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Lippendichtung.
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Die Erfindung betrifft eine Lippendichtung zum Einbau in ein eine
radial nach innen gerichtete Verlängerung aufweisendes Gehäuse mit einer dem abzudichtenden
Medium zugewandten Hauptdichtlippe und mindestens einer entgegengesetzt gerichteten
und federbelasteten Zusatzdichtlippe.
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Durch das deutsche Gebrauchsmuster 7.008.844 ist eine Stangendichtung
für Stoßdämpfer mit axial vorgeschalteter Manschette bekannt. Die Dichtung selber
weist zwei eine Kolbenstange umschließende, federbelastete Dichtlippen auf, von
denen die eine zum unter Druck stehenden Medium und die andere zur Luftseite gerichtet
ist. Die Dichtung ist radial innerhalb eines Anschlagkörpers angeordnet, der mit
dem zylindrischen Rohr des Dämpfers durch Verschraubung verbunden ist. Der an der
Luftseite des Dämpfers sich radial auf die Kolbenstange zu erstreckende Schenkel
des Anschlagkörpers weist in etwa die gleiche Kontur wie die zur Luftseite gerichtete
Stirnfläche der Dichtlippe auf, ohne diese aber zu berühren.
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Mit dem Anschlagkörper verbunden und der luftseitig angeordneten Dichtlippe
vorgelagert ist eine an beiden Umfangsflächen profilierte Manschette, deren Aufgabe
es ist, die eigentliche Dichtung vor von außen eindringendem Schmutz, Sand und Staub
weitgehend zu schützen.
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Durch das deutsche Gebrauchsmuster 1.985.796 ist in etwa der gleiche
Dichtungstyp wie in dem vorab beschriebenen Gebrauchsmuster angesprochen, mit dem
Unterschied, daß der eigentlichen Dichtung luftseitig eine über einen
Balgen
mit dem zylindrischen Rohr des Dämpfers verbundene Manschette vorgeschaltet ist.
Deren Aufgabe ist es, zum einen sicherzustellen, daß bei einer nur geringfügigen
Auf - und Abwärtsbewegung des Schaftes keine Bewegung der Manschette erfolgt, weil
ihre Haftwirkung ausreicht, um der Bewegung entgegenzutreten, und zum anderen das
Hereinziehen von Staub und Unreinigkeiten bei sehr starker Haftbewegung zu vermeiden.
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Bei beiden Dichtungstypen ist der eigentlichen Dichtung noch ein zusätzlicher
Dichtkörper vorgeschaltet, um das Eindringen von Schmutz zu erschweren. Bei Fortfall
dieses Körpers könnte der Schmutz ungehindert durch den zwischen der luftseitigen
Dichtlippe und dem Radialschenkel des Anschlagkörpers gebildeten, im wesentlichen
radial verlaufenden Spalt dringen und sich in dem Freiraum zwischen der Dichtlippe
und dem Axialschenkel des Anschlagkörpers, insbesondere aber in den Windungen des
Federringes, festsetzen. Der Federring hat die Aufgabe, die Radiålkrqft der Dichtlippe
auch bei kontinuierlich fortschreitender Abnutzung aufrechtzuerhalten. Durch den
eindringenden Schmutz wird dies aber weitestgehend verhindert, da sich die Schmutzpartikel
zwischen die Federwindungen setzen und somit die Feder blockiert, d. h. am Zusammenziehen
zur Verschleißkompensation der Dichtlippe behindert wird.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung von
zusätzlichen, der eigentlichen Dichtung vorgeschalteten Dichtkörpern mit einfachen
Mitteln eine Stangendichtung gemäß dem gattungsbildenden Teil des Hauptpatentanspruches
zu konzipieren, die genauso effektvoll wie die beschriebenen Dichtungen arbeitet
und dar-
überhinaus wesentlichen preiswerter in der Herstellung
und Montage ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der stirnseitige
Bereich der Zusatzdichtlippe im Einbauzustand mit der korrespondierenden Gegenfläche
der Verlängerung des Gehäuses in Berührung steht. Auf diese Weise wird ohne Aufwand
eine zusätzliche Dichtstelle gebildet, die das Eindringen von Schmutz und Staub
wirkungsvoll verhindert, zusätzliche Dichtkörper und Verbindungsteile entfallen,
und der axial benötigte Bauraum reduziert sich erheblich. Die Erfindung spricht
einen relativ großen Anwendungsbereich an, zum einen können rotierende Wellen und
zum anderen axial hin - und hergleitende Stangen sinnvoll abgedichtet werden.
