DE3824586A1 - Verbund-dichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Wel­ lendichtungen, insbesondere auf Steinschutt oder Trümmer ausschließende Wellendichtungen, mit einer erhöhten Lebens­ dauer, die durch Minimierung der Reibungsberührung zwischen den drehenden und den feststehenden Dichtungsoberflächen und durch Einfangen von schmirgelnden Verunreinigungsteilen innerhalb eines porösen Filterelements erreicht wird.

Vorbekannten Steinschutt oder Trümmer ausschließenden Dich­ tungen haften verschiedene Probleme an, die die Erzeugung übermäßiger Wärme durch Reibungsberührung zwischen den dre­ henden und den feststehenden Dichtungselementen ein­ schließen. Diese Reibungswärme wird in erster Linie durch die relativ großen Berührungskräfte verursacht, die zwischen den drehenden und den feststehenden Dichtungselementen auf­ treten. Während diese großen Berührungskräfte als notwendig erachtet werden, um eine zuverlässige Abdichtung zu bewir­ ken, haben sie sich als Ursache für einen raschen Verschleiß der sich berührenden Dichtungsoberflächen herausgestellt und haben zu einer wesentlich verkürzten Dichtungslebendauer geführt.

Ein Versuch, dieses Erwärmungsproblem zu lösen, besteht darin, eine Berührung zwischen den sich relativ zueinander drehenden Elementen durch Vorsehen eines kleinen Zwischen­ raums zwischen diesen zu vermeiden. Indessen bringt dieser Versuch ein anderes Problem mit sich, und zwar dahingehend, daß Steinschuttstücke oder Trümmer durchtreten können oder innerhalb des Zwischenraums eingefangen werden können. Dies resultiert in einem extrem raschen Verschleiß sowohl der Dichtungselemente als auch der drehenden Welle.

Bisher wurde allgemein angenommen, daß sich durch Vorsehen einer Vielzahl von Eingreifpunkten zwischen den sich relativ zueinander drehenden Dichtungsoberflächen, um eine Vielzahl oder eine Reihe von sich relativ zueinander drehenden Dich­ tungselementen zu schaffen, eine wirksamere Barriere gegen Steinschutt oder Trümmer ergeben würde. Daher sehen bekannte Steinschutt- oder Trümmer-Ausschlußdichtungen im allgemeinen mehrere Berührungspunkte zwischen den sich relativ zueinan­ der drehenden Dichtungselementen vor, um eine Reihe von Dichtungsflächen zu bilden. Indessen wirkt jeder Berüh­ rungspunkt als eine Quelle für Reibungswärme, die sich wie zuvor erläutert, ungünstig auf die Dichtungslebensdauer aus­ wirkt.

Ein spezielles, schwieriges Dichtungsproblem tritt in sol­ chen Anwendungsfällen auf, in denen Schmutzausschlußdich­ tungen merklichen Wellenauslenkungen und/oder Fehlausrich­ tungen zwischen Welle und Bohrung Rechnung tragen müssen. Vorbekannte Dichtungen haben sich in diesen Fällen nicht als wirksam erwiesen und sind von der Industrie nicht voll ak­ zeptiert worden.

Eine andere Unvollkommenheit, die bestehenden Schmutzaus­ schlußdichtungen anhaftet, besteht in der Schwierigkeit des richtigen und genauen Ausrichtens des stationären Dich­ tungselements in bezug auf das sich drehende Dichtungsele­ ment während des Einbaus der Dichtungsanordnung, nämlich deren Anordnung um eine Welle herum.

In Fällen, in denen die Dichtung hydrodynamische Eigen­ schaften aufweist, tritt häufig ein zusätzliches Problem auf. Während der hydrodynamische Pumpeffekt dazu dient, Schmiermittel an einem Durchtreten hinter die Dichtungslippe zu hindern, wird ein Unterdruck erzeugt, der dazu führt, daß Luft aus der Umgebung auf der trockenen Seite oder Luftseite der Dichtung unter die Lippe gezogen oder gesaugt wird. Wenn die Luft irgendwelche Verunreinigungen, beispielsweise Staubpartikel, enthält, werden diese Verunreinigungen eben­ falls unter die Dichtungslippe gezogen. Dies beschleunigt nicht nur den Lippenverschleiß und verringert die Dich­ tungs-Lebensdauer, sondern führt auch zu verunreinigtem Schmiermittel und/oder einem Verschleiß der inneren bewegten Teile.

