DE7141855U - Gegennnganordnung fur Axial Gleit ringdichtung - Google Patents

Description

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PATENTANWÄLTE ζ

dipping. H. LEINWEBER dipl-inc. H. ZIMMERMANN

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5. November 1971

DEUTSCHE PERROT-BREMSE GmbH, Mannheim-Friedrichsfeld Gegenringanordnung für Axial-Gleitringdichtung

Die Neuerung betrifft eine Gegenringanordnung für Axial-Gleitringdichtungen mit einem relativ zu einer ebenen Gegenfläche auf einem Gegenring umlaufenden Dichtring, insbesondere Kohlering, der in Richtung auf die Gegenfläche federbeaufschlagt ist.

Axial-Gleitringdichtungen werden zwischen ruhende und umlaufende Bauteile als Dichtung eingesetzt. Eine derartige Abdichtung ist beispielsweise bei hydrodynamisc hen Bremsen erforderlich. Unter einer "Gleitringdichtung" versteht man im allgemeinen einen Kohlering, der unter Abdichtung gleitend auf einer entsprechenden Gegenfläche umläuft oder umgekehrt. Dabei ist ein besonderes Problem dadurch gegeben, daß die Dichtung sowohl bei kleinen als auch bei großen Drehzahlen einwandfrei arbeiten muß. Ferner besteht das Erfordernis, daß die Dichtung einem Flüssigkeitsdruck von ca. 6 bis 7 atu, sowie Temperaturen bis etwa 20O⁰C standhält.

Die Temperaturbeständigkeit kann durch die Wahl geeigneter Werkstoffe erreicht werden. Auch sind Maßnahmen bekannt, um den Flussigkeitsdruck zu beherrschen. Greße Schwierigkeiten bereitet jedoch das einwandfreie Funktionieren der Dichtung bei hohen Drehzahlen.

Dafür ist zunächst Voraussetzung, daß die beiden aui- , einander gleitenden Flächen vollkommen plan und glatt sind. Der Kohlering wird durch einen entsprechenden Federdruck an die Gegenfläche gedrückt und kann beispielsweise stillstehen, während der die Gegenfläche aufweisende Teil umläuft. Selbstverständlich kann aber auch umgekehrt der Kohlering umlaufen und die Gegenfläche ^%esetzt sein. Durch die unumgänglichen Einbau- und Fertigungstoleranzen _t durch unterschiedliche Wärmedehnungen usw. ist es nun trotz höchster Präzision in der Fertigung nicht möglich, die umlaufende Fläche in axialer Rich- j tung vollkommen schlagfrei zu halten. Der nachgiebig und federnd angeordnete Kohlering übt zwar eine den Azialschlag kompensierende Wirkung aus. Diese kann aber nur im unteren _; Drehzahlbereich als ausreichend angesehen werden. Es hat sich | nämlich gezeigt, daß die beiden aufeinander-gleitenden Flächen; bei höheren Drehzahlen auch bei geringstem Axialschlag schon zum Abheben neigen und undicht werden. Dieser Hangel haftet mehr oder weniger allen bekannten Gleitringdichtungen an, bei denen die umlaufende Fläche bzw. der diese aufweisende Teil mit der umlaufenden Welle mehr oder weniger fest verbunden ist.

Aufgabe der Neuerung ist es, eine in jeder Beziehung einwandfreie Abdichtung zu erreichen.

Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß dadurch gelöst, deß der Gegenring in axialer und radialer Richtung schwimmend, also nachgiebig gelagert ist, Der Gegenring wird dazu zweckmäßig in einem Gehäuse unter Zwischenlage Verschiebungen des Gegenrings in axialer und radialer Richtung zulassender elastischer Hitige gehalten. Bei den elastischen Ringen kann es sich um O-Ringe handeln. Die Reibung zwischen den relativ zum Dicht- ; ring umlaufenden Gegenring ist dabei kleiner als die Reibung zwischen dem Gegenring und den diesen haltenden elastischen Ringen. Damit wird erreicht, daß die elastischen Ringe, die gleichzeitig als Dichtung fungieren, nicht durch Gleitreibung ■ verschleiaeü ttuu SG einen entscheidenden Einfluß auf die Lebensdauer der mit der Gleitringdichtung ausgerüsteten hydrody-j namischen Bremse ausüben. Die schwimmende Lagerung des Gleitringes mit Hilfe der elastischen Hinge führt min dazu, daß der sonst unvermeidliche Axialschlag vom mit der Welle verbundenen Gehäuse nicht auf den Gegenring des Dichtringes über- j tragen wird, so daß auch bei hohen Drehzahlen eine einwandfreie Abdichtung sichergestellt ist. ;

