DE102004027539B4

DE102004027539B4 - Dichtungsanordnung

Info

Publication number: DE102004027539B4
Application number: DE102004027539.4A
Authority: DE
Inventors: Helmut Benedix; Michael Reif
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2004-06-04
Filing date: 2004-06-04
Publication date: 2020-08-27
Anticipated expiration: 2024-06-05
Also published as: FR2871211A1; DE102004027539A1; FR2871211B1

Abstract

Dichtungsanordnung beinhaltend folgende Merkmale:- Eine Dichtmanschette (10, 10', 10'', 10'''), die im wesentlichen durch eine Innenfläche (12) und eine dazu im wesentlichen äquidistante Außenfläche (14) begrenzt ist, wobei wenigstens ein Teil der Innenfläche (12) zum abdichtenden Anliegen an einer Welle (5, 5', 5'', 5''') vorgesehen ist und eine Profilierung zum Rückfördern eines Schmiermittels aufweist,- einen Stützkörper (30, 30', 30'', 30'''), wobei bei Betrachtung einer oberen oder unteren Hälfte eines Längsschnitts der bestimmungsgemäß an der Welle (5, 5', 5'', 5''') angebauten Dichtungsanordnung die Dichtmanschette (10, 10', 10'', 10''') zusammen mit einem sich an die Dichtmanschette (10, 10', 10'', 10''') anschließenden in etwa L-förmigen Teil des Stützkörpers (30, 30', 30'', 30''') S- oder Z-förmig angeordnet sind und- einen Verbinder (20, 20', 20'', 20'''), der wenigstens einen Teil der Außenfläche (14) der Dichtmanschette (10, 10', 10'', 10''') mit dem Stützkörper (30, 30', 30'', 30''') verbindet und der bei besagter Betrachtung zur Außenfläche (14) hin eine Grenzlinie mit wenigstens einer Komponente in Längsrichtung aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung.
Aus der DE 36 12 420 C2 ist ein Radialwellendichtring bekannt, bei dem ein Dichtelement, vorzugsweise aus Polytetrafluorethylen, über eine Ummantelung aus gummi-elastischem Material mit einem Stützkörper verbunden ist. Dabei schließt derjenige Teil des Dichtelements, der mit der Ummantelung verbunden ist, mit der Wellenachse einen spitzen Winkel ein.
Aus der EP 1 024 318 A2 sind weiterhin Dichtungsanordnungen bekannt, bei denen an einem L-förmigen Stützkörper ein Elastomerkörper angeschlossen ist, an dem wiederum ein Dichtungsring, beispielsweise aus Teflon, angeschlossen ist. Dabei ist der Dichtungsring mit seiner langgestreckten Außenfläche vollständig an den Elastomerkörper angebunden, so dass sich bei bestimmungsgemäßem Anbau der Dichtungsanordnung an der Welle eine im wesentlichen parallel zur Wellenachse verlaufende Anbindefläche zwischen dem Dichtungsring und dem Elastomerkörper ergibt.
Schließlich ist aus der US 6,520,507 B2 eine Dichtungsanordnung bekannt, bei der eine Dichtmanschette aus PTFE über eine Einfassung aus einem polymeren Werkstoff mit einem Stützkörper verbunden ist. Dabei ist eine langgestreckte Außenfläche der Dichtmanschette lediglich in einem Teilbereich mit der Einfassung verbunden, so dass sich bei bestimmungsgemäßem Anbau der Dichtungsanordnung an der Welle eine senkrechte Anbindefläche zwischen Dichtmanschette und Einfassung ergibt.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Dichtungsanordnung, insbesondere für ein Abdichten einer Welle zu schaffen, die bei Eignung zum Einbau in kleinvolumigen Räumen insbesondere auch bei höheren Wellendrehzahlen Wellenschläge auszugleichen vermag.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Gemäß Anspruch 1 beinhaltet eine Dichtungsanordnung folgende Merkmale:

- Eine Dichtmanschette, die im wesentlichen durch eine Innenfläche und eine dazu im wesentlichen äquidistante Außenfläche begrenzt ist, wobei wenigstens ein Teil der Innenfläche zum abdichtenden Anliegen an einer Welle vorgesehen ist und eine Profilierung zum Rückfördern eines Schmiermittels aufweist,
- einen Stützkörper, wobei bei Betrachtung einer oberen oder unteren Hälfte eines Längsschnitts der bestimmungsgemäß an der Welle angebauten Dichtungsanordnung die Dichtmanschette zusammen mit einem sich an die Dichtmanschette anschließenden in etwa L-förmigen Teil des Stützkörpers S- oder Z-förmig angeordnet sind und
- einen Verbinder, der wenigstens einen Teil der Außenfläche der Dichtmanschette mit dem Stützkörper verbindet und der bei besagter Betrachtung zur Außenfläche hin eine Grenzlinie mit wenigstens einer Komponente in Längsrichtung aufweist.

Insbesondere gegenüber der Dichtungsanordnung der eingangs genannten US 6,520,507 B2 ist die Verbindungsfläche zwischen der Außenfläche der Dichtmanschette und dem Verbinder aufgrund vorgenannter Komponente wenigstens teilweise sozusagen gebogen bzw. gegen die Längsrichtung geneigt, wodurch bei gleichzeitig vergleichsweise großer Verbindungsfläche zwischen Dichtmanschette und Verbinder mit Vorteil kleine radiale Abmessungen der Dichtungsanordnung, insbesondere für Einbauräume mit kleinen Abmessungen, erzielbar sind. Unterstützt durch die S- bzw. Z-förmige Anordnung von Stützkörper und Dichtmanschette wird durch die die besagte Komponente in Längsrichtung aufweisende Verbindungsfläche mit Vorteil eine erforderliche Krümmung der Dichtmanschette zum dichtenden Anliegen an der Welle unterstützt, so dass auch bei höheren Wellendrehzahlen Wellenschläge ohne Einbuße an Dichtigkeit verkraftet werden. Somit kann in Abhängigkeit von einer Ausführung des Verbinders im Bereich der Verbindungsfläche, insbesondere durch dessen Härte und/oder dessen Design ein statischer und/oder dynamischer Wellenversatz, also ein Versatz zwischen den Hauptachsen von Welle und Dichtungsanordnung ausgeglichen werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Dichtungsanordnung derart ausgebildet, dass die Dichtmanschette bei bestimmungsgemäßem Anbau an der Welle den abzudichtenden Raum in Längsrichtung vom Raum weg trichterartig begrenzt. Dadurch ist insbesondere gegenüber Anordnungen, bei denen die Dichtmanschette den abzudichtenden Raum sich in den Raum hinein erstreckend trompetenartig begrenzt, der Verbinder mit Vorteil kleinvolumiger und damit mit weniger Material ausbildbar.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Figuren. Dabei zeigen:

1 eine obere Hälfte eines Längsschnitts durch eine Dichtungsanordnung und
2 bis 4 Prinzipskizzen weiterer Dichtungsanordnungen.