Wenn eine Dichtung eine hydrostatische Wirkung zeigt, wird eine überraschend hohe Druckdifferenz über der Dichtungs­ lippe erzeugt. Wie angemerkt, wird ein Unterdruck auf der Luftseite oder der trockenen Seite der Dichtung erzeugt, während ein umgebender Druck innerhalb der nassen oder in­ neren Seite der Dichtung besteht. Dieser Zustand kann zu großen Berührungskräften zwischen der Lippe und der Welle führen, wenn ein luftdichter Abschluß dazwischen gebildet ist. Die Berührungskraft kann dadurch verringert werden, daß einer kleinen Menge von Luft gestattet wird, hinter die Dichtungslippe gezogen zu werden, so daß die Druckdifferenz minimiert wird. Indessen tritt durch das Einziehen von Luft hinter die Dichtungslippe das Problem der Verunreinigung auf.

Darüber hinaus erzeugen große Berührungskräfte, deren Ent­ stehungsgründe zuvor erläutert wurden, eine übermäßige Rei­ bungswärme. In manchen Fällen wird die erzeugte Wärme zwi­ schen der Welle und der Lippe so groß, daß das Schmiermit­ tel, welches gegen und hinter die Lippe strömt, zusammen­ bricht und karbonisiert wird. Dieses kabonisierte Schmier­ mittel haftet dann an der Lippe und/oder der Welle und bil­ det eine Ablagerung von aufgebautem oder gehärtetem Kohlen­ stoff. Dieses Aufbauen verhindert dann die kontinuierliche Berührung zwischen der Lippe und der Welle und führt zu einem Dichtungsleck.

Dementsprechend besteht ein Bedarf für eine Verbund- Schmutzausschlußwellendichtung, die die Erzeugung von Rei­ bungswärme durch Verringern der Berührungskraft zwischen den sich relativ zueinander drehenden Dichtungsflächen mini­ miert, um dadurch die Dichtungslebensdauer zu verlängern und die Wellenoberfläche zu schützen.

Es besteht auch ein Bedarf für eine Dichtung, die Verunrei­ nigungen, wie Staubpartikel, daran hindert, hinter die Dichtungslippe durchzutreten, insbesondere in solchen Fäl­ len, in denen die Dichtung einen hydrodynamischen Effekt aufweist, und trotzdem große Berührungskräfte zwischen der Dichtungslippe und der Welle vermeidet.

Die vorliegende Erfindung ist entstanden, um die zuvor ge­ nannten Forderungen zu erfüllen, und sie hat daher in erster Linie die Aufgabe, eine Verbund-Schmutzausschlußwellendich­ tung zu schaffen, die eine verlängerte Lebensdauer aufweist und ein verbessertes Verhalten zeigt, und zwar insbesondere in solchen Anwendungsfällen, in denen extrem staub- und schmutzbehaftete Betriebsbedingungen vorherrschen. Typische Anwendungsfälle enthalten sowohl Vorderkurbelwellen-Dich­ tungen von Geländemaschinen als auch Antriebswellen und Achsdichtungen für Erdbewegungsmaschinen.

Eine andere Aufgabe für die vorliegende Erfindung besteht darin, eine schmutzausschließende Wellendichtung zu schaf­ fen, die die Berührungskräfte zwischen den sich relativ zueinander drehenden Dichtungselementen minimiert, um so die Erzeugung von Reibungswärme zu minimieren und dementspre­ chend die Verschleiß bewirkende Kraft der Dichtung auf der Welle zu verringern.

Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine schmutzaus­ schließende Wellendichtung zu schaffen, die eine einzige Berührungslinie zwischen einem stationären Dichtungsgehäuse und einer drehenden Dichtungslippe verwendet, um auf diese Weise die Reibungswärme weiter zu verringern.