Eine besonders einfache Ausführungsform besteht darin, das Gehäuse mit einer zur Gegenfläche des Dichtrings parallelen und einer den Gegenring an seinem umfang übergreifenden, zu j dessen Gegenfläche senkrechten Abkröpfung zu versehen. Der Gegenring wird in das so ausgebildete Gehäuse unter Zwischenlage eines ohne Vorspannung eingelegten, besonders voluminösen elastischen Ringes zwischen die Gegenfläche des Dichtrings am Gegenring und die zu dieser parallele Abkröpfung des Gehäuses

eingesetzt, wodurch dieser Dichtring gute Dichtungseigenschaften erzielt. Zweckmäßig wird ein weiterer elastischer Hing in eine se Umfang des Ge genringes vorgesehene Ringnuteingelegt. Dieser elastische Ring ist mit seinem den Umfang des Gegenrings überragenden Außenumfang in Anlage an der den Umfang des Gegenringes übergreifenden Abkröpfung. Diese bildet man zweckmäßig mit einem kleinen Winkel derart konisch aus, daß sie sich zum Dichtring hin öffnet. Wird nun der Dichtring entsprechend dem hydraulischen Druck mehr oder

: weniger an den Gegenring angepreßt, so ändert sich gleichzeitig auch das Mitmehmermoment, das vom Gehäuse über die beiden elastischen Ringe auf den Gegenring übertragen wird. Bei steigendem Druck wächst also auch die Reibung zwischen \ den Singen unddea Gegenring. Das geschieht einmal durch ^! stärkeres Zusammenpressen des voluminösen, ohne Vorspannung \ eingelegten elastischen Ringes und zum anderen gerade da- ^: durch, daß der in der Ringnut am Umfang des Gegenringes j sitzende elastische Ring stärker in den engeren Teil des !

.>. konischen Gehäuses hineingedrückt wird. i

; In der Zeichnung ist die -Neuerung beispielsweise dargestellt und zwar zeigen:

Fig. 1 im Schnitt eine neuerungsgemäß ausgebildete Axial-Gleitringdichtung und

Fig. 2 in vergrößertem Maßstab eine Einzelheit der Axia!-Gleitringdichtung von Fig. 1.

Fig. 1 zeigt eine umlaufende Welle 1, auf der ein Gehäuse 2 befestigt ist. Man erkennt weiter das findstück einer auf der Welle 1 sitzenden Nabe 5. Die Nabe 3 weist

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an ihrer dem Gehäuse 2 zugekehrten Stirnfläche eine Ringnut j auf, in die ein statischer Dichtring 4 eingelegt ist. Das _; Gehäuse 2 ist gegen den Dichtring 4 mit Hilfe eines Distanzringes 5 verspannt, der ebenfalls fest auf die Welle 1 aufge- : setzt ist.

Das Gehäuse 2 ist mehrfach abgekröpft. Es weist mindestens eine zur Achse der Welle 1 senkrechte und eine zu diesel Achse parallele Abkröpfung am Gehäuseumfang auf. Dadurch ent- | steht im Gehäuse 2 eine Tasche, in die ein Gegenring f> eines I Dichtringes 7 unter Zwischenlage zweier elastischer Ringe 8 i und 9 schwimmend gelagert eingesetzt ist. Von diesen ist der j elastische Ring 8 edn voluminöser O-Ring, der ohne Vorspannung; auf einer Schulter 10 des Gehäuses zentriert ist, die zur ^[ Achse der Welle 1 parallel verläuft. Dieser voluminöse elastische Ring 8, der beispielsweise aus einem temperaturbeständigeη Elastomeren besteht, wird zwischen einer Gegenfläche des Dichtringes am Gegenring und einer zu diesen parallelen Fläche einer entsprechenden Abkröpfung am Gehäuse 2 verpreßt und dadurch aus der Kreisform seines Querschnitts so geringfügig de-^j formiert, wie das in Fig. 2 angedeutet ist. Die Deformation i geschieht unter Wirkung einer den Dichtring 7 in Richtung auf den Gegenring 6 beaufschlagenden Feder 11 bzw. durch die vom Druckmittel ausgeübten Kräfte. Zu diesem Zweck wird durch entsprechende Dimensionierung der Teile dafür gesorgt, daß die druckmittelbeaufschlagte Ringfläche/auf der Dichtring-Seite des Gegenringes 6 zumindest gleich oder vorzugsweise größer ist als die druckmittelbeaufschlagte Ringfläche Y auf derjenigen Seite des Gegenringes 6, die dem elastiscnen Ring 8 zugekehrt ist. Es wird so eine sichere Abdichtung gegen Druckmittel 12 erreiät und vermieden, daß der Gegenring 6

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vom elastischen King 9 abhebt und zuviel Lecköl nach innen durchsickern kann. Die Vorspannung der Federn 11 am Dichtring 7 reicht dann aus, um Leckverlusteam elastischen Ring 8 sicher zu verhindern.