Die 1 zeigt als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung eine obere Hälfte eines Längsschnitts durch eine bestimmungsgemäß an einer Welle 5 angebaute Dichtungsanordnung, wobei die Welle 5 sozusagen durchsichtig mit lediglich einer gestrichelten Linie angedeutet ist. Die Dichtungsanordnung umfasst dabei eine Dichtmanschette 10, einen Stützkörper 30 und einen Verbinder 20, zum Verbinden der Dichtmanschette 10 mit dem Stützkörper 30.
Die Dichtmanschette 10 ist dabei aus einem Thermoplast, insbesondere PTFE faserverstärkt ausgebildet. Der Verbinder 20 umfasst einen Elastomer und/oder einen Thermoplast, insbesondere TPE und/oder TPU. Der Stützkörper 30 ist schließlich aus einem härteren Material als der Verbinder 20 und/oder die Dichtmanschette 10, insbesondere umfassend ein Metall, Kunststoff, Pappe und/oder Holz ausgebildet.
In einer Ausführungsform kann der Stützkörper 30, beispielsweise zum Ausbilden eines Maschinendeckels, mit dem die Dichtungsanordnung mit einem die Welle 5 wenigstens teilweise umschließenden Gehäuse verbindbar ist, entsprechend erweitert ausgebildet sein. Dabei kann der erweiterte Stützkörper derart ausgebildet sein, dass er schnellverschlussartig mit dem Gehäuse verbindbar oder mit dem Gehäuse verschraubbar ist.
Die Dichtmanschette 10 ist im wesentlichen durch eine Innenfläche 12 und eine dazu im wesentlichen äquidistante Außenfläche 14 begrenzt. Dabei liegt wenigstens ein Teil der Innenfläche 12 zum Abdichten an der Welle 5 an, wobei wenigstens dieser Teil zum Rückfördern eines Schmiermittels eine Profilierung aufweist, die spiralförmig geriffelt ausgebildet ist.
Weiterhin ist ein Teil der Außenfläche 14 der Dichtmanschette 10 über den Verbinder 20 mit dem Stützkörper 30 verbunden, wobei eine Grenzlinie zwischen besagtem Teil der Außenfläche 14 und dem Verbinder 20 wenigstens eine Komponente in Längsrichtung aufweist. Die Außenfläche 14 ist dabei im wesentlichen glatt ausgebildet. Dabei ist insbesondere derjenige Teil der Außenfläche 14, der dem bestimmungsgemäß an der Welle 5 anliegenden Teil der Innenfläche 12 gegenüberliegt, frei von einer Verbindung mit dem Verbinder 20 ausgebildet.
Insbesondere durch die S- bzw. Z-förmige Anordnung von Stützkörper 30 und Dichtmanschette 10 sind bei gleichzeitig vergleichsweise großer Verbindungsfläche zwischen Dichtmanschette 10 und Verbinder 20 kleine radiale Abmessungen der Dichtungsanordnung erzielbar. Ferner wird durch die eine deutliche Komponente in Längsrichtung aufweisende Verbindungsfläche mit Vorteil eine erforderliche Krümmung der Dichtmanschette 10 zum abdichtenden Anliegen an der Welle 5 unterstützt. Dadurch kann ein statischer und/oder dynamischer Wellenversatz, also ein Versatz zwischen den Hauptachsen von Welle 5 und Dichtungsanordnung ausgeglichen werden.
Die Dichtungsanordnung ist dabei derart ausgebildet, dass die Dichtmanschette 10 bei bestimmungsgemäßem Anbau an der Welle 5 den abzudichtenden Raum 50 in Längsrichtung vom Raum 50 weg trichterartig begrenzt. Dadurch ist insbesondere gegenüber Anordnungen, bei denen die Dichtmanschette den abzudichtenden Raum sich in den Raum hinein erstreckend trompetenartig begrenzt, der Verbinder 20 mit Vorteil kleinvolumiger und damit mit weniger Material ausbildbar.
Die 2 bis 4 zeigen in Form von Prinzipskizzen als weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung weitere Dichtungsanordnungen. Dabei sind die weiteren Dichtungsanordnungen längsgeschnitten dargestellt, wobei lediglich die obere Hälfte des Längsschnitts sowie ausschließlich die Schnittflächen dargestellt sind. Ausgehend von der 1 sind in den 2 bis 4 vergleichbare Elemente mit gleichen Bezugszeichennummern versehen, die in der 2 zusätzlich mit einem Hochstrich, in der 3 mit zwei Hochstrichen und in der 4 mit drei Hochstrichen ergänzt sind.
Dabei zeigen die 2 bis 4 Dichtungsanordnungen, die gegenüber der Dichtungsanordnung der 1 sich insbesondere dadurch unterscheiden, dass eine Komponente in Längsrichtung der Verbindungslinie zwischen der Dichtmanschette 10', 10'' und 10''' und dem Verbinder 20', 20'' und 20''' mit aufsteigender Nummerierung der 2 bis 4 immer größer ist und bei der Dichtungsanordnung der 4 schließlich sogar größer als eine Komponente in Radialrichtung ist. Mit den vorausgehend beschriebenen Ausführungsformen sind dabei unterschiedliche Anforderungen an auszugleichende statische und/oder dynamische Wellenversätze erfüllbar. Ansonsten gilt das vorausgehend zu der Dichtungsanordnung der 1 beschriebene bei den weiteren Dichtungsanordnungen der 2 bis 4 entsprechend.
Bezugszeichenliste