Eine weitere Aufgabe besteht darin, von Luft herangetragene Partikel an einem Berühren der Dichtungslippe zu hindern und solche Partikel daran zu hindern, unter die Lippe gezogen zu werden, insbesondere in solchen Fällen, in denen die Parti­ kel durch einen Unterdruck, der durch hydrodynamische Ef­ fekte erzeugt wird, in Richtung auf die Lippe angezogen werden.

Eine weitere Aufgabe für die vorliegende Erfindung besteht darin, die Handhabbarkeit, den Einbau und die Ausrichtung einer schmutzausschließenden Wellendichtung um eine Welle herum zu verbessern.

Schließlich besteht die Aufgabe darin, eine schmutzaus­ schließende Dichtung zu schaffen, die wirksam sowohl deut­ lichen Beträgen von Wellenausschlägen als auch einer deut­ lichen Fehlausrichtung zwischen dem Dichtungsbohrungsehäuse und der Welle Rechnung tragen kann.

Die vorliegende Erfindung ist allgemein auf eine Verbund- Schmutzausschlußdichtung gerichtet, die ein statisches Aus­ schlußelement enthält, das in begrenzter Berührung mit einem rotierenden Ausschlußelement angeordnet ist. Das rotierende Element ist auf eine Welle gedrückt oder mit dieser ver­ klebt, um sich dadurch mit der Welle zu drehen. Diese zu­ sammenwirkenden Dichtungselemente schaffen eine anfängliche oder primäre Barriere, um Verunreinigungen, wie Staub und Abriebpartikel, von dem Inneren der Dichtung fernzuhalten. Die Verunreinigungen werden auf diese Weise an einem Durch­ treten von der Umgebung der Dichtung zu dem inneren Bereich innerhalb der Dichtung gehindert, in dem Schmiermittel oder Lageroberflächen vorhanden sind.

In die Dichtung kann eine zweite Barriere eingebaut sein, um weiter den Durchtritt von Verunreinigungen durch diese zu verhindern. Die zweite Barriere kann die Form eines Schaums oder eines filzunterlegten Filters haben, der einen inneren Teil des rotierenden Elements berührt oder nahezu berührt. Im Inneren der ersten und/oder der zweiten Barriere können zusätzliche Dichtungslippen vorgesehen sein, um als her­ kömmliche Schmiermitteldichtungen zu dienen. Diese herkömm­ lichen Dichtungselemente können kleinere Mengen von umge­ bender Luft gestatten, hinter die Dichtungslippe einzutre­ ten, um so das Auftreten übermäßiger Kräfte zwischen der Lippe und der Welle zu verhindern und trotzdem kein Durch­ treten von Verunreinigungen hinter die Lippe zu gestatten. Dies ist wegen des Vorhandenseins des Filters möglich, das die von der Luft herangetragenen Verunreinigungen einfängt, bevor sie die Dichtungslippe berühren, so daß nur sauberge­ filterte Luft die Innenseite der Dichtungslippe erreicht.

Im folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer Figuren, in denen jeweils gleiche oder sich entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, beschrieben. Aus der Beschreibung sind weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung ersichtlich.

Fig. 1 zeigt eine Teilaxialschnittansicht einer herkömmli­ chen Drehwellen-Lippendichtung, die mit einer Stein­ schutt- oder Trümmer-Ausschlußlippe einer bekannten Konstruktion versehen ist.

Fig. 2 zeigt eine Teilaxialschnittansicht einer Verbund- Anschlußlippendichtung gemäß der vorliegenden Er­ findung.

Fig. 3 zeigt eine Teilschnittansicht eines auf einer Welle sitzenden Abschnitts der Verbund-Ausschlußlippen­ dichtung gemäß Fig. 2, wobei die genaue Positionie­ rung eines Gehäuseflansches in gestrichelter Dar­ stellung veranschaulicht ist.

Fig. 4 zeigt eine Teilschnittdarstellung eines alternativen Ausführungsbeispiels der Verbund-Ausschlußlippen­ dichtung, die mit einer Polytetrafluoräthylen- Radiallippendichtung kombiniert ist.

Fig. 5 zeigt eine Teilschnittansicht eines weiteren Aus­ führungsbeispiels der Verbund-Ausschlußlippendich­ lung, die mit einer herkömmlichen gummiartigen Ra­ diallippendichtung kombiniert ist.

