WO2012017094A2 - Anordnung zum abdichten einer drehverbindung - Google Patents

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    • F16H57/039—Gearboxes for accommodating worm gears

Definitions

  • the present invention relates to an arrangement for sealing a rotary joint.
  • a practicable sealing arrangement is concerned with ensuring resistance to the internal lubricant pressure in the bearing.
  • the seal should meet the requirements to prevent foreign objects from entering the bearing structure of the connection.
  • the seal must provide support that the lubricant remains in the bearing or only comes from the overall arrangement in small and defined quantities. So it must be able to withstand the internal pressure of the bearing, caused by the lubricant, to a reasonable extent.
  • the expert speaks of a sealing effect of the seal.
  • seals are vulcanizable and can be produced with all common methods for producing seal geometries from elastic see rubbery materials, such as FPM, Viton, NBR, ECO, HNBR and the like.
  • the common sealing arrangements have in common that they are usually designed either in one or more parts, that is to say they consist of at least one sealing component.
  • various annular sealing strands are inserted into the rotary joint or fastened in one or more recesses or grooves in the bulk material of the swivel joint or on the swivel drive, so that a fixation takes place.
  • Fixing is done by inserting the elastic sealing material into a groove in the (metallic) solid material of the arrangement to be sealed. Frequently, this groove is produced by machining as a result of the so-called "puncturing rehearsing" during the production of the rotary joint or the swivel drive.
  • the said fixation of the sealing arrangement in the metallic solid material can usually be released again by the application of force.
  • each seal is fixed at least at one point by the previously mentioned type of fixation in the solid material of the rotary joint or the swivel drive in order not to get out of the fixed position during the intended use.
  • fixation solutions it is always the case that each seal is fixed at least at one point by the previously mentioned type of fixation in the solid material of the rotary joint or the swivel drive in order not to get out of the fixed position during the intended use.
  • EP 1 920 176 B1 based on DE 10 2005 041720 A1 describes such a successful arrangement for sealing a rotating connection, in which the sealing arrangement consists of approximately more than four individual components, each of which extends annularly and in which the sealing ring is fixed to one of the rotating parts in the above-mentioned manner.
  • the DE 103 093 83 AI describes, inter alia, a seal assembly for a pivot bearing, which achieves a good sealing effect due to their strong asymmetric geometry in conjunction with an additional ring element made of a different material. Again, the strong asymmetric geometry of the sealing profile is fixed to one of the rotating parts in the above-mentioned manner.
  • the DE 10 2006 053832 Al deals with the use of an arrangement for sealing two mutually rotatable parts, which uses a spring or a Switzerlandfederband as an additional component, and in which the sealing ring is fixed to one of the rotating parts in the above-mentioned manner.
  • intermediate ring for sealing effect according to the invention.
  • WO 2010/043248 AI and WO 2010/043574 AI are known, which disclose a seal for a rolling bearing, wherein a seal has a substantially H-shaped cross section and is disposed between an inner ring and an outer ring of a rolling bearing.
  • profile geometry (s) of such sealing arrangements or elements are desired which can be introduced directly between the two rotating parts, which means that both directly rotating parts have physical contact with the most optimal sealing arrangement or element.
  • All other state-of-the-art solutions have partially complex and multi-part designs. ments, which increase the assembly effort due to the multi-part or complexity. Increased assembly costs in practice costs time and money and is therefore disadvantageous.
  • a disadvantage is in practice as well that complex and angular Prof i I- geometry (s) of the seals are filigree configured as simple and not strongly bent profile geometry (s) and thus in the application are more sensitive to environmental influences and thus premature to defect and thus Failure of the custom operation of the rotary joint or the swivel drive can lead. Also, such mentioned possibly occurring premature defects cost in practice time and money and this is therefore disadvantageous.
  • the present invention offers particular advantages and features.
  • the problems of the mentioned disadvantages are solved by the features listed in claim 1.
  • the solution to the detrimental problems according to the conventional art succeeds in particular when the seal assembly according to the invention or the element for sealing the device to be sealed has such a geometry that selbiges both during operation of the rotary joint, as well as in phases always and without involvement other components integrated in place can remain integrated in the overall structure, ie without falling out.
  • these retaining tabs are parallel and annular to the rotary joint encircling integral components of the seal assembly, which are always applied laterally directly to the rotating main parts of the rotary joint. It can cause low friction during operation of the rotary connection, which is kept minimal by correspondingly conventional lubrication.
  • These retaining tabs exist, as stated, on each side of the rotary joint. These retaining tabs are in the conventional sense sealing lips, which are guided along the twisting parts or rest to seal the construction. The symmetrical shape brings good manufacturing properties and ensures very good dimensional stability of the seal assembly according to the invention.
  • the seal arrangement or the element can have the maximum self-centering mechanisms, especially if the angle of the at least one symmetry axis is not too large and not too small. In practice, an angle of about 30 ° has proven to be very good. Similar angles are conceivable, but the angle should not exceed the perpendicular to the absolute vertical, ie 90 °.
