Ringförmige Gleitringdichtung und Verfahren zu deren Herstellung Die Erfindung betrifft eine ringförmige Gleitring- dichtung zwischen zwei zueinander drehbaren Teilen, z. B. einer Welle und einem Lagergehäuse. An eine derartige Universaldichtung für allgemeine Maschi nenkonstruktionen werden viele Anforderungen ge stellt. Sie soll selbstverständlich in erster Linie eine gute Dichtwirkung sowohl bei hohen wie niedrigen Drehzahlen ergeben.
Eine Spalt- oder Labyrinthdich- tung erfüllt diese Anforderung nicht, da ihre Dicht wirkung bei niedrigen Drehzahlen äusserst be schränkt ist. Reibungsdichtungen andererseits wider stehen nicht höheren Umfangsgeschwindigkeiten. Die ideale Dichtung wäre somit eine Dichtung, die bei niedrigen Drehzahlen reibt und die bei höheren Drehzahlen als Spalt- oder Labyrinthdichtung funk tioniert. Andere Anforderungen, die man an eine Dichtung stellt, sind, dass sie einfach in der Montage sowie billig in der Herstellung sein soll. Ausserdem soll sie sich im Falle einer Abnutzung nachstellen, d. h. ansetzen, lassen.
Der Erfindungsgegenstand vereint alle diese Eigenschaften in sich und weist über diese hinaus eine Reihe von Vorteilen auf, die im folgenden beschrieben werden.
Die erfindungsgemässe ringförmige Gleitringdich- tung zur Abdichtung eines wellenförmigen Teils ge genüber einer im wesentlichen radialen Gegendicht fläche, ausschliesslich bestehend aus einem auf den wellenförmigen Teil mit Vorspannung aufschiebba ren hohlzylindrischen Grundkörper aus nachgiebigem Material von solcher radialer Dicke, dass der Grund körper ohne zusätzliche Mittel fest auf dem wellen förmigen Teil gehalten wird, und einer mit dem Grundkörper einstückig verbundenen, nach aussen zur Gegendichtfläche vorstehenden und sich mit ihrer radial äusseren Stirnkante elastisch an die Gegen dichtfläche anlegenden Dichtungslippe,
ist dadurch gekennzeichnet, dass im entspannten Zustand die Dichtungslippe gleiche radiale Abmessungen wie der Grundkörper aufweist und mit dem Grundkörper nur in dessen radial innerem Bereich verbunden ist, wobei die Dichtungslippe im radial äusseren Bereich von dem Grundkörper durch eine sich von der äusse- ren Mantelfläche des Grundkörpers radial nach ein wärts verjüngende Einkerbung getrennt ist.
Das Verfahren zur Herstellung der ringförmigen Gleitdichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Schlauch aus nachgiebigem Material, in welchem im Abstand voneinander gelegene, nach aussen offene ringförmige Nuten vorgesehen worden sind, auf einem Dorn zum Drehen gebracht wird, wobei er un ter Verwendung wenigstens eines Schneidwerkzeugs längs Rotationsflächen, die den ihnen benachbarten Flächen der nach aussen offenen ringförmigen Nuten angepasst sind, in Ringe geteilt wird.
Die Zeichnung zeigt als Beispiel gewählte Aus führungsformen einer ringförmigen Gleitringdichtung nach der Erfindung sowie des erfindungsgemässen Verfahrens zur Herstellung der ringförmigen Gleit- ringdichtung. Es stellen dar: Fig. 1-3 verschiedene Schritte bei der Montage einer Ausführungsform des Dichtringes, Fig. 4 und 5 den Dichtring in einigen weiteren Ausführungsformen, und Fig. 6 die Vorrichtung zur Herstellung von sol chen Dichtringen.
1 bezeichnet den vorzugsweise aus Gummi beste henden Grundkörper eines elastischen Ringes, dessen innere Begrenzungsfläche mit 2 und deren äussere Begrenzungsfläche mit 3 bezeichnet ist. Die Begren zungsflächen 2 und 3 sind zur Achse des Ringes ko axial. Die Endteile des Ringes sind von zwei Rota tionsflächen, einer äusseren 4 und einer inneren 5, begrenzt. Diese Flächen 4 und 5 sind zweckmässiger- weise von derselben Ausbildung, was auf das unten beschriebene Herstellungsverfahren zurückzuführen ist.