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Um auch über die gesamte Lebensdauer der Dichtung eine wirkungsvolle
Abdichtung an der angesprochenen Stelle zu erhalten, ist es sinnvoll, wenn der stirnseitige
Bereich der Dichtlippe mit definierter Spannung an der korrespondierenden Gegenfläche
der Verlängerung des Gehäuses anliegt. Die Verlängerung kann sowohl durch einen
mit dem Gehäuse verbindbaren separaten Körper gebildet als auch direkt am Gehäuse
angeformt sein. Im letzteren Fall kann die Verlängerung des Gehäuses nach erfolgtem
Einbau der Dichtung umgebördelt werden. Die Spannung kann zum einem durch die Elastizität
der Dichtlippe selber aufgebracht werden, oder aber, da diese wahrscheinlich nicht
Uber die gesamte Lebensdauer der Dichtung konstant bleibt, kann die Spannung durch
den Federring aufgebracht werden.
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Somit hat der Federring zwei Aufgaben zu übernehmen, zum einen übernimmt
er die Verschleißkompensation der Dicht-
lippe, und zum anderen
übt er die nötige Axialkraft auf den stirnseitigen Bereich der Dichtlippe aus, um
diese mit definierter Spannung an die Gegenfläche der Verlängerung anzudrücken.
Bisher war dies nicht möglich, da der Federring in einer diesen zu einem großen
Teil umgebenden Nut angeordnet war und somit nur i radialer Richtung wirken konnte.
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Es wird vorgeschldgen, den Federring, der sich etwa radial oberhalb
der Dichtkante der Dichtlippe befindet5 auf einer unter einem Winkel ansteigenden
Fläche anzuordnen, wobei die axiale Abstützung an der der Stirnseite axial gegen-Uberliegenden
Fläche der Dichtlippe erfolgt. Durch die Anordnung des Federringes auf einer schiefen
Ebene wird die ausgeübte Kraft des Federringes im wesentlichen in zwei Komponenten
unterteilt3 nämlich eine, die weiterhin in radialer Richtung, und eine, die in axialer
Richtung wirkt. Je nach Auslegung des Winkels, also der schiefen Ebene, auf welcher
der Federring angeordnet ist, kann gezielt eine Steuerung der Kraftkomponenten vorgenommen
werden.
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Je nach Anwendungsfall kann die zwischen dem stirnseitigen Bereich
der Dichtung und der Gegenfläche der Verlängerung stattfindende Berührung linien
- oder flächenförmig sein.
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Um dies zu erzielen, sind auf wenigstens einer der einander gegenüberliegenden
Flächen, in Umfangsrichtung gesehen, Erhebungen aufgebracht, vorzugsweise sollten
mindestens zwei etwa radial hintereinanderliegende umlaufende Erhebungen vorhanden
sein, um das Eindringen von Schmutz oder Staub bei Ausfall oder Undichtigkeit der
ersten Erhebuny zu verhindern. Sollten auf beiden Flächen umlau-
fende
Erhebungen vorhanden sein, sollten diese alternierend angeordnet sein, so daß jeweils
eine trhebung der einen zwischen zwei Erhebungen der anderen abzudichtenden Fläche
zu liegen kommt.
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Als Querschnittsformen werden bevorzugt etwa halbkreis -oder kegelförmige
Profile herangezogen, wobei aber andere Formen ohne Einbußen der Effektivität ebenfalls
verwendet werden können.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden
näher beschrieben. Es zeigen: Figur 1 Einbauzustand der Dichtung in einem Lenkungsdämpfer
Figuren 2 und 3 Dichtung als Einzelteil mit unterschiedlichen Ausbildungen des stirnseitigen
Dichtlippenbereiches Figur 4 Wellendichtring für rotierende Wellen In Figur 1 ist
ein Lenkungsdämpfer 1 dargestellt, der im wesentlichen aus folgenden Teilen besteht:
einem zylindrischen Rohr 2 als Führungskörper, einer hin - und hergleitenden Kolbenstange
3, einer die Kolbenstange 3 umschließenden Stangenführung 4, einem Dichtungsring
5 und einem Anschlagkörper 6. Die Stangenführung 4 weist an ihrer äußeren Umfangsfläche
7 eine umlaufende Nut 8 auf, in die nach erfolgtem Einbau ein radial nach innen
gerichteter Vorsprung 9 des Rohres 2 eingreift und die Stangenführung 4 somit gegen
axiales Verrutschen fixiert.
