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DE8210552U1 - Dichtungseinheit - Google Patents

Dichtungseinheit

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Publication number
DE8210552U1
DE8210552U1 DE828210552U DE8210552U DE8210552U1 DE 8210552 U1 DE8210552 U1 DE 8210552U1 DE 828210552 U DE828210552 U DE 828210552U DE 8210552 U DE8210552 U DE 8210552U DE 8210552 U1 DE8210552 U1 DE 8210552U1
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DE
Germany
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ring element
ring
sealing unit
sealing
projection
Prior art date
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DE828210552U
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English (en)
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SKF Industrie SpA
Original Assignee
RIV SKF Officine di Villar Perosa SpA
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Publication date
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    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
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    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
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    • F16C33/78—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members
    • F16C33/7869—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members mounted with a cylindrical portion to the inner surface of the outer race and having a radial portion extending inward
    • F16C33/7879—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members mounted with a cylindrical portion to the inner surface of the outer race and having a radial portion extending inward with a further sealing ring
    • F16C33/7883—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members mounted with a cylindrical portion to the inner surface of the outer race and having a radial portion extending inward with a further sealing ring mounted to the inner race and of generally L-shape, the two sealing rings defining a sealing with box-shaped cross-section
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    • F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • F16J15/3204—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
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Description

• I I I j I
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Beschreibung
Die Neuerung betrifft eine Dichtungseinheit, die zwischen zwei relativ zueinander rotierenden Organen eingesetzt ist, insbesondere zwischen dem Innenring und dem Außenring eines Wälzlagers, und insbesondere eine Dichtungseinheit mit zwei Dichtlippen.
Es sind zahlreiche Arten von Dichtungsheiten bekannt, die dazu bestimmt sind, zwischen die Ringe eines Wälzlagers eingesetzt zu werden, um den dazwischenliegenden Raum, in dem die Wälzkörper angeordnet sind, gegen die Umgebung abzudichten und den Austritt von Schmiermitteln oder den Eintritt von Verunreinigungen wie Wasser oder Staub zu verhindern.
Die am häufigsten eingesetzte Dichtungseinheit hat einen Metallring, der so geformt ist, daß er durch leichten Druck in einen Sitz eingelegt werden kann, der in den Außenring des Wälzlagers eingearbeitet ist, und eine ringförmige, elastische Dichtlippe aus Elastomer, die in geeigneter Weise an dem Metallring befestigt ist und mit einem vorbestimmten Druck auf einer Fläche gleitet, die am Innenring des Wälzlagers ausgebildet ist, um mit dieser Fläche eine gleitende Dichtung zu bilden.
Darüber hinaus sind Dichtungseinheiten mit zweifacher Dichtlippe bekannt, bestehend aus einem Metallring; der so geformt ist, daß er durch leichten Druck am Außenring
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befestigt werden kann, und aus einem zweiten Ring aus Elastomer mit zwei radialen Lippen, die unter vorbestimmten Druck an der Außenfläche des Innenringes anliegen, um auf diese Weise eine gleitende Abdichtung sowohl gegen das Eindringen von Fremdkörpern in das Lagerinnere als auch gegen Schmiermittelverlust zu bilden.
Eine weitere Dichtungseinheit nach dem Stand der Technik besteht aus einem Ring aus Elastomer, der in einen Sits des Außenringes eingedrückt wird und mit des Innenring eins gleitende Abdichtung herstellt; hierzu wird durch eine elastische Bewehrung, die an dem Elastorserring befestigt ist, auf einen verformbaren Vorsprung dieses Ringes ein vorbestimrnter Druck gegen eis Außenfläche des Innenringes ausgeübt.
Die beschriebenen und bekannten Dichtungseinheiten sind nicht frei von Nachteilen. So haben vor allem die Dichtungseinheit . mit zweifacher Dichtlippe einen erheblichen Bauraum, der häufig beim Einbau in Wälzlager unannehmbar ist. Zwar beanspruchen die Dichtungseinheit mit einfacher Dichtlippe weniger Platz, aber ihre Dichtwirkung ist begrenzt, weil sie nur in einer Richtung sperren (von außen ins Innere des abzudichtenden Raumes oder umgekehrt), denn ein Druck entgegen der Richtung, für die sie ic Betrieb ausgelegt sind, kann die Dichtlippe von ihrem Sitz abheben und damit die Dichtwirkung aufheben. Obwohl die erläuterten Nachteile zum Teil bei den Dichtungseinheiten mit metallischer Bewehrung vermieden werden, ist auch deren
Dichtwirkung aufgrund der einzigen und begrenzten, ringförmigen Berührungszone zwischen dem verformbaren Vorsprung und der gegenüberliegenden Gleitfläche begrenzt.
