DE3613220C2

DE3613220C2 -

Info

Publication number: DE3613220C2
Application number: DE3613220A
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Dipl.-Ing. 5060 Bergisch Gladbach De Jamann; Hartmut Dr. 4018 Langenfeld De Treiber
Original assignee: GOETZE AG 5093 BURSCHEID DE
Current assignee: GOETZE AG 5093 BURSCHEID DE
Priority date: 1986-04-18
Filing date: 1986-04-18
Publication date: 1988-05-11
Also published as: DE3613220A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Lippendichtungsring zur Abdichtung rotierender Wellen oder auf- und abgehender Stangen, bestehend aus einem vorzugsweise metallischen Gehäusering und einer Dichtscheibe aus Polytetrafluorethylen oder einem artverwandten Material, die in ihrem Haftteil mit einem radialen Schenkel des Gehäuseringes über eine elastomere Zwischenschicht verbunden ist, und die in ihrem Dichtteil zu einer Dichtlippe abgebogen auf der Welle oder Stange aufliegt.

Wegen der schlechten Haftfähigkeit von Polytetrafluorethylen oder artverwandten Polymeren werden die Dichtscheiben aus Polytetrafluorethylen bevorzugt unter Verwendung von Spannvorrichtungen im Gehäusering eingespannt. Zur Verbesserung der statischen Abdichtung im Haftteil und zur elastischen Dämpfung von vor allem von der Welle ausgehenden radialen Stößen ist es beispielsweise nach der US-PS 42 83 064 bekannt, die Dichtscheibe aus Polytetrafluoerethylen im Haftteil zwischen die radialen Schenkel des Gehäuseringes und eines separaten Klemmringes unter Verwendung einer elastomeren Zwischenschicht einzuklemmen.

Nach der US-PS 40 38 359 wird anstelle des separaten Klemmringes ein Elastomerkörper verwendet, der mit den freiliegenden Flächen des Gehäuseringes durch Kleben und/oder Anvulkanisieren verbunden ist, während die Dichtscheibe im Haftteil durch den Elastomerkörper an den Radialschenkel lediglich mechanisch, also ohne Kleb- und/oder Vulkanisationsverbindung, gepreßt wird.

Beim Einspannen der Dichtscheibe im Haftteil wird aber die Dichtscheibe im Einspannbereich aufgrund des plastischen Fließens des thermoplastischen Polytetrafluorethylen verformt, und es kommt im Haftteil zum Nachlassen der Einspannkraft. Dies führt zur Lockerung der Dichtscheibe mit Undichtigkeiten zunächst im statischen Dichtbereich und dann auch im dynamischen Dichtlippenteil an der Welle.

Nach der DE-OS 33 09 538 ist bei einem Lippendichtungsring die Dichtscheibe aus Polytetrafluorethylen mit dem Radialschenkel des Gehäuseringes durch Kleben oder bevorzugt Anvulkanisieren verbunden, so daß auf einen Spannring völlig verzichtet werden kann. Der elastomere Zwischenring zwischen Gehäuse und Dichtscheibe sorgt für eine gute statische Abdichtung, und die Dichtscheibe selbst ist gegenüber auftretenden Wellenverlagerungen elastisch gedämpft. Die elastomere Zwischenschicht kann zugleich am Innenumfang zu einer der eigentlichen Dichtlippe vorgeschalteten Schutzlippe verlängert sein.

Zum Anvulkanisieren des Gehäuseringes an die Dichtscheibe müssen Gehäusering, Dichtscheibe und der zwischen beiden Teilen angeordnete Elastomerrohling in eine Vulkanisationsform eingelegt und fixiert werden. Bei Verwendung des Gehäuseringes der DE-OS 33 09 538 mit rechtwinkligem Querschnitt treten jedoch Schwierigkeiten beim Fixieren auf. Der unter dem Druck plastisch fließende Elastomerrohling wird vom unter Druck sich verformenden Haftteil der Dichtscheibe, die sich nur an ihrem Ende am Gehäuse abstützt und daher verschieben kann, ungleichmäßig belastet. Ungleichmäßige Druckbelastungen können beim Vulkanisieren zu Bindefehlern führen, und solche Dichtungen sind dann im Betrieb relativ schnell undicht.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Lippendichtungsring gemäß Oberbegriff des Hauptanspruches zu schaffen, dessen Gehäuseringausgestaltung mit einfachen Mitteln eine exakte Positionierung der Dichtscheibe in der Vulkanisierform und damit eine möglichst fehlerfreie Anvulkanisation der Bauteile aneinander erlaubt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Lippendichtungsring gelöst, bei dem die radialen und/oder axialen Schenkel des Gehäuseringes unter Bildung axialer Anschlagflächen oder Aufnahmen geformt sind, an denen die Dichtscheibe sich mit mindestens einer umlaufenden Zone axial und/oder radial abstützt.

