OIL SEAL

Abstract: 1. A seal comprising an inner ring (2) of elastic material, which is mounted fluid-tightly and non-rotatably, but axially displaceably on the shaft and which has a U-shaped profile opened to the outside with two annular projections (7, 8) projecting to the outside, as well as an outer ring (1) of sheet metal with a flange (4) engaging in the interspace of the annular projections (7, 8), the flange (4) enclosing an angle of inclination with the seal axis such that an axial contact pressure and deformation of one of the two annular projections (7, 8) on the flange (4) occurs with formation of a sealing surface, characterised in that the angle of inclination of the flange (4) is dimensioned such that both annular projections (7, 8) lie against the flange (4) under axial contact pressure and resilient deformation with formation of a sealing surface in each case, such that the inner ring (2) receives the required axial guidance by fixing the outer ring (1) in the housing bore, and in that the annular projection (8) touching the flange (4) at the foot (5) of the profile is extended beyond the contact surface and lies against the axial limiting surface, facing the flange (4), of a second flange (10).

Description: Dichtung Die Erfindung betrifft eine Dichtung, bestehend aus einem Aussenring aus Blech, der einen nach innen vorspringenden Flansch aufweist sowie aus einem Innenring aus elastisch nachgiebigem Werkstoff, der ein Unförmig nach aussen ge öffnetes Profil aufweist, der flüssigkeitsdicht und verdrehsicher mit der abgedichteten Welle verbunden ist, der den Flansch mit Ringvorsprüngen axial umgreift und bei dem die Ringvorsprünge den Flansch unter einer Vorspannung berühren. Eine solche Dichtung ist aus US-PS 40 94 518 bekannt. Der Innenring besteht aus einem Gummiformteil und lässt sich dementsprechend schwierig fertigen. Er ist axial unverschiebbar auf der Welle festgelegt und ein gutes Abdichtunga ergebnis lässt sich deshalb nur dann erzielen, wenn der Innenring dem Flansch in präziser Weise zugeorndet ist. Aufwendige Justierarbeiten vor Inbetriebnahme einer solchen Dichtung sind daher nicht vermeidbar. Sie verteuern die Verwendung zusätzlich in einer wirtschaftlich nicht vertretbaren Weise. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend beschriebene Dichtung derart weiter zu entwickeln, dass bei verminderten Herstellkosten ein gutes Abdichtungserqebnis unter Vermeidung von Justierarbeiten vor Inbetriebnahme auch dann gewährleistet ist, wenn Radialverlagerungen, Axialverlagerungen und/oder Winkelverlagerungen der abgedichteten Welle zu erwarten sind. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäB gelöst mit einer Dichtung der eingangs genannten Art, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Innenring verschiebbar auf der Welle gelagert ist, dass die Erstreckung des Flansches und die Dichtungsachse einen Neigungswinkel einschliessen und dass der Neigungswinkel so bemessen ist, dass sich eine elastische Verformung wenigstens eines Ringvorsprunges ergibt. Eine die elastische Verformung beider Ringvorsprünge bewirkende Bemessung ist besonders vorteilhaft. Der Innenring kann aus irgendeinem elastisch verformbaren Werkstoff bestehen, der flüssigkeitsundurchlässig ist. Bevorzugt kommen Gummi und PTFE-Qualitäten zur Anwendung, wobei die Erzeugung des U-förmig nach aussen geöffneten Profils nicht unbedingt von der Verwendung entsprechend ausgestalteter Formwerkzeuge abhängig ist, sondern gegebenenfalls auch auf einer Drehmaschine unter Zuhilfenahme schneidender und/oder prägender Werkzeuge erfolgen kann. Das Ausgangsmaterial bilden in diesem Falle stranggepresste Halbzeuge, beispielsweise ein Schlauch- oder Stangenmaterial aus Gummi oder PTFE. Diese können im Bereich des sich in axialer Richtung erstreckenden Abschnittes des fertigen Innenringes mit einer Verstärkungseinlage versehen sein, um die definierte Festlegung auf der Welle zu erleichtern. Entsprechende Verstärkungseinlagen können aus einem Gewebe oder Fadengelege bestehen. Es ist nicht unbedingt notwendig, dass der Querschnitt der Nut des Innenringes vor seiner Montage radial innerhalb der äusseren Begrenzungsflächen eine axiale Erweiterung aufweist. Sogar eine- axiale Erweiterung in Richtung der äusseren Begrenzungsflächen ist möglich, und vereinfacht die Herstellung des notwendigen Querschnittes insbesondere bei Anwendung spanabhebender Bearbeitungsverfahren ganz wesentlich. Die notwendige Anpressung an die axialen Begrenzungsflächen des Flansches ist dennoch gewährleistet und beruht insbesondere auf dem Neigungswinkel, den der Flansch mit der Dichtungsachse einschliesst. Die axial aussenliegenden Begrenzungsflächen der Ringvorsprünge des Innenringes