In radialer Richtung ist der Gegenring 6 des beispielsweise als Kohlering ausgeführten stillstehenden Dichtringes 7 durch den elastischen Ring 9 zentriert, der mit sehr geringer Vorspannung eingesetzt ist und nur eine

verminderte Dichtwirkung gegenüber dem Druckmittel 12 hat. Die durch die elastischen Ringe 8 und 9 hervorgerufene Gleitreibung bezüglicn des Gegenringes 6 bzw. des Gehäuses 2 hat größer zu sein, als die Reibung zwischen Gegenring

6 und Dichtring 7. Ergänzend kann zweckmäßig der den der Zentrierung dienenden elastischen Ring 9 aufnehmende Teil des Gehäuses 2 mit dem in Fig. 2 angedeuteten kleinen Winkel öC geringfügig konisch ausgebildet sein. Damit wird einer möglichem unterschiedlichen Vorspannung des Dichtringes 7 Rechnung getragen. Bei erhöhter Vorspannung des üichtringes i

7 vergrößert sich nämlich auch die Reibung zwischen Dicht- ' ring 7 und Gegenring 6. Da aber der Gegenring 6 über die elastischen Binge 8 und 9 gegen Bewegung festgehalten und ; stillgesetzt werden muß, muß bei Zunahme der Reibung zwi- | sehen Dichtring 7 und Gegenring 6 auch die Reibung zwischen , dem elastischen Ring 9 und der den Gegenring 6 übergrei- : fenden Abkröpfung des Gehäuses 2 erhöht werden. Das geschieht durch die konische Ausführung des Gehäuses 2 auto- j matisch, weil der elastische Ring 9 durch den erhöhten Anpreßdruck des Dichtringes 7 mit dem Gegenring 6, in dessen Umfangsnut er sitzt, weiter nach innen verschoben und dadurch stärker zusammengepreßt wird.

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Die beschriebene Gegenringanordnung für Axial-Gleitringdichtungen gewährleistet also eine nach allen Eichtungen leicht verschiebliche Lagerung des Gegenringes Auch verhältnismäßig große Taumelschläge des Gehäuses 2 führen dadurch nicht zu entsprechenden Axialschlägen des Gegenringes 6. Auf diese Weise ist auch bei hohen Drehzahlen für eine einwandfreie Abdichtung und damit für einwandfreie Abdichtung in jeder Betriebssituation gesorgt.

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Claims (8)

- 8 Schutzansprüche :

1. Gegenringanordnung für Axial-Gleitringdichtung mit einem relativ zu einer ebenen Gegenfläche auf einem Gegenring umlaufenden Dichtring, insbesondere Kohlering, der in Sichtung auf die Gegenfläche federbeaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenring (6) in axialer und radialer Richtung schwimmend gelagert ist*

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeiehnei^-daß der Gegenring (6) in einem Gehäuse (2) unter Zwischenlageverschiebungen des Gegenrings in axi-Ller und radialer Richtung zulassender elastischer Ringe (8₃9) gehalten ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Einge (8,9) Ü-Ringe sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Ringe (8,9) aus temperaturbeständigen Elastomeren bestehen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) eine zur Gegenfläche des Dichtringes (7) parallele und eine den Gegenring (6) an seinem Umfang übergreifende, zu dessen Gegenfläche senkrechte Abkröpfung hat.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Gegenfläche des Dichtringes

(7) am Gegenring (6) und die zu dieser parallele Abkröpfung des Gehäuses (2) ein besonders voluminöser elastischer Ring (8) ohne Vorspannung eingelegt ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der GegenriSig (6) an seinem umfang eine fiingnut aufweist, in die ein elastischer Ring (9) eingelegt ist. *

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die den Gegenring (6) an seinem Umfang übergreifende Abkröpfung mit der Bingachse einen sich in fiichtung des Dichtrings (7) öffnenden kleinen Winkel bildej;