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Die Erfindung betrifft einen Dichtring mit einem wenigstens eine Dichtlippe und einen Dichtungswerkstoff tragenden Stützring, wobei der Stützring zumindest teilweise aus einem ferromagnetischen Werkstoff besteht, zwischen einem die Dichtlippe aufweisenden inneren Ring und einem äußeren Lagerungsring ein radialer Zwischenraum in Form einer Ringnut besteht und wenigstens ein Magnet an dem Stützring zumindest magnetisch befestigt ist.
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Dichtringe mit wenigstens einer Dichtlippe und einem Stützring werden zur Abdichtung beweglicher Bauteile wie Wellen, Schubstangen oder Achsen gegenüber einem Gehäuseteil zum Beispiel innerhalb von Getrieben eingesetzt.
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Durch die Bewegung der mechanischen Komponenten entsteht metallischer Abrieb, der zu einem Verschleiß dieser Komponenten und aber auch der Dichtringe führen kann.
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Daher soll im Bereich solcher Dichtringe möglicher Abrieb magnetisch gefangen und gebunden werden. Dies ist beispielsweise aus der Patentschrift
EP 1 471 281 A1 bekannt.
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Dabei ist beabstandet zu einer entsprechenden Dichtung wenigstens ein Magnet in einem nicht aus ferromagnetischem Werkstoff bestehenden Gehäuseteil angeordnet.
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Aus der
DE 10 2006 035 389 A1 ist ein Dichtring der eingangs beschriebenen Art bekannt, bei welchem eine Dichtlippe durch eine umlaufende Feder belastet und an die abzudichtende Welle andrückbar ist, wobei diese Feder magnetisch ausgebildet ist, um ebenfalls metallischen Abrieb anzuziehen und aus einem Getriebe, von Lagern und den Dichtflächen des Dichtrings fernzuhalten.
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Aus der
DE 10 2006 052 976 A1 ist ein Dichtelement zum Abdichten zwischen zwei gegeneinander bewegbaren Maschinenelementen, beispielsweise den Ringen eines Wälzlagers, bekannt. Dieses Dichtelement umfasst einen Dicht- und einen Befestigungsbereich sowie einen diese Bereiche miteinander verbindenden Zwischenbereich. Dabei gehört dazu ein Elastomerkörper, ein Versteifungskörper beispielsweise aus Metall, Blech oder Kunststoff und eine Scheibe aus oder beinhaltend magnetisches Material. Diese Scheibe ist dabei auf einer dem abzudichtenden Raum abgewandten Seite des Dichtelements angeordnet, lässt also die Ringnut frei.
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Die vorstehend genannten vorbekannten Lösungen erfordern entsprechende Ausgestaltungen eines Gehäuseteils oder Deckels oder wie in der
DE 10 2006 035 389 A1 oder der
DE 10 2006 052 976 A1 eine sehr spezielle Form und Gestaltung der Dichtung bzw. des Dichtelements, die bei ihrer Fertigung mit dem magnetischen Körper versehen werden muss. Diese Lösungen sind dadurch als vergleichsweise aufwendig und teuer anzusehen.
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Es besteht deshalb die Aufgabe, einen Dichtring der eingangs genannten Art zu schaffen, der handelsüblich ausgestaltet ist und dennoch auf einfache Weise – bei Bedarf auch nachträglich ohne Änderung des Dichtrings selbst – zum Auffangen und Festhalten von ferromagnetischem Abrieb ausrüstbar ist.
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Diese Aufgabe wird mit den Mitteln des Patentanspruches 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß ist also vorgesehen, dass der/die Magnete in dieser Ringnut angeordnet und zylindrisch geformt ist/sind und jeweils flache, ebene oder plane Stirnseiten aufweisen, mit denen sie an einem radialen Schenkel des Stützrings haften, und dass die Höhe des zu befestigenden Magneten oder der Magnete geringer oder maximal gleich der Tiefe der Ringnut in axialer Richtung ist.
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Aufgrund der magnetischen Leitfähigkeit des Werkstoffs des Stützrings kann der Magnet selbstständig an diesem haften. Somit können derartige Dichtringe kostengünstig und einfach – bei Bedarf auch nachträglich – mit Magneten ausgerüstet werden. Der Magnet selbst kann darüber hinaus außerdem so platziert werden, dass er möglichst effektiv den magnetisch leitfähigen Abrieb der beweglichen Komponenten anziehen und festhalten und dadurch Verschleiß an Dichtungen und weiteren Bauteilen reduzieren kann.
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Die Positionierung des oder der Magnete in der Ringnut führt in vorteilhafter Weise dazu, dass der Magnet oder die Magnete von dem Dichtring zumindest weitgehend eingefasst und umschlossen wird, wodurch dieser noch sicherer befestigt ist, und dass der von dem Magneten angezogene Abrieb sich in diesem als Ringnut ausgebildeten Zwischenraum ansammelt und somit von Stellen, an denen er Schaden verursachen könnte, fern bleibt.