Der Neuerung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Dichtungseinheit so auszubilden, daß die aufgeführten Nachteile vermieden werden und insbesondere eine wirksame Abdichtung erzielt wird, die sowohl ein Austreten von Schmiermittel aus dem abzudichtenden Raum als auch ein Eintreten von Schmutz und Fremdkörpern in diesen Raum bei begrenzten Abmessungen verhindert.
Bei einer Dichtungseinheit zwischen zwei relativ zueinander drehbaren Organen zur Abdichtung eines Raumes zwischen diesen beiden Organen nach außen hin mit einem ersten und einem zweiten Ringelement, von denen jedes an einem der beiden Organe befestigt ist und von denen das zweite wenigstens eine erste und eine dazu i. w. rechtwinkelige, zweite Gleitfläche aufweist, wird diese Aufgabe neuerungsgemäß gelöst durch ein drittes Ringelement aus weichem, elastischem Material, das am ersten Ringelement befestigt ist, und durch ein Federelement, das in einem ringförmigen Sitz des dritten Ringelementes angeordnet ist, das einen ringförmig umlaufenden, verformbaren Vorsprung, der auf der ersten Gelitfläche gleitend anliegt, und eine verformbare, umlaufende Dichtlippe aufweist, die sich i. w. rechtwinklig zu dem Vorsprung erstreckt und an der zweiten Gleitfläche
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gleitend anliegt, wobei das Federelement den Vorsprung
und die Dichtlippe mit einem vorbestimmten Druck gegen
die erste Gleitfläche bzw. die zweite Gleitfläche
drückt.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Neuerung ergeben sich
aus den Unteransprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles, das in der
Zeichnung dargestellt ist.
Es zeigen:
Figur 1 im Längsschnitt ein zweireihiges Schrägkugellager, in das die Dichtungseinheit
genäß der Neuerung eingebaut ist, und
Figur 2 eine Schnittdarstellung einer Dichtungseinheit., gemäß Figur 1 in vergrößertem
Maßstab. |
In Figur 1 ist ein Wälzlager 1 mit zwei spiegel- f.
symmetrisch nebeneinander angeordneten Innenringen |
2, einem Außenring 3 und zwei Reihen von Wälzkörpern 4 |
dargestellt, welche in einem Raum 5 zwischen dem Außen- |
ring 3 und den Innenringen 2 untergebracht sind. Die |
Wälzkörper 4 rollen auf Laufbahnen 6 und 7, die in %
i eine innere Oberfläche 8 des Außenringes 3 bzw. eine 1.
äußere Oberfläche 9 der Innenringe 2 eingearbeitet sind. % Der Raum 5 ist an den beiden Enden durch je eine $
Dichtungseinheit 10 abgeschlossen, die zwischen den |
jeweiligen Innenring 2 und den Außenring 3 eingesetzt ■
ist. :
-5-
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-5-
Wie vor allem aus Figur 2 zu sehen ist, hat jede Dichtungseinheit 10 ein erstes Ringelement 11, das durch leichten Druck an einem Sitz Ϊ2 an der inneren Oberfläche 8 des Außenringes 3 befestigt ist, und ein zweites Ringelement 14, das durch leichten Druck auf die äußere Oberfläche 9 des entsprechenden Innenringes 2 geschoben ist; die Dichtungseinheit . 10 weist ferner einen Dichtring 15 auf, der in einem Raum 16 zwischen den beiden Ringelementen 11 und 14 angeordnet ist,sowie ein Federelement 18, das auf dem Dichtring 15 sitzt.
Das erste Ringelement 11 besteht aus einem metallischen oder anderen, steifen Werkstoff mit hoher Festigkeit und ist i. w. tassenförmig ausgebildet; hierzu weist es eine zur Achse des Ringelementes 11 parallele Seitenwand 19, die an dem Sitz 12 anliegt, sowie eine Bodenwand 20 auf, die ?.. w. rechtwinklig zur Seitenwand 19 verläuft und eine Einprägung 21 hat, die in den Raum 16 ragt und koaxial zu einem zentralen Loch 22 der Bodenwand 20 ist. Auf diese Weise hat die Bodenwand 20, die im eingebauten Zustand des Ringelementes 11 in seinen Sitz 12 den Wälzkörpern 4 zugewandt ist, im Bereich der Einprägung 21 einen konkaven Boden 23, der zu den Wälzkörpern 4 hin gerichtet ist, so daß der axiale Bauraum der gesamten Dichtungseinheit 10 so gering wie möglich ist, insbesondere dann, wenn, wie im Einbaufall der Figur 1, die Wälzkörper 4 Kugeln sind.