Fig. 6 zeigt eine Teilschnittansicht eines weiteren Aus­ führungsbeispiels der Verbund-Ausschlußlippendich­ tung, das mit einem sekundären Filterelement ausge­ staltet ist, um von Luft herangetragene Verunreini­ gungsteile einfangen zu können.

Fig. 7 zeigt eine Teilschnittansicht eines weiteren Aus­ führungsbeispiels der Verbund-Ausschlußlippendich­ tung, das mit einem sekundären Filterelement ausge­ stattet ist, um von Luft herangetragene Verunreini­ gungsteile einfangen zu können.

Wie Fig. 1 zu entnehmen ist, enthält eine herkömmliche ein­ teilige, schmutzausschließende Wellendichtung 1 eine Schmutzausschlußlippe 3 und eine Öldichtungslippe 5, wobei beide Lippen an einer drehenden Welle 7 anliegen. Diese herkömmliche Konstruktion ist von dynamischen Vorgängen zwischen den Lippen und der Welle abhängig, um eine ausrei­ chende Dichtung aufrechtzuerhalten. Die Schmutzausschluß­ lippe 3 läuft auf einem Ölfilm, der Staubpartikel aus der Luft anziehen kann. Wenn sich das Öl und die Staubpartikel vermischen, bildet sich ein schmirgelartiger Schlamm, der den Verschleiß der Dichtung beschleunigt und zu Dichtungs­ fehlern führt.

Im Betrieb wird durch die Reibung zwischen den Lippen 3, 5 der Dichtung und der Welle 7 Wärme erzeugt. Die durch die Schmutzausschlußlippe 3 erzeugte Reibungswärme wird längs der Welle übertragen und erhöht die Wellentemperatur auf einen Wert oberhalb des Wertes, der sich aus der alleinigen Verwendung der Öldichtungslippe 5 ohne Vorhandensein der Schmutzausschlußlippe 3 ergeben würde. Darüber hinaus wird Reibungswärme, die durch die Öldichtungslippe erzeugt wird, auf die Welle übertragen und erhöht die Wellentemperatur nahe der Schmutzausschlußlippe. Diese erhöhte Wellentem­ peratur wirkt sich nachteilig auf die Lebensdauer jeder der Lippen aus und verringert dementsprechend die effektive Lebensdauer der Dichtung. Die Wärme aus der reibenden Be­ rührung mit der Welle verursacht, daß das gummiartige oder polymere Lippenmaterial hart und brüchig wird und gegeben­ falls platzt und bricht, um dadurch ein Leck zu verursachen.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist ein grundsätzliches Ausfüh­ rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung auf eine zweitei­ lige Verbund-Wellendichtung 9 gerichtet, die auf eine Welle 7 gesetzt ist und mit Paßsitz in der Bohrung eines Dich­ tungsgehäuses 11 befestigt ist. Die Verbund-Wellendich­ tung enthält ein ringförmiges Gehäuseteil 13 und ein ring­ förmiges Wellendichtungsteil 15. Das Wellendichungsteil ist typischerweise auf die Welle aufgedrückt oder mit dieser verklebt und dreht sich mit der Welle, während das Gehäu­ seteil unbeweglich in dem Dichtungsgehäuse 11 oder der Boh­ rung sitzt.

Das Wellendichtungsteil 15 kann aus irgendeinem geeigneten nichtmetallischen Maschinenbauwerkstoff, beispielsweise einem gummiartigen oder thermoplastischen Material gebildet sein. Bevorzugte Materialien enthalten karbonisiertes Nitril und sind im höchsten Maße widerstandsfähig gegen Abrieb, können hohen Betriebstemperaturen widerstehen, sind leicht gießbar und weisen eine gute Widerstandsfähigkeit gegen che­ mische Einflüsse auf. Das Gehäuseteil 13 ist vorzugsweise zum Zwecke einer wirksamen Wärmeleitung von dem Wellendich­ tungsteil 15 in Richtung auf das Dichtungsgehäuse 11, von dem die zugeführte Wärme ohne Erhöhung der Temperatur der Welle abgeführt wird, aus einem metallischen Material ge­ bildet.