5, 5', 5'', 5''': Welle
10, 10', 10'', 10''': Dichtmanschette
12: Innenfläche
14: Außenfläche
20, 20', 20'', 20''': Verbinder
30, 30', 30'', 30''': Stützkörper
50, 50', 50'' , 50''': abzudichtender Raum

Claims

Dichtungsanordnung beinhaltend folgende Merkmale: - Eine Dichtmanschette (10, 10', 10'', 10'''), die im wesentlichen durch eine Innenfläche (12) und eine dazu im wesentlichen äquidistante Außenfläche (14) begrenzt ist, wobei wenigstens ein Teil der Innenfläche (12) zum abdichtenden Anliegen an einer Welle (5, 5', 5'', 5''') vorgesehen ist und eine Profilierung zum Rückfördern eines Schmiermittels aufweist, - einen Stützkörper (30, 30', 30'', 30'''), wobei bei Betrachtung einer oberen oder unteren Hälfte eines Längsschnitts der bestimmungsgemäß an der Welle (5, 5', 5'', 5''') angebauten Dichtungsanordnung die Dichtmanschette (10, 10', 10'', 10''') zusammen mit einem sich an die Dichtmanschette (10, 10', 10'', 10''') anschließenden in etwa L-förmigen Teil des Stützkörpers (30, 30', 30'', 30''') S- oder Z-förmig angeordnet sind und - einen Verbinder (20, 20', 20'', 20'''), der wenigstens einen Teil der Außenfläche (14) der Dichtmanschette (10, 10', 10'', 10''') mit dem Stützkörper (30, 30', 30'', 30''') verbindet und der bei besagter Betrachtung zur Außenfläche (14) hin eine Grenzlinie mit wenigstens einer Komponente in Längsrichtung aufweist.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, wobei der L-förmige Teil des Stützkörpers (30, 30', 30'', 30''') im wesentlichen einen oberen oder unteren Teil und die Dichtmanschette (10, 10', 10'', 10''') entsprechend im wesentlichen einen unteren oder oberen Teil der S- oder Z-Form bildend angeordnet sind.
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Grenzlinie wenigstens einen zur Längsrichtung schräg verlaufenden Abschnitt umfasst.
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Grenzlinie wenigstens einen bogenartigen Abschnitt umfasst.
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Komponente in Längsrichtung größer einer Komponente in Radialrichtung ist.
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Teil der Innenfläche (12) spiralförmig geriffelt gestaltet ist.
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Dichtmanschette (10, 10', 10'', 10''') bei bestimmungsgemäßem Anbau an der Welle (5, 5', 5'', 5''') den abzudichtenden Raum (50, 50', 50'', 50''') in Längsrichtung vom Raum (50, 50', 50'', 50''') weg trichterartig begrenzt.
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Außenfläche (14) der Dichtmanschette (10, 10', 10'', 10''') glatt ausgebildet ist.
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei wenigstens ein Teil der Außenfläche (14), der dem abdichtend an der Welle (5, 5', 5'', 5''') anliegenden Teil der Innenfläche (12) gegenüberliegt, frei von einer Verbindung mit dem Verbinder (20, 20', 20'', 20''') ist.
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Dichtmanschette (10, 10', 10", 10''') einen Thermoplast, insbesondere PTFE, umfasst.
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Dichtmanschette (10, 10', 10'', 10''') faserverstärkt ausgebildet ist.
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Verbinder (20, 20', 20'', 20''') einen Elastomer und/oder einen Thermoplast, insbesondere TPE und/oder TPU, umfasst.
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Stützkörper (30, 30', 30'', 30''') als ein Deckelelement einer Maschine ausgestaltet ist.
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der Stützkörper (30, 30', 30'', 30''') aus einem härteren Material als der Verbinder (20, 20', 20'', 20''') und/oder die Dichtmanschette (10, 10', 10'', 10'''), insbesondere umfassend ein Metall, Kunststoff, Pappe und/oder Holz, ausgebildet ist.