sind der Rotationsachse bevorzugt unter einem Winkel von 900 zugeordnet und ebenflächig ausgebildet. Abweichungen sind möglich, sie haben jedoch in aller Regel eine weniger optimale Werkstoffausnutzung zur Folge und damit eine Vergrösserung der Herstellkosten. Der die Ringvorsprünge verbindende Hohlzylinder muss so bemessen sein, dass ein Kippen des montierten Innenringes auf der Welle vermieden wird. Zugleich muss die Festlegung eine sichere Übertragung der Drehbewegung gewährleisten, eine gute statische Abdichtung sowie die Möglichkeit einer axialen Verschiebung beim Auftreten von Wellenverlagerungen. Die Gewährleistung dieser Bedingungen bereitet dem erfahrenen Dichtungsfachmann keine besonderen Schwierigkeiten. Zwischen dem Innendurchmesser des Aussenringes und dem Aussendurchmesser des Hohlzylinders ist ein radialer Abstand vorhanden, durch den gewährleistet wird, dass radiale Verlagerungen der abgedichteten Welle nicht zu Funktionsstörungen führen können. Das Profil des Flansches ist am radial inneren Ende abgerundet, um eine mechanische Beschädigung des Innenringes in kritischen Betriebssituationen zu vermeiden. Der Neigungswinkel zwischen dem Flansch und der Rotationsachse beträgt 30 bis 60 , vorzugsweise 35 bis 450. Er gewährleistet einen ausreichend grossen Querschnitt des von den Dichtflächen begrenzten Freiraumes, was wichtig ist in bezug auf die Erzielung eines guten Abdichtungsergebnisses bei Uberflutung der Dichtung mit abgedichtetem Medium. Der den Flansch am Fuss des Profils berührende Ringvorsprung kann über die Berührungsfläche hinaus verlängert sein und an der dem Flansch zugewandten, axialen Begrenzungsfläche eines zweiten Flansches anliegen. Die hierdurch gebildete dritte Dichtungsfläche ist den anderen beiden Dichtung flächen vorgeschaltet und ermöglicht die Abdichtung höherer Drücke, insbesondere, wenn der entsprechend verlängerte Ringvorsprung unter einer elastischen Vorspannung an dem zweiten Flansch anliegt. Darüberhinaus ist es nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen, dass der den Flansch am Fuss des Profils berührende Ringvorsprung über die Berührungsfläche mit dem zweiten Flansch hinaus noch weiter verlängert ist und an der Innenseite eines den Flansch mit dem zweiten Flansch verbindenden Hohlzylinders anliegt. In diesem Falle resultiert eine vierte Dichtfläche, die die Wirkungsreihe der übrigen Dichtflächen durch ein weiteres Glied ergänzt. Die abdichtbaren Drücke des abgedichteten Mediums können hierdurch um eine weitere Stufe erhöht werden. Der Ringvorsprung liegt bei einer entsprechenden Ausführung bevorzugt mit einer Wölbung an der Innenfläche des Hohlzylinders an. Die einander in den Bereichen der aktiven Dichtungszonen berührenden Flächen sind im Regel falle eben ausgebildet und lassen sich dadurch besonders einfach herstellen. Die Anbringung von hydrodynamisch wirksamen Rückförderelementen für Leckflüssigkeit ist selbstverständlich möglich und kann auf der Seite der Ringvorsprünge ebenso angewendet werden wie auf der Seite des Flansches, des zweiten Flansches oder der Innenseite des Hohlzylinders des Aussenringes. Neben einer Begünstigung der Abdichtwirkung lässt sich hierdurch der Ablagerung von tilkohle im Bereich der Dichtungszonen wirksam begegnen. Entsprechende Rückförderelemente können auch durch radiale Vorsprünge gebildet werden, die gleichmässig auf dem Aussenumfang der Ringvorsprünge verteilt sind. Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Anlage beigefügten Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen: Figur 1 eine Dichtung, bei der Innen- und Aussenring ein ander mit zwei Dichtflächen berühren. Figur 2 eine Dichtung, bei der Innenring und Aussenring einander mit drei hintereinanderliegenden Dicht flächen berühren. Figur 3 eine Ausführung, bei der Innenring und Aussenring einander mit vier aufeinanderfolgenden Dichtflächen berühren. Die Ausführung nach Figur 1 besteht aus einem Aussenring 1 aus Stahlblech und aus einem Innenring 2 aus Gummi. Der Aussenring weist einen hohlzylindrisch ausgebildeten Einspannteil 3 auf, der auf der linken Seite in radialer Richtung nach innen abgekröpft ist und unter Ausbildung eines kegeligen Flansches in Richtung des abgedichteten Mediums vorgezogen ist. Der Neigungswinkel zwischen der Erstreckung des Flansches 4 und der Dichtungsachse beträgt 450. Der Fuss 5 des Profils des Flansches ist abgerundet, um eine mechanische Beschädigung des Innenringes 2 zu vermeiden. Der Innenring 2 besteht aus Gummi einer Härte Shore A 75. Er ist elastisch auf der abgedichteten Welle festgelegt und folgt unter Gewährleistung einer axialen Verschiebbarkeit deren Drehbewegung. Er wird in der dargestellten Form gemeinsam mit dem Aussenring 1 