Bevorzugt ist dazu der Radialschenkel an seinem Ende in axialer Richtung unter Bildung einer Auflagefläche für die Dichtscheibe abgebogen, dabei greift bevorzugt die Auflagefläche am Drehpunkt der Dichtscheibe an. Zur Bildung der radialen Fixierung der Dichtscheibe am Gehäuse ist bevorzugt der axiale Gehäuseschenkel unter Bildung einer Aufnahme verformt, in die das Ende der Dichtscheibe eingepreßt werden kann.

Beim Einsetzen des Gehäuseringes und der Dichtscheibe aus Polytetrafluorethylen in die Vulkanisierform ist jetzt die Dichtscheibe im Haftteil am Gehäuse fixiert und ein axiales Verschieben der Dichtscheibe in Richtung auf den Radialschenkel nicht möglich. Die gegenüberliegende Dichtscheibenfläche wird vom Formwerkzeug fixiert, so daß die elastomere Formmasse bevorzugt durch axiale Durchbohrungen des radialen Gehäuseschenkels in den Raum zwischen Haftteil der Dichtscheibe und Gehäuseschenkel in einem Spritzverfahren eingesetzt werden kann, ohne daß die Dichtscheibe sich verschiebt. Beim Vulkanisieren entsteht dann unter gleichmäßiger Druckbelastung der Verbund von Dichtscheibe, Elastomerzwischenkörper und Gehäusering, und die Gefahr von Haftfehlern ist wesentlich verringert. Durch entsprechende Gestaltung der Vulkanisierform kann die elastomere Zwischenschicht außerdem eine der Polytetrafluorethylendichtlippe vorgeschaltete Schutzlippe und/oder eine Beschichtung der äußeren Mantelfläche des Gehäuseringes bilden.

Durch die Erfindung ist somit ein Lippendichtungsring mit einer Dichtscheibe aus Polytetrafluorethylen oder einem artverwandten Werkstoff geschaffen, welche über den Elastomerkörper am Gehäusering durch bevorzugt Anvulkanisieren gebunden ist. Das Anvulkanisieren kann gegebenenfalls auch unter zusätzlicher Verwendung von Haftmitteln oder auch nur durch Haftmittel in einem Formwerkzeug erfolgen, wobei die erfindungsgemäße Gestaltung des Gehäuseringes eine gleichmäßige Bindung der Bauteile untereinander erlaubt, wobei vor allem durch die gleichmäßige Druckbelastung bei der Vulkanisation Bindefehler weitgehend ausgeschlossen sind. Im Betrieb ist die Dichtung im Haftteil statisch dicht, und durch den relativ großvolumingen Elastomerkörper ist die Dichtlippe gegenüber Wellenschlägen elastisch gedämpft.

Die Erfindung wird durch die drei Abbildungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Ausführung eines erfindungsgemäßen Lippendichtungsringes im eingebauten Zustand,

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen weiteren erfindungsgemäßen Lippendichtungsring im eingebauten Zustand,

Fig. 3 einen Querschnitt durch einen weiteren erfindungsgemäßen Lippendichtungsring im eingebauten Zustand.