Auch das zweite Ringelement 14 besteht aus metallischem oder einem anderen, steifen Material hoher Festigkeit. Es hat einen hülsenförmigen Teil 24, der auf dem Innen-
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ring 2 befestigt werden kann, und einen Flanschteil 25, der rechtwinklig von einem Ende 26 des hülsenförmigen Teils 24 absteht und dessen Außendurchmesser so groß ist, daß im eingebauten Zustand zwischen dem Flanschteil 25 und der Seitenwand 19 des ersten Ringelementes 11 ein umlaufendes Spiel a gebildet wird. Die beiden Ringelomente 11 und 14 sind koaxial zueinander angeordnet.
Der Dichtring 15 besteht aus einem verformbaren, weichen und elastischen Werkstoff, beispielsweise Elastomer, Gummi oder Kunststoff, und ist in dem Loch 22 des Ringelementes 11 befestigt, beispielsweise durch Vulkanisierung, Kleben oder Schweißen. Der Dichtring 15 hat ebenfalls einen Flanschteil 27, r.it den er an dem Ringelement 11 befestigt ist, scÄ-is einen hülsenförmigen Teil 28, der i. w. rechtwinklig -von dem Flanschteil 27 absteht und in dessen Außenfläche 29 ein ringförmiger Sitz 30 eingearbeitet ist. Dieser dient zur Aufnahme des Federelementes 18, das aus einer Schraubenfeder besteht, die ringförmig auf den hülsenförmigen Teil 28 aufgesetzt ist und dadurch auf diesen eine Kraft ausübt, die i. w. rechtwinklig zur Achse des Dichtringes 15 verläuft. Im Bereich des Federelementes 18 ist in den Flanschteil 27 außerdem eine umlaufende Hohlkehle 31 eingearbeitet, die zum federelement 18 hin offen ist und dessen Einbau in den Sitz 30 erleichtert. Im eingebauten Zustand ist der hülsenförmige Teil 28 des Dichtringes 15 koaxial zum hülsenförmigen Teil 24 des Ringelementes 14 und an dessen Außenseite. Einstückig mit dem hülsenförmigen Teil 28 sind eine verformbare,
umlaufende Dichtlippe 32, die von einem Ende 33 des hülsenförmigen Teils 28 ausgeht, und ein umlaufender Vorsprung 31J, der von einer Innenseite 35 dieses Teils 28 ausgeht und in radialer Richtung sowie i. w. rechtwinklig zur Dichtlippe 32 verläuft, ausgebildet. Der Vorsprung 34 wird durch zwei Schrägflächen 36 begrenzt und weist einen Scheitel 37 auf, der in gleitende Berührung mit einer Außenfläche 38 des hülsenförmigen Teils 24 kommt, an der er im eingebauten Zustand anliegt.
Die Dichtlippe 32 erstreckt sich mit einer geringen Neigung :im wesentl. parallel zur Symmetrieachse des Dichtringes 15 und hat eine Kante 39, die in gleitende Berührung mit einer in den Raum 16 weisenden Fläche 40 des Flanschteils 25 kommt. Die Außenfläche 38 und die Fläche 40 sind zueinander i. w. rechtwinklig.
Der Scheitel 37 des Vorsprungs 34 ist zur Wirkungslinie der durch das Federelement 18 ausgeübten Kraft, die rechtwinklig zur Achse des Di.chtringes 15 verläuft, axial versetzt, weil die durch den Scheitel 37 verlaufende Ebene zur Symmetrieebene des als Schraubenfeder ausgebildeten Federelementes 18 um einen Abstand b, der parallel zur Symmetrieachse des Dichtringes 15 gemessen ist, versetzt ist. Auf diese Weise verformt das Federelement 18 hauptsächlich das Ende 33 des hülse förmigen Teils 24, wodurch gleichzeitig mit einer vorbestimmten Kraft der Scheitel 37 des Vorsprungs 34 gegen die Außenfläche 38 und die Kante 39 der Dichtlipp 32 gegen die Fläche 40 gedrückt werden, denn auf die Dichtlippe 32 wirkt ein Moment, das hervorgerufen wird
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durch die Axialversetzung zwischen der in Figur 2 durch einen Pfeil dargestellten Wirkungslinie auf den Vorsprung 34 und den Hebelpunkt, der durch die Anlage des Scheitels 37 an der Außenfläche 38 gebildet wird.
