SEAL

Abstract: 1. Seal for a shaft (8) rotating about its axis and performing tumbling motions, axial and/or radial shifts comprising a sealing ring (1) made of elastic material based on the shaft (8) with a supporting surface and with at least one surrounding packing washer (12), that stretches in one axial direction, butting against the first inner wall, stretching in radial direction, of a housing, opened inwards in a U-shaped way, which has a side (6) facing the first inner wall, a play existing between the sealing ring (1) and the housing (3) characterized in that the sealing ring (1) butts against the opposite side (6) of the housing (3) and that the supporting surface is formed by two surfaces (4, 5) delimiting each other in a conical way.

Description: Dichtung Die Erfindung betrifft eine Dichtung für ein eine Schwenkbewegung und/oder radiale Verlagerungen ausführendes Maschinenteil, bestehend aus einem Dichtring aus elastischem Werkstoff, der mit einer Stützfläche ruhend auf der Welle gelagert ist und mit wenigstens einer sich in axialer Richtung erstreckenden, umlaufenden Dichtlippe an der zugeordneten, sich in radialer Richtung erstreckenden ersten Innenwand des U-förmig nach innen geöffneten Gehäuses anliegt, wobei zwischen beiden Teilen ein radiales Spiel vorhanden ist. Eine solche Dichtung wird in DE-AS 16 75 397 beschrieben. Der Dichtring ruht dabei mit einer sich achsparallel erstreckenden Stützfläche auf den abzudichtenden Maschinenteil, was eine starre relative Zuordnung der Dichtlippe bedingt. Beim Auftreten von Winkelverlagerungen zwischen der Rotationsachse des abgedichteten Maschinenteiles und der Rotationsachse des Gehäuses, an dem die Dichtlippe anliegt, sind- deshalb Undichtigkeiten die zwangsläufige Folge. Die Kraft, mit der die Dichtlippe an der zugeordneten Innenwandung des Gehäuses anliegt, ist ausschliesslich abhängig von der gegenseitigen -Zuordnung beider Teile. Diese bedürfen daher beide während der Montage einer aufwendigen Justierung, was aus Kostengründen weniger befriedigend ist. Der Dichtring ist für Anwendungsfälle, in denen betriebsbedingte axiale Verlagerungen des abzudichtenden Maschinenteiles auftreten, nicht'geeignet, Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dichtring der eingangs genannten Art derart weiter zu entwickeln, dass bei Vermeidung aufwendiger Justierarbeiten bei der Montage eine gute Funktionssicherheit auch dann gewährleistet ist, wenn radiale, axiale und Winkelverlagerungen zwischen den Rotationsachsen der -einander zugeordneten Teile auftreten und einander überlagern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Dichtring auf der der ersten Innenwandung gegenüberliegenden Seite an der zweiten Innenwandung des Gehäuses anliegt und dass die Stützfläche durch einander kegelig durchbrechende Flächen gebildet wird. Die Stützfläche des vorgeschlagenen Dichtringes hat nur eine kurze axiale Erstreckung, und diese ist das Ergebnis der bei der Montage auftretenden, elastischen Deformierung. Sie hat keinen nennenswerten Einfluss auf die Führung des Dichtringes an sich, und die relative Zuordnung der Dichtlippe zu der Innenwandung des aufnehmenden Gehäuses ist dadurch in allen Betriebssituationen vollkommen gleichbleibend. Auch extreme Winkelverlagerungen zwischen der Rotationsachse des abzudichtenden Maschinenteiles und derjenigen des Gehäuses haben nachteilige Veränderungen der Anpresskraft der Dichtlippe oder von deren relativer Zuordnung zu der Innenwandung des Gehäuses nicht zur Folge. Für die Montage der vorgeschlagenen Dichtung genügen übliche