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Durch die erfindungsgemäße Dimensionierung des oder der Magnete wird erreicht, dass die Abmessungen des Dichtrings und nicht die Abmessungen des oder der Magnete für den notwendigen Bauraum bestimmend sind. Insbesondere für eine Nachrüstung bereits verbauter Dichtringe kann es notwendig sein, dass der oder die Magnete nicht aus den Dichtringen überstehen.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Stützring aus magnetisch leitfähigem Stahlblech besteht.
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Dadurch wird ein fester Sitz des Magneten an dem Stützring, der wiederum für die Stabilität des Dichtrings sorgt, sichergestellt. Außerdem kann das Stahlblech durch den Magneten magnetisiert werden und dadurch die Wirkfläche des Magneten vergrößern. So lässt sich anfallender magnetisch leitfähiger Abrieb noch effektiver anziehen und binden.
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Außerdem ist es möglich, dass der Stützring wenigstens teilweise blank oder vollständig umspritzt ist.
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Eine Umspritzung des Stützrings gewährleistet den Korrosionsschutz und ermöglicht eine optimale Gestaltung der dichtenden Flächen des Dichtrings. Im industriellen Umfeld eingesetzte Magnete verfügen über so hohe magnetische Kräfte, dass sie selbst auf einem vollständig umspritzten Stützring sicher zu haften vermögen.
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Außerdem kann es zweckmäßig sein, wenn der Magnet zusätzlich durch Verkleben an dem Stützring befestigt ist. Je nach Betriebsbedingungen könnte die Gefahr bestehen, dass beispielsweise durch schockartige Stöße und/oder Vibrationen und/oder bei einer besonders dickschichtigen Umspritzung des Stützringes die Kraft des verwendeten Magneten alleine nicht mit Sicherheit als ausreichend angesehen werden könnte. Den Magneten zusätzlich durch Verkleben an dem Dichtring zu befestigen, kann also die Sicherheit seiner Halterung erhöhen.
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Von Vorteil kann es weiterhin sein, wenn auf derselben Seite des Stützrings zwei einander gegenüberliegende Magnete oder wenigsten drei gleichmäßig oder ungleichmäßig auf dem Umfang des Stützrings verteilte Magnete an dem Stützring befestigt sind. Mit steigender Anzahl der Magnete vergrößert sich die anziehende Wirkung des so ausgestatteten Dichtrings. Dadurch kann mehr Abrieb aus dem Umfeld des Dichtringes entfernt werden. Außerdem kann auch der Stützring selbst großflächiger und gleichmäßiger magnetisiert werden, was einen zusätzlich anziehenden Effekt bewirkt.
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Ferner ist es denkbar, dass wenigstens ein Magnet auf der der Ringnut abgewandten Seite des Dichtrings an dem Stützring befestigt ist. Je nach Einbausituation des Dichtrings kann diese Gestaltungsform vorteilhaft sein. Der magnetisch leitfähige Abrieb sammelt sich dann auf der dem Magneten in axialer Richtung abgewandten Seite des Dichtrings ohne direkten Kontakt mit dem Magneten zu haben. Dabei kommt in besonderer Weise die Eigenschaften des ferromagnetischen Materials des Stützringes zum Tragen. Dieser kann mit dem Magneten von der einen Seite magnetisiert werden und auf seiner anderen Seite – gegebenenfalls auch durch eine Umspritzung hindurch – magnetisch leitfähigen Abrieb anziehen und festhalten. Auch können somit sowohl in der Ringnut als auch auf der dieser abgewandten Seite Magnete befestigt sein.
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Eine abgewandelte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dichtrings kann vorsehen, dass der Stützring einen abgewinkelten Querschnitt aufweist und dass der oder die Magnete an dem in radialer und/oder axialer Richtung verlaufenden Teil des Stützrings in der Ringnut befestigt sind. Eine abgewinkelte Gestaltung des Stützringes aus ferromagnetischem Material verbessert die Haftung des Magneten in der Ringnut, indem sich dieser magnetisch sowohl an dem in axialer wie auch in radialer Richtung verlaufenden Teil des Stützringes festhalten kann. Gleichzeitig wird dabei der Lagerungsring des Dichtrings in an sich bekannter Weise stabilisiert.
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Nachstehend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt in zum Teil schematisierter Darstellung:
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1 einen Längsschnitt eines Planetengetriebes mit einem erfindungsgemäßen Dichtring mit einem in seiner Ringnut befestigten Magneten,
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2 eine der 1 entsprechende Darstellung mit einem erfindungsgemäßen Dichtring mit zumindest zwei in seiner Ringnut einander gegenüber liegend befestigten Magneten,
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3 die in 2 mit A bezeichnete Einzelheit des Dichtrings in vergrößerter Darstellung,
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4 eine Darstellung des Dichtrings im Schnitt mit einem Magneten auf der der Ringnut abgewandten Seite sowie
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5 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Dichtrings mit zwei Magneten in seiner Ringnut.