  • the invention has proven particularly useful if the geometry of the sealing arrangement at least always has at least one symmetry in one of its two central surface directions. Then it can easily be mounted laterally reversed and less expensive tools are required during assembly. The same applies to the inventive elimination of the previously existing state of the art always present Fixierippel.
  • the elastic sealing material or the sealing material does not have to be drawn, nor should it be upset and also not be pressed in.
  • the mounting safety is thereby considerably increased with regard to the current sealing systems according to the known state of the art.
  • another advantage is that the assembled seal assembly can relax again after mounting the entire circumference.
  • the geometry in particular the simplicity of the geometry according to the invention makes it possible that, in addition, fewer components have to be used in the repair in the field as well as in the new installation. Assembly time is reduced and fault possibilities are minimized by fewer parts to be installed, which are also easier to handle by a specialist.
  • the new sealing arrangement or element according to the invention obstructs the subsequent one Connecting construction, which is usually only in the field and at m customer a is brought, never.
  • the gist of simplicity under the pretense yet, as well as heretofore, kei ne grooves or recesses for fixing in the rotary joint or the pivot drive are needed.
  • Any additional components to be used such as, for example, a steel strip or a spring-loaded strip or a combination of the two, are fixed in the connection similar to the previous and cited prior art.
  • the g roße difference from the prior art is that the bearing seal assemblies, which steel tape and / or spring tension tape record, not sel bst must be fixed separately in the rotatable parts must, as previously explained in detail.
  • the assembly and disassembly of the sealing solution according to the invention is much simpler and less complex than the currently valid solutions of the prior art.
  • sealing lips assigned to the first annular main part in particular adjacent to a free space, have a coefficient of friction and / or a coefficient of friction which is different from the coefficient of friction and / or the coefficient of friction of the sealing lips associated with the second annular main part. or that the sealing lips associated contact surfaces of the first annular main part a coefficient of friction and / or have a coefficient of friction which is different from the coefficient of friction and / or the coefficient of friction of the sealing lips associated contact surfaces of the second annular main part.
  • the sealing profile can be coated or greased on only one side prior to insertion into a rotary joint, so that the sealing profile is coated or greased on only one side and is thus quasi-fixed in operation on the one main part and on the other main part a good lubricity having.
  • FIG. 1 shows a first consideration of the sectional geometry of a one-piece embodiment of this seal arrangement or of the element (4) when looking at the end section of a cut segment; It is a section through a rotary joint (1), which can use as rolling elements balls or rollers or sliding components, or a hybrid form of all this.
  • Fig. 2 shows another embodiment of this sectional geometry of this one-piece design of this seal assembly or element (4), wherein the contours of the seal are slightly different in contrast to Fig. 1.
  • Fig. 2 shows another embodiment of this sectional geometry of this one-piece design of this seal assembly or element (4), wherein the contours of the seal are slightly different in contrast to Fig. 1.
  • Fig. 1 shows a first consideration of the sectional geometry of a one-piece embodiment of this seal arrangement or of the element (4) when looking at the end section of a cut segment; It is a section through a rotary joint (1), which can use as rolling elements balls or rollers or sliding components, or a hybrid form of all this.
  • FIG. 3 is a further consideration of the cut geometry of a one-piece design of this seal assembly or Elements in view of the cross-sectional area cut a segment;
  • This is a section through a swivel drive, which for the purpose of rotational adjustment of the outer ring of a rotary joint to a Rotary connection with balls as rolling elements.
  • an exemplary conventional sealing element (22) can be seen, which is fixed in one of the aforementioned conventional groove or recess (23) according to the prior art by means of fixing nipple.
  • Fig. 4 shows no swivel drive, but shows the invention executed as a one-piece element, which was installed directly between the inner ring and outer ring of a rotary joint, without the seal assembly or the element needs to be fixed in a groove or in a groove. It is such that neither on the inner ring nor on the outer ring, such previous or conventional fixation is necessary.
  • the sealing arrangement or element (4) which is a sealing element, is neither fixed to one of the parts which rotate directly against one another, namely a first rotatable main part (3) the other of the directly against each other rotatable parts, a second rotatable main part (2).
  • the first or the second main part (2), (3) may also be stationary, for example arranged on a machine or plant bed.
  • the sealing element (4) is arranged between the first rotatable main part (2) and the second rotatable main part (3) so that a relative movement between the sealing element (4) and the first and second rotatable main part (2, 3) is made possible.
  • the sealing element (4) has a symmetrical cross section, namely an axisymmetric cross section with an axis of symmetry (6) or line of symmetry, wherein the line of symmetry (6) passes through a seal center (7).
  • the cross section of the sealing element (4) also exhibits axial symmetry with a vertical (12) to the symmetry line.
  • a vertical (12) intersects the line of symmetry and an absolute vertical (13).
  • the sealing element (4) on four sealing lips (21) or retaining tabs, of which two in each case on the first rotatable main part (2) and two on the second rotatable main part (3), preferably flat, abut.
  • an upper free space (10) or else a recess is formed, which is provided between the profile bulge of the first rotatable main part and the sealing arrangement or the sealing element (4).