Das Wellendichtungsteil 15 ist mit einer ringförmigen Ver­ bindungsnut 17 versehen, die nicht nur ein Außereingriff­ kommen der Teile 13 und 15 vor dem Einbau verhindert, son­ dern auch beim Einbau der Verbund-Wellendichtung hilfreich ist. Die Verbindungsnut 17 dient nämlich dazu, das Wellen­ dichtungsteil 15 in bezug auf einen radialen Flansch 19 des Gehäuseteils auszurichten. Das radiale innere Ende 20 des Flansches wird beim Einbauen genau und automatisch zwischen den sich radial erstreckenden Wänden 21, 21 der Verbin­ dungsnut 17 positioniert. Wenn überhaupt wird eine nur ge­ ringfügige zusätzliche Ausrichtung erforderlich sein, wenn die Verbund-Wellendichtung erst einmal in ihr Gehäuse ein­ gesetzt ist.

Ein wichtiges Merkmal der Verbund-Wellendichtung besteht aus den relativen axialen Breiten der Verbindungsnut 17 und des Flansches 19. Um eine unerwünschte Berührung zwischen den inneren Wänden 21 der Verbindungsnut 17 und den Oberflächen des Flansches zu vermeiden oder deren Wahrscheinlichkeit zu verringern, sollte die Breite A des Flansches geringer als die Breite B der Verbindungsnut sein. Darüber hinaus sollte ein Zwischenraum C zwischen der radial am weitesten innen liegenden Fläche des Flansches und der Bodenfläche der Ver­ bindungsnut aufrechterhalten werden, um eine Berührung zwi­ schen diesen Flächen im Falle einer übermäßigen radialen Wellenauslenkung und/oder einer übermäßigen radialen Wellen­ schwingung zu verhindern.

Um ein Abfallen des Wellendichtungsteils 15 von dem Gehäu­ seteil 13 zu verhindern, ist die Verbindungsnut 17 durch ringförmige Rippen oder Vorsprünge 23 begrenzt. Diese Vor­ sprünge sind, während sie vorzugsweise aus einem elastischen Material gebildet sind, in radialer Richtung kurz und in axialer Richtung dick, um einer axialen Auslenkkraft auf­ grund einer Berührung mit dem radial inneren Ende des Flan­ sches 19 zu widerstehen. Eine derartige Berührung kann wäh­ rend des Hantierens mit der Dichtung und des Einbaus der­ selben auftreten. Wenn die Dichtung jedoch erst einmal kor­ rekt eingebaut worden ist, ist eine derartige Berührung durch die zuvor angegebene Dimensionierung verhindert oder zumindest wenig wahrscheinlich.

Das Wellendichtungsteil 15 ist des weiteren mit einem radial nach außen vorstehenden Lippenelement 25 versehen. Wie aus Fig. 3 ersichtlich kann das Lippenelement mit einem relativ dünnen und elastischen Endabschnitt 27 ausgebildet sein. Ein Rand 29 des Endabschnitts erstreckt sich axial in Richtung und über die Verbindungsnut 17 in einem Ausmaß, das die genaue Einhaltung eines Bereichs des Berührungsdrucks zwi­ schen dem Rand und einem äußeren Oberflächenabschnitt des Flansches sicherstellt. Die Berührungskraft sollte in den meisten praktischen Anwendungsfällen von angenähert 14 g bis 700 g reichen.

Durch diese Dimensionierung des Flansches, der Verbindungs­ nut und des Randes wird ein weiterer Vorteil erzielt. Durch Sicherstellung eines vorgespannten Festsitzes des Randes 29 auf dem Flansch 19 kann, wie in Fig. 3 gezeigt, ein axiales Spiel der Welle 7 über eine Strecke X nicht zu einem Verlust der Berührung zwischen dem Rand 29 und dem Flansch 19 in­ nerhalb eines der Strecke X entsprechenden Toleranzbereichs führen. Der Grad des Festsitzes kann abhängig von den ak­ zeptierbaren Grenzwerten der Berührungskraft und des Wel­ lenspiels variieren.