auf die abzudichtende Welle aufgeschoben und er erhält die erforderliche axiale Führung durch die Festlegung des Aussenringes 1 in der aufnehmenden Gehäusebohrung. Der Innenring 2 wird in axialer Richtung durch die beiden Ringvorsprünge 7, 8 begrenzt, die in einer sich senkrecht zur Rotationsachse erstreckenden Form hergestellt sind und die durch das Einfügen des Aussenringes die dargestellte seitliche Abbiegung erfahren. Die Ringvorsprünge liegen dadurch unter einer axial nach innen gerichteten Vorspannung an dem Flansch 4 des Aussenringes an. Die Ausführung nach Figur 2 entspricht im wesentlichen derjenigen nach Figur 1, wobei jedoch der dem abzudichtenden Medium zugewandte Ringvorsprung 9 des Innenringes in radialer Richtung nach aussen vergrössert ist und unter einer elastischen Vorspannung an der Innenseite eines zweiten, sich nach innen erstreckenden Flansches 10 des Aussenringes anliegt. Hierdurch wird eine dritte Dichtfläche gebildet, die den beiden anderen Dicht flächen vorgeschaltet ist. Die Ausführung nach Figur 3 ist derjenigen nach Figur 2 ähnlich, wobei jedoch der dem abgedichteten Medium zugewandte Ringvorsprung 11 in radialer Richtung nach aussen nochmals verbreitert ist und mit einer umlaufenden Kontaktfläche an der inneren Begrenzungsfläche des Hohlzylinders 12 anliegt. Hierdurch wird eine vierte Dichtfläche gebildet, die die allgemeine Wirksamkeit weiter erhöht. Der Innenring erfährt zusätzlich eine Stabilisierung seiner Zuordnung zu dem Aussenring, was sich vorteilhaft auswirkt in bezug auf die Gewährleistung einer guten Funktionssicherheit, wenn die Montage in wenig sachgerechter Form erfolgen kann. Er ist in dem sich in axialer Richtung erstreckenden Abschnitt durch eine Einlage aus einem Drahtgewebe verstärkt, um die Festlegung auf der Welle noch besser zu definieren und Verformungen in diesem Bereich zu vermeiden. Als Verstärkungseinlage lässt sich auch ein Ring mit winkelförmigem Profil aus einem Hartwerkstoff verwenden. Der sich in radialer Richtung erstreckende Schenkel kann in diesem Falle den Fuss 5 des Flansches 4 übergreifen um in diesem Bereich eine Verformung des Ringvorsprunges 9 zu verhindern.

Claims: Patentansprüche: 1. Dichtung, bestehend aus einem Aussenring aus Blech, der einen nach innen vorspringenden Flansch aufweist sowie aus einem Innenring aus elastischem Werkstoff, der ein U-förmig nach aussen geöffnetes Profil aufweist, der flüssigkeitsdicht und verdrehsicher mit der abgedichteten Welle verbunden ist, der den Flansch mit Ringvorsprüngen axial umgreift und bei dem die Ringvorsprünge den Flansch unter ,einer Vorspannung berühren, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (2) verschiebbar auf der Welle (6) gelagert ist, dass die Erstreckung des Flansches (4) und die Dichtungsachse einen Neigungswinkel einschliessen und dass der Neigungswinkel so bemessen ist, dass sich eine elastische Verformung wenigstens eines Ringvorsprunges (7, 8, 9, 11) ergibt. 2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel 30 bis 600 beträgt. 3. Dichtung nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel 35 bis 450 beträgt. 4. Dichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der den Flansch (4) am Fuss (5) des Profil berührende Ringvorsprung (9) über die Berührungsfläche hinaus ver längert ist und an der dem Flansch (4) zugewandten axialen Begrenzungsfläche eines zweiten Flansches (10) anliegt. 5. Dichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringvorsprung (9) unter einer elastischen Vorspannung an dem zweiten Flansch (10) anliegt. 6. Dichtung nach Anspruch 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der den Flansch am Fuss (5) berührende Ringvorsprung (11) über die Berührungsfläche mit dem zweiten Flansch (10) hinaus verlängert ist und an der Innenseite eines den Flansch (4) und den zweiten Flansch (10) verbindenden Hohlzylinders (12) anliegt. 7. Dichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringvorsprung (11) im Bereich der Berührungsfläche mit dem zweiten Flansch (10) und/oder mit dem Hohl zylinder (12) gegen den Flansch (4) gewölbt ist. 8. Dichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (4), der zweite Flansch (10), der Hohl zylinder (12) und/oder die diese berührenden Flächen wenigstens eines Ringvorsprunges (7, 8, 9, 11) mit hydrodynamischen Rückförderelementen für Leckflüssigkeit versehen sind. 9. Dichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die radial äusseren Begrenzungsflächen wenigstens eines Ringvorsprunges (7, 8, 9, 11) mit gleichmässig auf dem Umfang verteilten Vorsprüngen versehen sind.

Inventors: HOLZER, HELMUT, Hölzer, Helmut
Applicants: FIRMA CARL FREUDENBERG
Application year: 1983
Main classification: F16J15
IPC codes: F16J15