Einbauwerkzeuge. Eine Justierung ist nicht erforderlich. Die durch einander kegelig durchbrechende Flächen gebildete Stützfläche vermag sich auch relativ unebenen Oberflächen ausgezeichnet anzupassen. Das abzudichtende Maschinenteil bedarf daher nicht mehr der bisher notwendigen Feinstbearbeitung seiner Oberfläche. Der Dichtring kann auf der der zweiten Innenwandung zugewandten Seite durch eine Polsterschicht aus axial vorspringenden Säulen, Rippen und/oder einem weichen Schaum stoff gebildet werden. Die Anpresskraft der Dichtlippe erfährt hierdurch eine über lange Zeit konstante Vergleichmässigung, wodurch der natürliche Verschleiss kompensiert wird. Bei Verwendung von Polyurethanweichschäumen sind vor allem Raumgewichte von 30 bis 70 kg/ml in Erwägung zu ziehen. In Anwendungsfällen, in denen besonders grosse Relativbewegungen und -verlagerungen zwischen den abzudichtenden Teilen auftreten, hat es sich als vorteilhaft bewährt, wenn das Gehäuse in der Ausnehmung eines sich parallel zu dem abgedichteten Maschinenteil erstreckenden Schlauches aus einem flexiblen Werkstoff gelagert ist. Der Schlauch kann aus einem elastischen Werkstoff bestehen, und die Ausnehmung kann in diesem Falle sich in Umfangsrichtung erstreckende Rippen zur Abdichtung und elastischen Lagerung des Gehäuses aufweisen. Die Stützfläche wird zweckmässigerweise nur durch zwei ein -ander kegelig durchbrechende Flächen gebildet, wobei die dem abzudichtenden Medium zugewandte Kegelfläche mit der Rotationsachse einen Winkel zwischen 10 und 300 einschliessen soll, die gegenüberliegende Kegelfläche hingegen einen-Winkel von 15 bis 600. Die Anpressung an das abgedichtete Maschinenteil ermöglicht dessen Axialverlagerung, jedoch keine nennenswerte Relativverdrehung bei Gewährleistung einer guten Dichtheit. Auch unrunde Maschinenteile, beispielsweise solche mit quadratischem oder rechteckigem Profil, können bei entsprechender Ausbildung der Stützfläche sicher abgedichtet werden. Der Dichtring kann aus jedem einschlägig verwendeten Werkstoff bestehen. Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Anlage beigefügten Zeichnungen weiter verdeutlicht. Es zeigen: Figur 1 eine in der Ausnehmung eines Schlauches gelagerte Ausführung, bei der die Stützfläche durch zwei einander kegelig durchbrechende Flächen gebildet wird. Figur 2 eine Ausführung entsprechend Figur 1, bei der der Dichtring mit einer Polsterschicht hinter legt ist und bei der die Ausnehmung des Schlauches eine Rippung zur schwingungsgedämpften Lagerung des Gehäuses aufweist. Die in Figur 1 gezeigte Dichtung ist für den Steuerhebel des Rotorblattes eines Hubschraubers bestimmt. Dieser führt eine hin- und hergehende Schwenkbewegung aus und ist betriebsbedingt erheblichen Deformierungen und Schwingungen ausgesetzt. Seine Abdichtung gegenüber der Taumelscheibe ist daher ausserordentlich problematisch. Bei der erfindungsgemäss vorgeschlagenen Ausführung ist der Dichtring 3 in einem axialen Abstand von dem eigentlichen Maschinengehäuse in der Ausnehmung eines Schlauches 9 gelagert. Dieser besteht aus Gummi mit einer Härte ShoreA von 90. Er ist dadurch so flexibel, dass er den Biegebewegungen des abzudichtenden Steuerhebels 8 ohne weiteres zu folgen vermag. Die Dichtung 3 ist in die stirnseitige Ausnehmung des Schlauches 9 eingeknüpft und sie wird in dieser Position durch einen aussen aufgelegten und angespannten Schlauchbinder 11 gehalten. Die Dichtung 3 besteht aus einem zweiteiligen Gehäuse und dem darin eingeknüpften Dichtring 1. Die beiden Teile 2, 6 des Gehäuses 3 bestehen aus tiefgezogenem