Der Grundkörper 1 weist am einen Ende eine von seinem inneren Teil vorragende und in einem Stück mit ihm hergestellte ringförmige Lippe 6 auf, wobei zwischen dem Grundkörper 1 und der Lippe 6 eine nach aussen offene ringförmige Nut 7 von V-förmi- gem Querschnitt gebildet ist. Die Lippe 6 hat hierbei eine viel geringere Masse als der Ring 1 im übrigen.
Für die erfindungsgemässe Dichtung ist es wesentlich, dass die Lippe 6 zwecks Abdichtung mit einer in bezug auf die Drehungsachse 8 wenigstens hauptsächlich radial gerichteten Gegendichtfläche 9 auf dem Lagergehäuse 10 o. dgl. zusammenwirkt, wobei die der Fläche 9 zugekehrte Seite 5 der Lippe 6 aus einer Rotationsfläche besteht.
Die Dichtung mit einem Dichtring ist aus Fig. 3 ersichtlich, während Fig. 1 und 2 zeigen, wie die Montage des Dichtringes ausgeführt wird. In Fig. 1 ist zu sehen, wie der Ring 1, 6 auf das freie Ende der Welle 8 unter Ausweitung des Grundkörpers 1 aufge bracht wird. Die Welle 8 hat einen grösseren Durch messer als der Grundkörper 1 in dessen entspanntem Zustand. In montierter Lage ist der elastische Grund körper 1 also um die Welle 8 ausgeweitet, wodurch die Lippe 6 in richtiger Lage im Verhältnis zu der radial gerichteten Fläche 9 des Lagergehäuses 10 fixiert werden kann.
Aus Fig. 2 ist ersichtlich, wie man mit Hilfe eines sehr einfachen Werkzeugs 11 den Ring 1, 6 in richti ger Lage im Verhältnis zum Lagergehäuse 10 mon tieren kann. Das Werkzeug 11 besteht aus einem zylindrischen Mantel 12 und einem ringförmigen Teil 13, dessen Innendurchmesser etwas grösser ist als der Durchmesser der Welle B.
Mit dem Werkzeug 11 wird der Ring 1, 6 auf die Welle 8 aufgeschoben, bis die Vorderkante 14 des Werkzeugs 11 gegen die radial gerichtete Fläche 9 des Lagergehäuses 10 an- stösst. In dieser Lage des Werkzeugs 11 liegt die Lippe 6 somit gegen die Fläche 9 mit einem gewissen erwünschten Dichtungsdruck an. Die Anwendung eines Werkzeugs bei der Montage ist jedoch nicht notwendig, da sich der Ring 1, 6 unter einiger Dre hung der Welle ziemlich einfach von Hand montieren lässt.
Gemäss den in Fig.l-4 dargestellten beiden Ausführungsformen ist die Rotationsfläche 5 der Lippe 6 konisch, während sie in der Ausführungs- form gemäss Fig. 5 gekrümmt ist, wobei die Fläche vorzugsweise durch einen Kreisbogen erzeugt ist. Im letzteren Falle erhält man eine viel kompaktere Bauart als im ersteren Falle, wobei vorausgesetzt wird, dass der Winkel der Rotationsfläche 5 mit der Fläche 9 in beiden Fällen der gleiche ist.
Um ein gutes Ergebnis zu erhalten, soll dieser zwischen der Lippe 6 und der Fläche 9 vorhandene Winkel zwi schen 30 und 60 , vorzugsweise etwa 45 , betragen.
In sämtlichen dargestellten Ausführungsformen hat der mit der radial gerichteten Fläche 9 zusam- menwirkende Teil der Lippe 6 im Querschnitt spitze Form. Gemäss Fig. 1-3 und 5 ist die Spitze der Lippe 6 von der Rotationsfläche 5 und einer zylindri schen Fläche 15 von demselben Durchmesser wie der Grundkörper 1 im übrigen begrenzt, während sie laut Fig. 4 von der nach innen gerichteten Rotationsfläche 5 und einer wenigstens im wesentlichen konischen Fläche 16 begrenzt ist.