Im Falle einer Wellenauslenkung oder einer Wellenschwingung wird die Berührung zwischen dem Rand 29 und dem Flansch 19 aufrechterhalten, da sich eine relative radiale Bewegung zwischen diesen Dichtungsteilen nicht die axial gerichtete Dichtungsberührungskraft zwischen diesen auswirkt. Dies ist indessen bei einer herkömmlichen Dichtung, wie sie bei­ spielhaft in Fig. 1 gezeigt ist und deren Dichtungswirkung auf radialen Dichtungskräften beruht, nicht der Fall. Die axialen Abmessungen D und E des Lippenelements 25 bzw. des Endabschnitts 27 sollten im allgemeinen geringer als die Dicken F, G jedes der radialen Vorsprünge 23 sein, so daß der spezifizierte Bereich des leichten Berührungsdrucks zwischen dem Rand 29 und dem Flansch 19 beibehalten werden kann.

Bei Vorsehen einer einzigen Umfangslinie oder eines einzigen Umfangsbandes einer kontinuierlichen Berührung zwischen dem Rand 29 und dem Flansch 19 wird ein eindeutiger Vorteil dadurch erzielt, daß die Reibungswärme, die längs dieser ringförmigen Berührungslinie erzeugt wird, auf eine einzige Quelle und einen einzigen Ort beschränkt ist und somit in ausreichender Weise kontrolliert und deutlich verringert ist. Wenn überhaupt wird nur wenig Wärme von diesem Berüh­ rungsbereich aus auf die Welle übertragen. Darüber hinaus muß diese Berührungsstelle nicht geschmiert werden, so daß eine Anziehung und Ansammlung von durch die Luft herange­ tragenen partikelartigen Verunreinigungen durch Öl oder dergl. vermieden ist.

Der Einbau der Verbund-Wellendichtung wird durch deren Kon­ struktion vereinfacht. Die Dichtung wird einfach in her­ kömmlicher Weise axial in das Dichtungsgehäuse 11 gedrückt, nachdem das Wellendichtungsteil unter radialem Dehnen über die Welle gezogen worden ist. Die radialen Vorsprünge 23 des Wellendichtungsteils verhindern aufgrund der relativ großen Biegefestigkeit, die durch die geringe Höhe und die große axiale Breite der Vorsprünge gegeben ist, dessen Außerein­ griffkommen aus dem Gehäuseteil. Wenn sie erst einmal in der Bohrung des Dichtungsgehäuses 11 sitzen, kann entweder das Gehäuseteil oder das Wellendichtungsteil axial verschoben werden, falls dies gewünscht ist, um eine einzige Punktbe­ rührung zwischen diesen bei dem Rand zu erreichen. Demzu­ folge kann das radial innere Ende 20 des Flansches 19 ohne Berührung innerhalb der Verbindungsnut 17 während des Be­ triebs ausgerichtet werden.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 4 gezeigt, bei dem das Gehäuseteil 13 radial und axial bei 31 abgestuft ist, um einen ringförmigen Montagevorsprung 33 zu schaffen, gegen den in an sich bekannter Weise ein Poly­ tetrafluoräthylen (PTFE)-Lippenelement 35 geklemmt ist. Zwischen dem Lippenelement und einem Klemmelement 39 ist ein Dichtungsring 37 vorgesehen, um in einer herkömmlichen Dichtungsringanordnung ein Leck zu vermeiden.

Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem eine gummiartige Dichtungslippe 41 mit dem Gehäuseteil in einer gemeinsamen Konfiguration verbunden ist. Sowohl aus Fig. 4 als auch aus Fig. 5 ist ersichtlich, daß die Reibungswärme, die durch den Schmutzausschlußabschnitt der Dichtung ent­ wickelt wird, auf den Flansch 19 beschränkt ist. Diese Wärme wird von dem Metallflansch auf das Dichtungsgehäuseteil übertragen, wo sie ohne nachteilige Einwirkung sowohl auf das Lippenelement 35 als auch die Dichtungslippe 41 abge­ führt wird.