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Ein im Ganzen mit 1 bezeichneter Dichtring weist einen inneren Stützring 2 aus einem ferromagnetischem Werkstoff, zum Beispiel aus Stahl, einen äußeren Lagerungsring 3 und einen inneren Ring 4 sowie eine zwischen Lagerungsring 3 und innerem Ring 4 ausgebildeten Ringnut 5 auf.
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Gemäß 4 ist der Stützring 2 abgewinkelt ausgeformt und weist einen im Querschnitt axial ausgerichteten Schenkel 2a und einen radial ausgerichteten Schenkel 2b auf. Dabei bildet der axial ausgerichtete Schenkel 2a zusammen mit einem aufgespritzten Dichtwerkstoff den äußeren Lagerungsring 3, der gemäß der 1, 2 und 3 die Kontaktfläche zu einem Gehäuse 10 darstellt. 1 zeigt den verbauten Dichtring 1 in einem Planetengetriebe. Wellenseitig weist der Dichtring 1 den inneren Ring 4 mit einer Dichtlippe 4a auf. In den 1, 2 und 3 ist dabei zu erkennen, dass diese Dichtlippe 4a in Gebrauchsstellung mit Hilfe einer Feder 4b an eine Welle 6 gedrückt wird.
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Gemäß 1 und 2 sind in der Ringnut 5 ein Magnet 7 oder auch zwei Magnete 7 befestigt. Aufgrund der hohen Magnetkräfte können die Magnete 7 selbstständig an dem inneren Stützring 2 haften, selbst wenn dieser mit Dichtungswerkstoff umspritzt ist. Bei einem Dichtring 1 mit abgewinkelten Stützring 2 mit axialem Schenkel 2a und radialem Schenkel 2b, wie in 4 gezeigt, kann der Magnet 7 sowohl an dem einen als auch an dem anderen Schenkel des Stützrings 2 magnetisch haften. Dadurch erhöht sich die Haltekraft mit der der Magnet 7 an dem Dichtring 1 befestigt ist. Je nach Anwendungsfall können der oder die Magnete 7 aber auch zusätzlich durch Verkleben mit dem Dichtring 1 verbunden sein.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigt 4. Hier befindet sich der Magnet 7 nicht innerhalb der Ringnut 5, sondern haftet auf der ihr abgewandten Seite 8 des Dichtrings 1. Je nach Anwendungsfall und Einbausituation kann es notwendig und vorteilhaft sein den Magnet 7 in dieser Weise am Dichtring 1 zu positionieren. Auch in diesem Fall ist die Verwendung mehrerer Magnete 7 zusätzlich auch in der Ringnut 5 möglich.
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In 5 sind wiederum zwei Magnete 7 in der Ringnut 5 des Dichtrings 1 angebracht. In dieser Darstellung wird deutlich, dass die beiden Magnete 7 zum einen zylindrisch geformt sind und zum anderen jeweils flache oder ebene oder plane Stirnseiten 7a aufweisen, mit denen sie vorzugsweise an dem radialen Schenkel 2b des Stützrings 2 und damit am Dichtring 1 haften.
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Neben der selbstständigen Haftung des Magneten 7 am Dichtring 1 durch die Kraftwirkung zwischen Magnet 7 und dem inneren Stützring 2 aus ferromagnetischem Material stellt sich eine zusätzliche Wirkung ein. Das ferromagnetische Material des inneren Stützrings 2 wird durch den Magneten 7 zumindest bereichsweise magnetisiert und unterstützt damit das Anziehen und Binden von metallischem Abrieb. Metallischer Abrieb wird aufgrund der Position des Magneten 7 und des magnetisierten Stützrings 2 vorzugsweise in die Ringnut 5 hinein geleitet und dort gebunden. Damit kann der metallische Abrieb von wichtigen beweglichen Bauteilen oder Getriebeteilen und auch vom Wirkbereich der Dichtlippe 4a des Dichtringes 1 ferngehalten werden.
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Der Dichtring 1 besteht im Wesentlichen aus einem inneren Stützring 2 aus ferromagnetischem Material, einem äußeren Lagerungsring 3, einem inneren Ring 4 und einer Ringnut 5 und wird zur Abdichtung beweglicher Bauteile wie Wellen, Schubstangen oder Achsen gegenüber einem Gehäuseteil zum Beispiel innerhalb von Getrieben eingesetzt.
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Um metallischen Abrieb zu binden, weist der Dichtring 1 mindestens einen Magneten 7 auf, der zumindest durch seine Magnetkraft an dem Stützring 2 aus ferromagnetischem Material befestigt ist. Der Magnet 7 ist dabei so positioniert, dass metallischer Abrieb vorzugsweise in der Ringnut 5 gebunden wird, wo er für die beweglichen Bauteile unschädlich ist.
