. Außerdem ist diese Axialkraft während der Einsatzdauer der Dichtung nur noch geringen Änderungen unterworfen, weil die Kraft der Druckfeder im Gegensatz zur Rückstellkraft des aus Gummi bestehenden Verbindungsteiles 18 nicht durch Mediums- oder Temperatureinwirkung während des Betriebes der Dichtung verändert wird.

Bei der in den F i g. 2 und 3 dargestellten Dichtung 20 ist die ebenfalls stufenförmig ausgebildete Profilierung 21 an der Außenseite des Mantels 22 des Stützgehäuses 23 und dem Mantel 24 des Dichtungsbalges 25 zu einer Radialebene spiegelsymmetrisch ausgebildet. Der parallel zum Mantel 22 liegende und den Gleitring 33 übergreifende Abschnitt 26 des Dichtungsbalges 25 weist eine Verlängerung 27 auf und ist zu der Radialebene ebenfalls spiegelsymmetrisch ausgebildet. Der Abschnitt 26 ist in halber Länge mit einem im Querschnitt U-förmigen Ansatz 28 versehen. Dadurch werden eine Vertiefung 29 und Druckflächen 30, 31 zur Anlage an der Widerlagerfläche 32 des Gleitringes 33 gebildet. Im Dichtungsbalg 26 ist ein im Querschnitt Z-förmiges Klemmstück 35 angeordnet, das an seinem einen Ende mit einer flanschförmigen Nase 36 in die Vertiefung 29 und an seinem anderen Ende mit Nocken 37 in Axialnuten 38 des Stützgehäuses 23 verdrehsicher eingreift. Mit dem Klemmstück 35 wird unter der Kraft

der Druckfeder 34 der Abschnitt 26 des Dichtungsbalges 25 radial gegen den Gleitring 33 und die Druckfläche 30 gegen die Widerlagerfläche 32 gepreßt. Bei der Ausführungsform gem. F i g. 2 ist der Dichtungsbalg 25 so angeordnet, daß das membranförmige Verbindungsteil 39 mit der vorgeformten Wölbung 40 gegen das flüssige Medium gerichtet ist und gegenüberliegend die Verlängerung 27 radial an einer Bohrung einer druckfederseitigen Abschlußwand 43 des Stützgehäuses 23 anliegt. Die Dichtung 20 bildet dadurch einen geschlossenen Innenraum, in dem die Druckfeder34 und das Klemmstück 35 gegen aus dem Dichtspalt austretende Leckage abgeschirmt sind.

Bei ύκ Ausführungsform gem. F i g. 3 befindet sich der Dichtiingsbalg 25 in einer um 180° gedrehten Lage, so daß die Dichtung 20 mediumsseitig offen ist. infolge der spiegelsymmetrisch ausgebildeten Profilierung 21 wird ein Abschieben des Balgmantels 24 vom Stützgehäuse 23 sicher verhindert, unabhängig davon, ob die Dichtung 20 mit dem Gleitring 33 oder mit der Abschlußwand 41 voraus in das Aggregat eingepreßt wird.

Bei den beschriebenen Ausführungsformen kann die Profilierung 11, 21 durch spanlose Arbeitsverfahren hergestellt werden. Dadurch wird der Einsatz von preiswerten, im Spritzgußverfahren hergestellten Stützgehäusen aus Thermoplasten ermöglicht.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Dichtung zur Abdichtung einer Welle, mit einem Dichtungsbalg, der einen Gleitring und ein Stützgehäuse mindestens teilweise übergreift und mit seinem Mantel auf einer Mantelfläche des Stützgehäuses aufliegt, die quer zur Wirkungsrichtung einer Druckfeder, die zwischen dem Stützgehäuse und dem Gleitring angeordnet ist, axial hintereinander liegende Flächen für entsprechende Stützflächen an der Innenseite des Mantels des Dichtungsbalges aufweist, der ein Verbindungsteil zwischen dem Außenmantel und dem den Gleitring übergreifenden Abschnitt aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützflächen (8) und die Gegenflächen (9) ausgehend vom in Einpreß, ichtung (A) vorderen Pndbereich der Dichtung aus zunehmend größeren Abstand von der Achse der Dichtung haben, derart, daß die Mantelfläche (7) des Stützgehäuses (4) und die Innenseite des Balgmantels (10) jeweils eine stufenförmige Profilierung (11) aufweisen, und daß die Außenseite des Balgmantels (10) mit einem Wellenprofil (12) versehen ist

2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsteil (18) als im wesentlichen radial liegende Membran ausgebildet ist.

3. Dichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsteil eine vulkanisierte Wölbung (19) aufweist.

4. Dichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsteil (18) bei der Herstellung im ungespannien Zustand eine solche Höhe aufweist, daß es bei im Aggregat eingebauter Gleitringdichtung bei Nennmaß der Einbaulänge am Aggregat gegenüber der Ausgangshöhe bei der Herstellung unverformt ist.

5. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützgehäuse (4) ein aus thermoplastischem Werkstoff bestehendes Spritzgußteil ist.

6. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützflächen (8) und die Gegenflächen (9) auch ausgehend vom in Einpreßrichtung (A) rückwärtigen Ende der Dichtung aus zunehmend größeren Abstand von der Achse der Dichtung haben.