Da die meisten gummiartigen und thermoplastischen Materia­ lien einer Wärmeübertragung widerstehen, wird wenn überhaupt nur wenig Wärme durch das Lippenelement 25 des Wellendich­ tungsteils zu der Welle übertragen. Dies erhöht deutlich die Lebensdauer der Dichtungen und schützt die Wellen. Darüber hinaus verringert der geringe Berührungsdruck zwischen dem ausladenden Rand 29 des Lippenelements 25 und dem Flansch die Reibungswärmeerzeugung der Dichtungen noch mehr.

Eine Weiterbildung der Erfindung ist in Fig. 6 gezeigt. Obgleich die in Fig. 6 gezeigte Dichtungskonstruktion ähn­ lich derjenigen gemäß Fig. 4 erscheint, ist eine merkliche Verbesserung in der Konstruktion gemäß Fig. 6 enthalten. Während dieses Ausführungsbeispiel einen primären Staubaus­ schlußabschnitt enthält, der aus einem ringförmigen Wellen­ dichtungsteil 15 und einem Flansch 19 wie zuvor beschrieben besteht, ist ein sekundäres ringförmiges, poröses Filter­ element 45 zwischen die Stufe oder den Montagevorsprung 33 des metallischen Gehäuseteils 13 und das Lippenelement 35 mit dem inneren Gehäuse oder Klemmelement 39 eingeklemmt.

Ein oder mehrere Dichtungsringe 47 können zwischen das Fil­ ter und das Gehäuse und/oder zwichen das Filter und das Lippenelement geklemmt sein. Die Dichtungsringe, vorzugs­ weise Gummidichtungsringe, hindern das Schmiermittel an einem Durchtreten zwischen dem radial am weitesten außen­ liegenden Ende des Lippenelements 35 und dem Gehäuseteil 13. Dies verhindert wiederum, daß Schmiermittel durch das Schaumfilterelement durchtritt und dessen Wirksamkeit her­ absetzt.

Als eine sekundäre Barriere gegen Staub und andere parti­ kelartige Verunreinigungen ist das Filterelement 45 so an­ geordnet, daß es in Berührung mit dem rotierenden Wellen­ dichtungsteil 15 steht oder zumindest eng an diesem anliegt. Das Filterelement 45 ist vorzugsweise aus einem filzunter­ legten Polyurethan-Schaum gebildet, da Polyurethan-Schaum einen ausgezeichneten Widerstand gegen Abrieb zeigt und eine lange Betriebslebensdauer sicherstellt. Die Porengröße des Schaums liegt vorzugsweise in dem Bereich von 1 bis 500 Mikron.

Wie aus Fig. 6 weiter ersichtlich, ist das Lippenelement 35 mit spiralförmigen Nuten oder Schlitzen 49 zum Erzeugen einer hydrodynamischen Pumpwirkung versehen, die dazu führt, daß Schmiermittel nach innen gepumpt wird. Diese Pumpwirkung führt dazu, daß ein Unterdruck in dem Bereich um die äußere Seite der Lippe bei 53 erzeugt wird. Dieser Unterdruck führt wiederum dazu, daß partikelartige von der Luft herangetra­ gene Verunreinigungen hinter die Schmutz und Staub aus­ schließenden Elemente 15 und 19 gezogen werden.

Durch Anordnen des Filterelements 45 zwischen den Staub ausschließenden Elementen 15 und 19 und dem Lippenelement 35 werden sämtliche partikelartige Stoffe, die hinter die erste Verunreinigungen ausschließende Barriere 15, 19 gezo­ gen werden, in die Poren des Filterelements 45 eingebettet und an einem Erreichen des Schmiermitteldichtungs-Lippen­ elements 35 gehindert werden. Dies erhöht deutlich die Le­ bensdauer der Dichtung und gestattet, die Berührungskräfte zwischen dem Lippenelement 35 und der Welle 7 zu verringern.

Um Verunreinigungen an einem Eingezogenwerden hinter das Lippenelement 35 zu hindern, müssen vorbekannte Konstrukti­ onen große Berührungskräfte zwischen der Lippe und der Welle aufrechterhalen, um so einen luftdichten Abschluß zu bil­ den. Versuche in dieser Richtung sind häufig fehlgeschlagen, weil die Lippe bei hohen Drehzahlen nicht in der Lager ist, die Berührung mit der Welle aufrechtzuerhalten und daher Verunreinigungen zu der Schmiermittelseite der Dichtung durchtreten können. Des weiteren können die hohen Berührungs­ kräfte, die durch die hydrodyamisch erzeugte Druckdifferenz hervorgerufen werden, das Schmiermittel wie zuvor ausgeführt karbonisieren.