Im Betrieb wird die Dichtungseinheit 10 zwischen zwei relativ zueinander drehbaren Organen eingebaut, beispielsweise zwischen die Ringe 2 und 3 des in Figur 1 gezeigten Wälzlagers 1; hierzu wird zunächst das erste Ringelement 11 in seinen Sitz 12 gebracht, worauf das zweite Ringelement 1U so eingebaut wird, daß der Fianschteil 25 zur Seitenwand 19 einen sehr geringen Abstand hat. Auf diese Weise kommen die Dich-Iippe 32 und der Vorsprung 34 durch Verformung i.7. ier Fläche 40 bzw. der Außenfläche 38 zur Anlage, gegen die sie durch das Federelement 18 mit vorbestierstem Druck gepreßt werden, so daß eine doppelte Abdichtung sowohl gegen von außen eindringende Verschmutzungen (Dichtlippe 32) als auch gegen einen Austritt von Schmiermittel aus dem Raum 5 (Vorsprung 34) geschaffen wird. Von den beiden gleitenden Dichtungen wirkt die eine in axialer und die andere in radialer Richtung bezüglich der Symmetrieachse der Dichtungseinheit 10 an bearbeiteten und behandelten Oberflächen (40 bzw. 38). Außerdem üben der Raum 16 und insbesondere das geringe, umlaufende Spiel a zwischen der Seitenwand 19 und dem Flanschteil 25 eine Labyrinthwirkung und damit eine Wirkung gegen Schmiermittelaustritt sowie Eintritt von Verschmutzungen, die dazu neigen, sich im Raum 16 festzusetzen, aus. Der Raum zwischen der Dichtlippe 32, dem Vorsprung 34 und dem
Ringelement 14 kann darüber hinaus mit Fett gefüllt werden, um die Dichtwirkung zu erhöhen und die Gleitdichturig zu schmieren. Wenn das Ringelement 14 auf einem drehenden Organ befestigt ist, übt es außerdem mit seinem Flanschteil 25 eine Schleuderwirkung auf von außen eindringende Fremdkörper aus.
Aus der Beschreibung des Ausführungsbeispiels ergeben
sich die Vorteile der Neuerung. Diese gestattet es insbesondere, Dichtungseinheiten mit gleichzeitiger und ebenso wirksamer Abdichtung sowohl gegen SchmierKittel-Leckverluste als auch gegen von außen eindringende .Schmutzteilchen zu schaffen, wobei aufgrund der Lage der Berührungsdichtungen der axiale Bauraum begrenzt bleibt. Darüber hinaus wirken die Berührungscichtungen in einer radialen und in einer axialen Richtung, und beide stehen unter der Wirkung eines elastischen Elementes und einer Spannung aufgrund der Verformung des Dichtringes nach dem Einbau, wodurch eine sehr wirksame Abdichtung geschaffen wird, die nicht durch eventuelle Schwingungen, Verschiebungen oder Drücke bei besonders harten Einsatzbedingungen beeinträchtigt wird. Schließlich kann das elastische Element aufgrund des axial versetzten Einbaus bezüglich der Berührungdichtungen gleichzeitig auf beide einwirken, wodurch die Konstruktion wesentlich vereinfacht und der Bauraum verringert werden. Sollte sich das elastische Element von seinem Sitz lösen, wird dadurch die Dichtwirkung nicht geringer, weil auf die Berührungsdichtungen aufgrund der elastischen Verformung beim Einbau ein Restdruck weiterwirkt und die Labyrinthwirkung durch das geringe Spiel am Umfang und den Raum zwischen
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fei I)
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den beiden starren Ringelementen verbleibt, wobei in diesem Raum die Feder eingeschlossen bleibt, so daß mögliche Beschädigungen der Wälzkörper verhindert werden.
Neben dem beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiel sind im Rahmen des Neuerungsgedankens zahlreiche Änderungen möglich. Insbesondere eignet sich die Dichtungseinheit zum Einbau zwischen beliebigen, zueinander drehbaren Organen, beispielsweise auch einer rotierenden Welle und einem Lagergehäuse. In diesem Fall kann die Befestigung der beiden Ringelemente 11 und 14 anstatt durch Kraftschluß auch durch andere Teile oder Befestigungselemente erfolgen, beispielsweise durch elas-ische Ringe, Nutmuttern, Schultern od. dgl.

