DE1525617C - Lippendichtungsanordnung fur hin und hergehende sowie fur umlaufende Maschinenteile - Google Patents

Description

dere Gegendruck-Flüssigkeit eingeführt und die Kabeldurchführung erleichtert werden. Bei dieser Stopfbuchsen-Dichtung wird ein stufenförmiges Druckgefälle mit einer verhältnismäßig komplizierten Ausgestaltung erreicht, nämlich mittels eines oder mehrerer Kanäle im Stopfbuchsenkörper. Demgegenüber weisen bei der Lippendichtungsanordnung gemäß der Erfindung die Lippendichtungen selbst diejenigen Gestaltungselemente auf, deren Vorhandensein die Druck-.abstufung bewirkt; darüber hinaus ergibt diese Ausgestaltung die Möglichkeit, ein Abblasen der Dichtungsanordnung zu vermeiden.

Bei einer anderen Abdichtung dieser Art (britische Patentschrift 712 777), die bei fettgeschmierten Wellenlagern zum Einsatz kommt, dichten die Lippen lediglich einen Schmierfettraum ab und heben sich kurzfristig beim Abschmieren unter dem Druck des Schmiermittels ab, um verbrauchtes Schmierfett abzulassen.

Gegenüber diesen bekannten Dichtungen unterscheidet sich die Lippendichtungsanordnung gemäß der Erfindung hinsichtlich der Aufgabenstellung und der zur Lösung dieser Aufgabe dienenden besonderen Merkmale der belastenden und entlastenden Flächen. Auch sind die Verwendungszwecke dieser bekannten Dichtungen wesentlich andere.

Man kann an sich bekannte Lippendichtungen mit gegen das Gehäuse abdichtenden Haftteilen vorsehen oder Lippendichtungen mit Stirnflächen, die als statische Dichtflächen zur Abdichtung der Dichtelemente gegeneinander ausgebildet sind.

Bei Verwendung der zuletzt erwähnten Lippendichtungen mit axialen Dichtflächen ist es zweckmäßig, den äußeren Durchmesser der Dichtungselemente kleiner zu halten als. den Durchmesser des die Dichtungselemente aufnehmenden Teils, z. B. der Gehäusebohrung. Mit dieser Anordnung erhält man eine Selbstzentrierung, wobei vorzugsweise für die Halterung der in axialer Richtung belasteten Elemente nicht ein starrer Teil, sondern eine Feder, z. B. eine Tellerfeder, vorgesehen ist.

Man kann an Stelle mehrerer Lippendichtungen mit Haftteil bzw. mit axialen, die einzelnen Lippendichtungen gegeneinander abdichtenden Flächen eine Lippendichtung bzw. einen Lippendichtungsring vorsehen, welcher mehrere in Achsenrichtung des bewegten Teiles hintereinanderliegende Lippen hat, welche Ausbildung insoweit bekannt ist; gemäß der Erfindung ist jedoch auf der dem abzudichtenden Raum zugekehrten Seite — das ist die Seite höheren Drucks — jeder einzelnen Lippe eine entlastende Fläche und auf der dem abzudichtenden Raum abgekehrten Seite der Dichtlippe — das ist die Seite niedrigeren Drucks — eine die Lippe zusätzlich zu der vom Gummi bzw. von der Feder erzeugten Anpreßkraft belastende Fläche vorgesehen.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt schematisch

F i g. 1 im Schnitt eine neue Lippendichtungsanordnung, die aus zwei Lippendichtungen mit Haftteilen aufgebaut ist,

F i g. 2 das Druckschema der in F i g. 1 dargestellten Lippendichtungsanordnung,

F i g. 3 im Schnitt eine neue Lippendichtungsanordnung in der Ausführungsform als selbstzentrierende Dichtung und

F i g. 4 das Druckschema der in F i g. 3 dargestellten Lippendichtungsanordnung.