Die Dichtung, die in Fig. 6 gezeigt ist, muß nicht und er­ hält vorzugsweise nicht einen luftdichten Abschluß aufrecht. Sie erhält vielmehr eine leichte Berührung aufrecht, um einer geringen Menge gefilterter Luft zu gestalten, hinter das Lippenelement 35 zu strömen. Diese Luftströmung dient dazu, eine hydrostatisch erzeugte Druckdifferenz zu neu­ tralisieren und unterbindet dadurch übermäßige Lippen/Wel­ len-Berührungskräfte.

Wie in Fig. 7 gezeigt kann eine Zweistufendichtung ohne das Lippenelement 35 verwendet werden, um so nur als eine Staub­ schutzvorrichtung zu fungieren. Des weiteren kann das Fil­ terelement 45 zusammen mit irgendeinem der in den Fig. 2, 4 oder 5 gezeigten Ausführungsbeispiele benutzt werden. Es ist auch möglich, das Filterelement 45 mit dem rotierenden Wellendichtungsteil 15 zu verbinden, statt es in dem metal­ lischen Gehäuseteil 13 einzuklemmen oder es mit letzterem zu verbinden.

Es ist ersichtlich, daß der Fachmann zahlreiche Modifikati­ onen und Variationen der vorliegenden Erfindung im Rahmen der technischen Lehre ausführen kann, ohne daß dazu der Schutzumfang, wie er durch die Ansprüche bestimmt ist, ver­ lassen werden müßte.

Claims (4)

1. Verbund-Dichtung zum Fernhalten von Schmutzteilen, bei­ spielsweise aus Steinschutt oder Trümmern, von einem Ab­ schnitt einer drehenden Welle, gekennzeich­ net durch

• - ein ringförmiges, auf der Welle (7) sitzendes Wellen­ dichtungsteil (15) mit einer darin ausgebildeten ring­ förmigen Verbindungsnut (17), die eine vorbestimmte Breite (B) hat, wobei die Verbindungsnut (17) durch Wände (21, 21) begrenzt ist, die sich radial nach außen von dem Wellendichtungsteil (15) aus erstrecken,
• - ein Lippenelement (25), das auf dem Wellendichtungsteil (15) vorgesehen ist, wobei das Lippenelement (25) mit einem Endabschnitt (27) ausgebildet ist, und
• - ein Dichtungs-Gehäuseteil (13), das einen radial ein­ wärts vorstehenden Flansch (19) enthält, der einen ra­ dial nach innen gerichteten Vorsprung hat, welcher mit einer Breite (A) ausgebildet ist, die kleiner als die vorbestimmte Breite (B) ist, wobei der Flansch in­ nerhalb der Verbindungsnut (17) und in Berührung mit dem Lippenelement (25) positioniert ist.

2. Dichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Dichtungs-Lippenelement (35), das an dem Ge­ häuseteil (13) zum Abdichten gegen ein Durchtreten von Dichtungsschmiermittel zwischen dem Dichtungs-Lippenele­ ment (35) und der drehenden Welle (7) angebracht ist.

3. Dichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Filterelement (45), das dem Wellendichtungsteil (15) benachbart zum Einfangen von Verunreinigungsteilen innerhalb des Filterelements (45) angeordnet ist.

4. Dichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

• - ein weiteres Dichtungs-Lippenelement (35), das an dem Gehäuseteil (13) zum Abdichten gegen ein Durchtreten von Dichtungsschmiermittel zwischen dem Dichtungs- Lippenelement (35) und der drehenden Welle (7) ange­ bracht ist, und
• - ein Filterelement (45), das in axialer Richtung zwi­ schen dem Wellendichtungsteil (15) und dem Dichtungs- Lippenelement (35) zum Einfangen von Verunreinigungs­ teilen innerhalb des Filterelements (45) angeordnet ist.