Der Lippendichtungsring (1) in Fig. 1 besteht aus einer Dichtscheibe (2) aus Polytetrafluorethylen, die an ihrem Innenumfang zur Dichtlippe (3) abgebogen auf der Welle (4) aufliegt und über den Elastomerkörper (5) mit dem Gehäusering (6) durch Anvulkanisieren verbunden ist. Der Radialschenkel (7) des Gehäuseringes (6) ist in seinem Endbereich axial verlängert und bildet eine Auflage (8) für die Dichtscheibe (2), so daß sie in der Vulkanisierform vor einem axialen Verschieben in Richtung auf den Radialschenkel (7) gesichert ist. Der Elastomerkörper (5) wird durch die Bohrungen (9) im Gehäuseschenkel (7) eingespritzt, wobei der Elastomerkörper (5) zugleich eine der Dichtlippe (3) vorgeschaltete Schutzlippe (10) und eine Beschichtung (11) der Dichtungsmantelfläche bildet. Die Dichtlippe (3) ist in an sich bekannter Weise auf ihrer Lauffläche mit Drallnuten (12) versehen, wobei gegebenenfalls durch entsprechende Gestaltung des Formwerkzeuges eine weitere radiale Fixierung der Dichtscheibe (2) in der Vulkanisierform erfolgen kann.

In der Ausführung des Lippendichtungsringes (13) der Fig. 2 ist der Axialschenkel (14) des Gehäuseringes (15) unter Bildung einer Aufnahme (16) abgestuft, in die das Ende der Dichtscheibe (17) eingepreßt ist. Beim Vulkanisieren ist damit zusätzlich die Dichtscheibe (17) radial und axial in der Vulkanisierform fixiert. Im übrigen ist der Lippendichtungsring (13) wie der Ring (1) der Fig. 1 gestaltet. Der Gehäusering (15) bildet eine axiale Auflage (18), und der Elastomerkörper (19) bildet gleichzeitig die vorgeschaltee Schutzlippe (20) und die äußere Beschichtung (21) des Lippendichtungsringes (13).

In Fig. 3 ist die Dichtscheibe (22) lediglich in der abgestuften Aufnahme (23) des Gehäuseringes (27) an ihrem Ende in radialer und axialer Richtung fixiert. Der Elastomerkörper (24) bildet so eine verbesserte Dämpfung der Dichtscheibe (22) bei Wellenschlägen. Im übrigen bildet der Elastomerkörper (24) wie in den vorangegangenen Abbildungen die vorgeschaltete Schutzlippe (25) und die elastomere Beschichtung (26) des Gehäuseringes (27).

Claims

1. Lippendichtungsring zur Abdichtung rotierender Wellen oder auf- und abgehender Stangen, bestehend aus einem vorzugsweise metallischen Gehäusering und einer Dichtscheibe aus Polytetrafluorethylen oder einem artverwandten Material, die in ihrem Haftteil über eine elastomere Zwischenschicht mit einem radialen Schenkel des Gehäuseringes verbunden ist, und die in ihrem Dichtteil zu einer Dichtlippe abgebogen auf der Welle oder Stange aufliegt, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale und/oder axiale Schenkel (7, 14) des Gehäuseringes (6, 15, 27) unter Bildung axialer Anschlagflächen (8, 18) oder Aufnahmen (16, 23) verformt ist, an denen die Dichtscheibe (2, 17, 22) sich mit mindestens einer umlaufenden Zone axial und/oder radial abstützt.

2. Lippendichtungsring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Schenkel (7) des Gehäuseringes (6, 15) an seinem Ende unter Bildung einer axialen Anschlagfläche (8, 18) abgebogen ist.

3. Lippendichtungsring nach mindestens einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Schenkel (14) des Gehäuseringes (15, 27) unter Bildung einer abgestuften Aufnahme (16, 23) für das Ende der Dichtscheibe (17, 22) verformt ist.

4. Lippendichtungsring nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Schenkel (7) Durchgangsöffnungen (9) besitzt.

5. Lippendichtungsring nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elastomere Zwischenschicht (5, 19, 24) eine der Dichtlippe (3) vorgeschaltete Schutzlippe (10, 20, 25) bildet.

6. Lippendichtungsring nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elastomere Zwischenschicht (5, 19, 24) eine Beschichtung (11, 21) der Mantelfläche des Gehäuseringes (6, 15, 27) bildet.