In das Gehäuse 1 sind die Lippendichtungen 2 und 3 eingepreßt,-welche durch den Ring 4, der z. B. durch (nicht dargestellte) Schraubenbolzen befestigt ist, gegen Verschieben in Achsenrichtung der Welle 5 gesichert sind. Der Lippenteil der Dichtung Wird beim Überstreifen über die Welle 5 aufgeweitet, wodurch die radiale Anpreßkraft erzeugt wird, die sich aus dem Anteil Pf der Ringwendelfeder 6 bzw. 7 und dem Gummianteil Pq zusammensetzt. In dem (nur teilv/eise dargestellten) Gehäuse herrscht der Druck-, ' im Raum 31, der durch die Dichtung 2, die Welle 5 und die Dichtung 3 begrenzt ist, der niedrigere Druck p_%. Der Druck, der auf der Seite der Lippendichtung 3 herrscht, welche dem abzudichtenden Raum abgekehrt ist, ist mit ρ α bezeichnet. Im allgemeinen ist dies Atmosphärendruck. Der im abzudichtenden Gehäuse wirkende Druck P₁ wirkt von unten auf die Ringfläche 24 von der Größe Fr, welche einerseits durch die Dichtkante 9 und andererseits durch die Kante 10 begrenzt ist, welche die Verbindungskante zwischen dem gummielastischen Material der Dichtung und dem Verstärkungsring 12 in der Lippendichtung 2 ist. Eine Ringfläche 25, ebenfalls von der Größe Fr, ist von dem im Raum 31 herrschenden Druck belastet. Diese Ringfläche wird als nicht druckaiisgeglichene Ringfläche bezeichnet. Der rechts von der Dichtkante 9 liegende Teil der Lippe 23 ist von oben und von unten dem gleichen Druck ausgesetzt, und die links von der Begrenzungskante 10 liegende Ringfläche 13, aufweiche ebenfalls der Druck- wirkt, ist am Kräftespiel nicht beteiligt.

Im Bereich der nicht durckausgeglichenen Ringfläche F_R erzeugt der Druck- eine den Kräften Pound Pf entgegenwirkende Kraft, wodurch die Lippe 23 von der Welle 5 abgehoben wird und der Raum 31 mit Druckmedium gefüllt wird. Der so im Raum 31 entstehende Druck übt über die Fläche Fr eine schließende Kraft auf die Lippe 23 aus, die zusammen mit den Kräften Pf und Pg größer als die durch den Druck P₁ auf die Fläche Fr ausgeübte öffnende Kraft ist.

Infolgedessen ist der Druck p₂ im Raum 31 kleiner als der Druck P₁ in dem abzudichtenden Gehäuse 1.

Wenn, wie bei der in F i g. 1 veranschaulichten Ausführungsform, nur zwei Lippendichtungen 2 und 3 vorgesehen sind, muß der Druck p₂ im Raum 31 schon so weit abgebaut sein, daß die Lippe 23 der Dichtung 3 nicht öffnet, d. h., die Kräfte Pe und Pu an der Lippe23 der Lippendichtung 3 müssen die öffnend wirkende, durch die Belastung der Fläche Fr mit dem Druck p₂ erzeugte Kraft überwiegen.

Die Dichtungsanordnung arbeitet selbstregulierend, d. h., die zur Abdichtung erforderliche Anpreßkraft der Lippe 23 auf die Welle 5 stellt sich bei allen Lippendichtringen 2 (und gegebenenfalls bei weiteren Lippendichtringen) selbsttätig ein, nicht jedoch bei dem letzten Ring, bei dem die Anpreßkräfte immer größer sein müssen als die öffnende Kraft. Bei der in F i g. 3 dargestellten Ausführungsform sind in dem Gehäuse 1 drei Lippendichtungen 14, 15 und 16 untergebracht, deren kreisringförmige Verstärkungsteile 17, 18 und 19 aus starrem Material, z. B. Blech, einen Außendurchmesser haben, der kleiner ist als die Bohrung 20 im Gehäuse 1. In axialer Richtung werden die Dichtringe 14,15 und 16 durch die Tellerfedern 21 gehalten, welche zwischen dem Fixierungsring 4 und dem die Anpreßkraft auf die Dichtungsringe übertragenden Zwischenring 22 liegt. Eine Selbstzentrierung ist also möglich. Die Dichtungen 14,15, 16 können sich an den Flächen