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Axial vor der Stangenführung 4 ist ein Dichtungsring 5 angeordnet,
der zwei federbelastete Dichtlippen 10,11
aufweist, von denen eine
zum abzudichtenden Medium M und die andere zur Luftseite L hin gerichtet ist. Ein
ringförmiger Anschlagkörper 6, in dessen äußere Umfangsfläche ebenfalls eine umlaufende
Nut 13 eingebracht ist, ist dem Dichtungsring 5 axial vorgeschaltet. Um ein axiales
Verrutschen derselben oder des Dichtungsringes 5 zu verhindern, greift nach erfolgtem
Einbau in die Nut 13 ein sich radial nach innen erstreckender Vorsprung 14 des Rohres
2 ein. Um das Eindringen von Schmutz und Staub in den Raum 15, der sich zwischen
der Dichtlippe 10 und dem Axialschenkel 16 des Anschlagkörpers 6 erstreckt, zu verhindern,
steht der stirnseitige Bereich 17 der Dichtlippe 10 mit der unter einem Winkel verlaufenden
Gegenfläche 18 an der radialen Verlängerung 19 des Anschlagkörpers 6 in Berührung.
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In den Figuren 2 und 3 ist der Dichtungsring 5 als Einzelteil dargestellt.
Er besteht im wesentlichen aus den beiden Dichtlippen 10 und 11, die am Radialschenkel
20 eines winkelförmigen Versteifungsringes 21 anvulkanisiert sind.
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Der Axialschenkel 22 und ein Teil des Radialschenkels 20 des Versteifungsringes
21 sind ebenfalls von einer elastischen Schicht 23, die vorzugsweise aus dem gleichen
Material wie die Dichtlippen 10 und 11 besteht, umgeben, wobei die äußere Umfangsfläche
der Schicht 23 ein etwa wellenförmiges Profil 24 aufweist. Dieses Profil 24 dient
zur besseren Haftung der Dichtung 5 an der inneren Umfangsfläche ( gestrichelt dargestellt
) des Rohres 2.
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Die Dichtlippe 11 weist etwa radial oberhalb der Dichtkante 25 eine
umlaufende Nut 26 auf, die einen Federring 27 aufnimmt. Dieser Federring 27 dient
zur Verschleißkompensation der Dichtlippe 11. In die Dichtlippe 10 ist
ebenfalls
eine umlaufende Nut 28 eingebracht, die aber an ihrer dem Radialschenkel 19 des
Versteifungsringes 21 zugewandten Seite unter einem Winkel auf den Versteifungsring
21 zu ansteigt. Der Federring 29 liegt nun nicht, wie bei der Dichtlippe li, in
der Nut 28, sondern zum Teil auf der schiefen Fläche 30 auf. Axial stützt sich der
Federring 29 an der dem stirnseitigen Bereich 17 gegenüberliegenden Fläche 31 der
Dichtlippe 10 ab. Auf diese Weise wird die Kraft der Feder 29 im wesentlichen in
zwei Komponenten aufgeteilt ( FR,FA ). Die Kraftkomponente FR dient zur Verschleißkompensation
der Dichtkante 32 der Dichtlippe 10, während die Kraftkomponente FA dazu dient,
daß der stirnseitige Bereich 17 der Dichtlippe 10 an der korrespondierenden, unter
einem Winkel verlaufenden Fläche ( gestrichelt gezeichnet ) mit definierter Spannung
anliegt und so das Eindringen von Schmutz und Staub verhindert wird. Um dies noch
mehr zu optimieren, sind unterschiedliche Profilierungen auf dem ebenfalls unter
einem Winkel verlaufenden stirnseitigen Bereich 17 der Dichtlippe 10 aufgebracht.
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Figur 2 zeigt zwei etwa kegelförmige Erhebungen 34,35, während in
Figur 3 eine etwa halbkreisförmige Erhebung 36 angedeutet ist.
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In Figur 4 ist ein Wellendichtring 37 für eine rotierende Welle 38
dargestellt. Der Wellendichtring 37 ist in einem eine im wesentlichen zylindrische
Bohrung 39 aufweisenden Gehäuse 40 angeordnet. Die Zusatzdichtlippe 41 weist in
ihrem stirnseitigen Bereich 42 eine umlaufende Erhebung 43 auf. Axial vor dem Wellendichtring
37 ist ein Körper 44
angeordnet, der eine axiale Verlängerung des
Gehäuses 40 bildet und mit diesem verschraubt 45 ist. Der Körper 44 weist einen
radial nach innen gerichteten Schenkel 46 auf, der die Welle 38 jedoch nicht berührt.
Auch er ist in seinem der Dichtlippe 41 zugewandten stirnseitigen Bereich 47 mit
einer umlaufenden Erhebung 48 versehen, die im Einbauzustand, bezogen auf die Welle
38, radial vor der Erhebung 43 der Dichtlippe 41 zu liegen kommt.
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Somit werden der Raum 49 und der Federring 50 wirkungsvoll vor dem
Eindringen von Staub und Schmutz bewahrt.