Stahlblech. Sie haben ein winkelförmiges Profil, sind durch Zusammen¯ fügen zu dem U-förmig nach innen geöffneten Gehäuse ver eint und durch eine Umbördelung verbunden. Der in dem Gehäuse enthaltene Dichtring 1 hat einen radialen Abstand A von dessen Innenseite. Der Dichtring vermag sich dadurch in radialer Richtung relativ zu dem Gehäuse zu bewegen. Der Dichtring besteht aus Gummi einer Härte ShoreA von 90.Seine auf dem Steuerhebel 8 aufliegende Stützfläche wird durch die beiden einander kegelig durchbrechenden Flächen 4, 5 gebildet. Die der Aussenluft zugewandte Fläche 4 schliesst mit der Rotationsachse in neutraler Stellung einen Winkel von 450 ein, die dem abgedichteten Medium zugewandte Gegenfläche 5 mit der Rotationsachse einen Winkel von 150. Der Dichtring folgt der Drehbewegung der Welle, und er liegt in axialer Richtung einerseits mit den beiden konzentrisch ineinander angeordneten Dichtlippen 12 und andererseits mit einer Planflächetan den in radialer Richtung nach innen zeigenden Schenkeln 2, 6 des Gehäuses 3 an. Er erhält hierdurch eine nachgiebige, jedoch eine ausserordentlich präzise Führung in bezug auf das Gehäuse, wodurch eine Veränderung der relativen Zuordnung bzw. der Anpressung der dynamischen Dichtlippen 12 auch dann nicht zu befürchten ist, wenn extreme Winkelverlagerungen des Steuerhebels 8 auftreten. Bei der Ausführung nach Figur 2 ist der Dichtring auf der von den Dichtlippen abgewandten Seite mit einer Schicht aus einem Polyurethanschaum hinterlegt. Dieser hat hochelastische Eigensc.haften und ein Raumgewicht von 50 kg/ml. Auch nach bereits eingetretenem Verschleiss der Dichtlippen bzw. der zugeordneten Gegenfläche des Gehäuses bleibt dadurch die ursprünglich eingestellte Anpresskraft weitgehend erhalten. Die dem Dichtring zugewandte Oberfläche des Schenkels 2 ist mit einer reibungsvermindernden Beschichtung 13 aus PTFE versehen. Die Ausnehmung des Schlauches 9 ist im Bereich des Gehäuses mit zahlreichen Rippen versehen, wodurch neben einer Verbesserung der statischen Abdichtung insbesondere die Übertragung von Schwingungen aus dem angeschlossenen Maschinengehäuse auf den Dichtring unterbunden werden soll. Die Anbringung einer Schaumstoffschicht ist ebenfalls möglich. Eine weitere Verbesserung hinsichtlich der Einleitung von Schwingungen ergibt sich, wenn der Schaft des Schlauches 9 faltenbalgähnlich ausgebildet ist.

Claims: Patentansprüche: 1. Dichtung für ein Schwenkbewegungen, axiale und/oder radiale Verlagerungen ausführendes Maschinenteil, be stehend aus einem Dichtring aus elastischem Werk stoff, der mit einer Stützfläche ruhend auf der Welle gelagert ist und mit wenigstens einer sich in axialer Richtung erstreckenden, umlaufenden Dichtlippe an der zugeordneten, sich in radialer Richtung er streckenden ersten Innenwand des U-förmig nach innen geöffneten Gehäuses anliegt, wobei zwischen beiden Teilen ein radiales Spiel vorhanden ist, und der Dichtring zusätzlich an der der ersten Innenwand gegenüberliegenden Seite des Gehäuses an liegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützfläche durch zwei einander kegelig durchbrechende Flächen (4, 5) gebildet wird. 2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die einander kegelig durchbrechenden Flächen (4, 5) auf der Seite des abzudichtenden Mediums mit der Rotationsachse einen Winkel von 10 bis 300 ein schliessen und auf der Gegenseite einen Winkel von 15 bis 600.

Inventors: BAHR, GUNTHER, SCHUMACHER, HERBERT, Bähr, Günther
Applicants: FIRMA CARL FREUDENBERG
Application year: 1983
Main classification: F16J15
IPC codes: F16J15