27, der HaUetejle·26 gegeneinander verschieben, weil diese Bewegung durph.die iVerstärkungsringe 17,18,19 nicht gehindert wird. .,:-: . -..;■*.. , ,_; .·.^:..-..· . .Der im Raum,3().;des abzudichtenden Gehäuses 1 vorhandene Druck/»j wirkt von unten auf die Ringfläche von der Größe F₁ mit der Kraft F₁ mal P₁ und hebt die Dichtlippe 23 von der Welle 5 ab, so daß sich im Raum zwischen den Dichtungen 14 und 15 ein Druck p₂ aufbaut, der seinerseits dann wieder auf die Fläche 25 von der. Größe Fr₁ wirkt und den vom .gürnmielastischen Material hervorgerufenen Anpreß- ^; unterstützt und _;die Dichtlippe somit wieder schließt. Dieser Vorgang wiederholt sich auch bei den iplgenden Dichtungen 15 und 16 in den Räumen 31 und 32, bis derDruck auf den Atmosphärendruck ρ α im ,Raum 33 abgebaut ist-. .;·:■· —

-: Fi g. 4 ist das Druckschema, welches die Druckzustände an, den verschiedenen Stellen der Dichtung veranschaulicht. P₁ ist der Druck im abzudichtenden Gehäuse, p₂ und p₃ sind die Drücke in den hintereinanderliegenden, vom Druckmedium gefüllten Kam-, mern>, und ρ α ist der Außendruck.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

ι ;' :'·■'■■- -■■■■.■ ■ ι : ' dichtungen aus elastischen Werkstoffen bekannt, deren Patentansprüche: Lippe auf einem feststehenden Stützring aufliegt, welcher den auf der Lippe lastenden Druck zum Teil

1. Lippendichtungsanordnung für hin-und her- aufnimmt. (Mitteilung des SI MRIT-Werkes Nr. 651/ gehende sowie für umlaufende Maschinenteile 5 1964, S. 23). Die bekannten Radialdichtungen zur Abgegen unter Druck stehende flüssige und/oder gas- dichtung gegen verhältnismäßig hohe Drücke haben förmige Medien, die aus mehreren axial hinterein- insbesondere den Nachteil, daß die Kraft, mit der die ander angeordneten Lippendichtungen besteht, Lippe gegen die Welle bzw. den bewegten Maschinenderen Lippen sich in gleicher axialer Richtung er- teil gedrückt wird, mit wachsendem Druck des Mestrecken und unter Eigenspannung auf dem Ma- io diums zunimmt, wodurch in entsprechendem Maß die schinenteil aufliegen und/oder für die besondere Reibleistung und die Temperatur an der Dichtkante mechanische Mittel zum Andrücken der Dicht- zunimmt. Die Lebensdauer solcher Dichtungen ist lippen vorgesehen sind, sowie die zwischen den daher verhältnismäßig gering, und die hohen Reibungs-Lippendichtungen gebildeten Räume bis auf die Verluste und die hohen Temperaturen bedingen einen Spalte zwischen Dichtkante und Welle od. dgl. in 15 starken Verschleiß und gegebenenfalls Zerstörung der sich abgeschlossen sind, dadurch gekenn- sich berührenden gleitenden Teile.

zeichnet, daß zur Erzielungeines stufenweisen Auch die Abführung der entstehenden Reibwärme Druckgefälles und zur Verringerung des Anpreß- ist in den meisten Fällen schwierig,
druckes der Dichtkanten (9) sich die Dichtlippen Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine (23) axial zum Raum niederen Drucks (33, 32 bzw. 20 Lippendichtungsanordnung für hin- und hergehende 33, 32, .31) hin erstrecken und daß die Lippen- oder umlaufende Maschinenteile zu schaffen, bei der dichtungen (2, 3 bzw. 14, 15, 16) auf der Seite des mit vergleichsweise einfachen Mitteln eine Druckhöheren Druckes (30, 31 bzw. 30, 31, 32) eine die abstufung in den Räumen erzielt wird, die sich zwi-Lippe (23) entlastende Fläche (24) und auf der sehen den einzelnen Lippendichtungen befinden, und Seite des niedrigeren Druckes eine die Lippe (23) 25 außerdem soll im Unterschied zu bekannten Dichtunzusätzlich der vom Gummi und gegebenenfalls von gen ein Abblasen des abzudichtenden Mediums aus den mechanischen Mitteln (7) erzeugten Anpreß- dem letzten Raum zwischen den zwei Lippendichtun-.kraft belastende Fläche (25) haben. gen vermieden werden.