Fig. 6 veranschaulicht, wie ein Dichtring für die erfindungsgemässe Dichtung in einfacher Weise her gestellt wird. Ein Schlauch 17 aus Elastomer wird auf einen Dorn 18 aus verhältnismässig weichem Werk stoff wie Holz, Gummi o. dgl. besteckt. Der Dorn 18 wird beispielsweise in einer Drehbank oder in einer für die Herstellung besonders konstruierten Maschine in Umdrehung versetzt. Im Schlauch 17 werden ent weder vor oder nach der Anbringung auf dem Dorn 18 V-förmige Nuten 7 z. B. durch Stechen, Schleifen oder Giessen vorgesehen.
Im letzten Falle werden die Nuten 7 vorzugsweise beim Giessen des Schlauches 17 hergestellt. Während der Drehung wird der Schlauch 17 mittels Schneidwerkzeuge 19 in Ringe 1 geteilt. Die Schneidwerkzeuge 19, welche spitzig sind, teilen hierbei den Schlauch 17 in Ringe 1 längs Rota tionsflächen 5, die den ihnen benachbarten Flächen der nach aussen offenen ringförmigen Nuten 7 ange- passt sind. Die bei der Teilung gebildeten Lippen 6 erhalten somit eine wenigstens hauptsächlich kon stante Dicke.
Laut der veranschaulichten Ausführungsform sind die Werkzeuge 19 in einer Platte 20 befestigt, die zum Schneiden der Ringe 1, 6 auf den Dorn 18 zu und von ihm weg geführt wird. Die Platte 20 ist jedoch auch in einer Richtung parallel zur Drehungs achse des Dornes 18 verschiebbar, so dass sich die Dicke der Lippe 6 für verschiedene Dichtungsaufga ben variieren lässt. So ist beispielsweise für öldich- tungen eine etwas steifere Lippe 6 erforderlich als für Staubdichtungen.
Die Dicke und Massenverteilung der Lippe 6 wird in gewissen Fällen derart gewählt, dass die Lippe 6 bei niedrigen Drehzahlen reibt und bei hohen Drehzahlen von der Zentrifugalkraft nach aussen geschleudert wird und eine Spaltdichtung bil det.
Gemäss einer nicht dargestellten Ausführungs- form werden die Werkzeuge 19 während ihrer Bewe gung auf den Dorn zu geschwenkt, so dass man die Schnittflächen 5 laut Fig. 5 erhält.
Bei der Herstellung des Dichtringes 1 laut Fig. 4 muss ein weiterer Satz von Schneidwerkzeugen 21 für die konischen Flächen 16 zur Anwendung gelan gen. Auch diese Werkzeuge 21 sind an einer Platte 22 angebracht. Zur besseren Veranschaulichung sind sowohl die Werkzeuge 19 wie auch die Werkzeuge 21 in Fig. 6 mit dem Schlauch 17 in Schneideingriff ge zeigt.
Normalerweise sollen die Werkzeuge 19 und 21 jedoch abwechselnd mit dem Schlauch 17 eingreifen. Die Platten 20 und 22 können deshalb gemäss einer bevorzugten Ausführungsform zusammengebaut sein, so dass sich die eine auf den Dorn 18 zu bewegt, wenn sich die andere von ihm entfernt. Die koni schen Flächen 16 sind mit den Werkzeugen 21 zu schneiden, bevor die Aufteilung in Ringe 1, 6 mit den Werkzeugen 19 bewerkstelligt wird.
Bei der erfindungsgemässen Dichtung kann der Dichtring 1, 6 seine Funktion auch bei verhältnis- mässig grosser Schrägstellung zwischen Welle 8 und Fläche 9 erfüllen. In gewissen Fällen kann es bei Schmiermitteln, z. B. Öl und Wasser, von Vorteil sein, den Ring 1, 6 mit verschieden fester Ansetzung gegen die Dichtungsfläche 9 zu montieren, d. h. den Ring 1, 6 zur Fläche 9 etwas schräg zu stellen. Hier durch wird die Reibungsfläche zwischen Lippe 6 und Fläche 9 etwas exzentrisch im Verhältnis zur Welle 8, wodurch die Reibungsfläche bei der Umdrehung ge schmiert werden wird. Dieselbe Wirkung erhält man selbstverständlich, wenn die Welle 8 etwas exzen trisch gelagert ist. Bei Verschleiss ausübenden Mit teln, z. B.
Ton, empfiehlt sich jedoch eine unbedingt symmetrische Montage um die Welle 8 und vorzugs weise keine Exzentrizität der Welle B.