Claims (9)

DlPL-ING. ** ' "' GERHARD GUSTORF bernbeckweg PATENTANWALT 8300 LANDSHUT 29. 6. 1982 G 82 10 552.9 G 1 243 -GM RIV-SKF OFFICINE DI VILLAR PEROSA S.p.A. Via Mazzini 53 Turin (Italien) Dichtungseinheit Schutzansprüche
1. Dichtungseinheit zwischen zwei relativ zueinander drehbaren Organen zur Abdichtung eines Raumes zwischen diesen beiden Organen nach außen hin mit einem ersten und einem zweiten Ringelement, von denen jedes an einem der beiden Organe befestigt ist und von denen das zweite wenigstens eine erste und eine dazu i. w. rechtwinkelige, zweite Gleitfläche aufweist, gekennzeichnet durch ein drittes Ringelement (15) aus weichem, elastischem Material, das am ersten Ringelement (11) befestigt ist, und durch ein Federelement (18), das in einem ring-
Κ förmigen Sitz (30) des dritten Ringelementes (15)
angeordnet ist, das einen ringförmig umlaufenden,
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verformbaren Vorsprung (31J), der auf der ersten Gleitfläche (38) gleitend anliegt, und eine verformbare ,umlaufende Dichtlippe (32) aufweist, die sich i. w. rechtwinklig zu dem Vorsprung (31I) erstreckt und an der zweiten Gleitfläche (40) gleitend anliegt, wobei das Federelement (18) den Vorsprung (34) und die Dichtlippe (32) mit einem vorbestimmten Druck gegen die erste Gleitfläche (38) bzw. die zweite Gleitfläche (40) drückt.
2. Dichtungseinheit , nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Federelement (13) eine Schraubenfeder ist, die ringförmig auf einen hülsenförmigen Teil (28) des dritten Ringelementss (15) aufgesetzt ist, wobei in eine Außenfläche (29) des hülsenförmigen Teils (28) der ringförmige Sitz (30) eingearbeitet ist.
3. Dichtungseinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Federelement (18) auf dem hülsenförmigen Teil (28) axial versetzt zu einem am Vorsprung (34) ausgebildeten und an der erster. Gleitfläche (38) anliegenden Scheitel (37) angeordnet ist derart, daß das Federeler&ent (18) auf die Dichtlippe (32) ein Moment ausübt, das proportional zu einem in Richtung der Symmetrieachse des dritten Ringelementes (15) gemessenen Abstand (b) zwischen
dem Scheitel (37) des Vorsprungs (34) und der rechtwinklig zur Symmetrieachse des Federelemeptes (18) verlaufenden Wirkungslinie des Federelementes (18) ist.
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4. Dichtungseinheit . nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das dritte Ringelement (15) umfaßt einen Flanschteil (27), der fest mit dem ersten Ringelement (11) verbunden ist, sowie den hülsenförmigen Teil (28), an dessen Innenseite (35) radial zur Symmetrieachse der umlaufende Vorsprung (31O vorsteht und an dessen Ende (33) die umlaufende Dichtlippe (32) ausgebildet ist, welche i. w. parallel zur Symmetrieachse wirkend und zu dieser geneigt verläuft.
5. Dichtungseinheit _ nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das erste Ringelement (11) und das zweite Ringelement (14) einen Raum (16) einschließen, in dem das dritte Ringelement (15) und das Federelement (18) angeordnet sind, wobei zwischen einer Seitenwand (19) des ersten Ringelementes (11) und einem Flanschteil (25) des zweiten Ringelementes (14) ein Spiel (a) herrscht, das mit dem Raum (16) eine Labyrinthdichtung bildet.
6. Dichtungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das zweite Ringelement (14) auf eines der beiden Organe (2) aufgezogen ist, wobei der Flanschteil (25) des zweiten Ringelementes (14) als Schleuderscheibe gegen das Eindringen von Schmutzteilchen in den Raum (5) ausgebildet ist.
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7. Dichtungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das dritte Ringelement (15) aus Elastomer besteht.
8. Dichtungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , das das dritte Ringelement (15) aus Kunststoff besteht.
9. Dichtungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , caS das erste Ringelement (11) und das zweite P.ingelement (14) aus Metall bestehen.
DE828210552U 1981-04-15 1982-04-14 Dichtungseinheit Expired DE8210552U1 (de)

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