2. Lippendichtungsanordniing nach Anspruch 1, Zur Lösung dieser Aufgabe ist die eingangs bedadurch gekennzeichnet, daß an sich bekannte 30 schriebene Lippendichtungsanordnung gemäß der Lippendichtungen mit gegen das Gehäuse (1) ab- Erfindung derart ausgestaltet, daß zur Erzielung eines dichtenden Haftteilen (26) vorgesehen sind. .stufenweisen Druckgefälles und zur Verringerung des

3. Lippendichtungsanordnung nach Anspruch 1, Anpreßdruckes der Dichtkanten sich die Dichtlippen dadurch gekennzeichnet, daß an sich bekannte axial zum Raum niederen Drucks hin erstrecken und Lippendichtungen mit gegeneinander abdichtenden 35 daß die Lippendichtungen auf der Seite des höheren Stirnflächen (27) vorgesehen sind. Druckes eine die Lippe entlastende Fläche und auf der

4. Lippendichtungsanordnung nach Anspruch 3, Seite des niedrigeren Druckes eine die Lippe zusätzlich dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Durch- der von Gummi und gegebenenfalls von den mechanimesser der Lippendichtungen (14, 15, 16) kleiner sehen Mitteln erzeugten Anpreßkraft belastende ist als der Durchmesser der diese Dichtungselemente 40 Fläche haben.

aufnehmenden Bohrung (20). Durch diese Ausbildung stellt sich ohne das Vor-

5. Lippendichtungsanordnung nach Anspruch 1 sehen von Kanälen od. dgl. in der Dichtungsanord- oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle nung in der Kammer hinter dem ersten Dichtelement mehrerer Lippendichtungen eine Ringdichtung mit ein niedrigerer Druck ein als im Gehäuse, und die mehreren Lippen vorgesehen ist. 45 jeweils folgende Kammer weist einen Druck auf, der

niedriger ist als der Druck in der vorhergehenden

Kammer.

Durch die gemäß der Erfindung vorgesehene Anordnung je einer belastenden und je einer entlastenden

Die Erfindung geht aus von einer Lippendichtungs- 50 Fläche an jeder Lippendichtung der Dichtungsanordanordnung für hin- und. hergehende sowie für um- nung sind die einzelnen Kammern gegeneinander bzw. laufende Maschinenteile gegen unter Druck stehende die letzte Kammer nach außen sicher abgedichtet, woflüssige und/oder gasförmige Medien, die aus mehreren bei die einzelnen Lippen mit einer vergleichsweise axial hintereinander angeordneten Lippendichtungen niedrigen Anpreßkraft an der Gegendichtfläche anbesteht, deren Lippen sich in gleicher axialer Richtung 55 liegen. Man kann zum Aufbau der neuen Dichtungserstrecken und unter Eigenspannung auf dem Ma- anordnung im Prinzip bekannte Lippendichtungen mit schinenteil aufliegen und/oder für die besondere Haftteilen verwenden, so daß die Haftteile die Abdichmechanische Mittel zum Andrücken der Dichtlippen tung der von zwei Lippendichtungen gebildeten Kamvorgesehen sind, sowie die zwischen den Lippendich- mern gegen den im Verhältnis zur Dichtung nicht betungen gebildeten Räume bis auf die Spalte zwischen 60 wegten Maschinenteil übernehmen.
Dichtkante und Welle od. dgl. in sich abgeschlossen Es sind zwar Lippendichtungsanordnungen bekannt, sind. bei denen die Dichtlippen der Dichtelemente vom

Bei der Abdichtung von Wellendurchführungen für Raum, der das abzudichtende Medium enthält, wegge-Gehäuse, in denen sich flüssige Medien unter verhält- richtet sind. Bei einer solchen Dichtungsanordnung nismäßig hohem Druck befinden, verwendet man bis- 65 (deutsche Patentschrift 803 869), die für eine Kabelher relativ komplizierte und teure Gleitringdichtungen, durchführung bestimmt ist, sind axial hintereinanderd. h. Dichtungen, die nicht elastische, axiale Gleit- angeordnete Lippendichtungen vorhanden; es soll flächen haben. Es sind auch Ausführungen von Radial- jedoch in den Raum zwischen die Lippen eine beson-