  • a lower free space, or a recess, between the profile bulge of the first rotatable main part and the sealing arrangement or the sealing element (4) is also located between the two opposing sealing lips (21) resting on the second rotatable main part (3).
  • the first rotatable main part (2) has an upper rounded profile convexity (8) rounded off at the triangular point as a triangular point.
  • the second rotatable main part (3) has an upper rounded profile convexity (9) rounded off at the triangular point as a triangular tip.
  • the profile bulges (8), (9) are arranged on the main parts (2), (3) in such a way that the points of the profile bulges (8), (9) protruding furthest in the direction of the sealing element (4) on the vertical (12) lie to the symmetry line.
  • the profile bulges (8), (9) lie opposite each other during operation of the rotary joint or the swivel drive (1). over, whereby the passage to be sealed by the profile element (4) is limited.
  • FIG. 2 shows a sealing element (4) with a cross-section which is changed relative to the sealing element (4) in FIG.
  • the cross-section is formed in its contour around, wherein the free-spaces (10), (11) forming sealing lips are undercut, or in other words have a distance such that the free spaces have a nearly closed concave shape.
  • the elastic sealing material in all of the mentioned figures always consists of a rubber-like material, for example, which is vulcanizable and can be used together with all materials commonly used in mechanical engineering for the lubrication of rotary joints.
  • Fig. 3 is a section through a pivot drive is shown, which is equipped for the purpose of rotational adjustment of the outer ring with a rotary joint.
  • the rotary joint wide rolling elements (14).
  • a first main part (2) is arranged stationary, and is in operative connection with a second rotatable main part (3).
  • the second rotatable main part (3) is connected by means of rolling elements (14) to a rotary joint, wherein by way of example a conventional sealing element (22) is shown, which is fixed in a groove or a recess (23) by means of fixing nipples.
  • First main part (2) and second rotatable main part (3) are so to each other arranged that between the two main parts of an opening to be sealed (18) is provided, the maximum passage area is defined by the removal of the profile bulge (8) of the first main part and the profile bulge (9) of the second main part from each other.
  • the sealing element (4) is arranged so that the profile bulges (8), (9) are received in the respective associated free space (10), (11) or the respective associated recess.
  • the drive of the swivel drive (1) is realized by means of a shaft (16) which comprises a sprocket (17), via which the second rotatable main part (3) can be moved in rotation.
  • the lubrication of the swivel drive (1) via a grease nipple (15).
  • the sealing element (4) seals the drive of the swivel drive from the environment.
  • Fig. 5 for the first time a multi-part version of the seal assembly according to the invention is shown, which consists of a plurality of sealing rings, which has one or more further sealing lips (25).
  • the sealing element (4) is constructed as follows.
  • the sealing element (4) has four sealing lips (21) whose arrangement is based on the principle of symmetry already described.
  • the sealing element (4) is in an opening to be sealed (18) arranged, in such a way that the profile bulge of the first main part (2) in a Freiram (10) and the profile bulge of the second main part (3) and a free space (11) are accommodated.
  • the cross section of the profile of the sealing element (4) is in two parts and has on one of the profile bulge (8) of the first part facing profile part further, in particular four, sealing lips (25) which are in contact with the profile part, which the profile bulge (9). facing the second part.
  • the two parts of the sealing element are inserted one after the other in an assembly process, whereby the closed band (5) and / or the tension spring strand can be preassembled on one of the parts of the sealing element (4).
  • the seal assembly or element (4) for sealing two directly against each other rotatable parts (3) (2) and designed as a circumferential ring consists of an elastic sealing material.
  • Fig. 4 one sees one of the essential features of the invention very well, namely that in the invention for local fixation of the sealing ring no positive connection or adhesion between the seal assembly and the directly mutually rotating parts is necessary, and thus no grooves or punctures.
  • the symmetrical geometry of the sealing arrangement which is also present, simple and torsion-proof assembly and quick exchangeability are ensured for the practice.
  • the seal assembly has a complete symmetry of itself. Furthermore, it is clearly visible that the symmetry line (6) is inclined in the direction of the vertical (13) by less than 90 ° to the vertical (13). In practice, has currently been particularly advantageous if the angle is about 30 °. It is always to be noted according to the invention that this angle is chosen as it seems the most meaningful of the adjacent construction, because it applies the following.
  • connection construction is usually connected by screws. It is also worth mentioning that in practice, depending heavily on the application of the rotary joint or the swivel drive, the deformations of the elastic sealing element (4) are not always based on one half on radially acting forces and the other half on axially acting forces. In fact, the forces acting on (4) can sometimes be predominantly axial and sometimes predominantly radial.
  • FIG. 1 Another embodiment and design feature of the invention can be seen very well in Fig. 1, in particular in Fig. 3.
  • the invention provides that the seal assembly or that element (4) is designed and geometrically designed so that they are connected to the Never clamp or touch the rotary joint (or the slew drive) construction. It is nicely apparent from the figures that between the highest upper edge (20) of the outermost rotating parts, and the Upper edge of all underlying rotating parts always a remaining free gap or when spatially a non-remaining circular surface (24) remains. This situation can be found, for example, on both sides of a rotary joint. This freed geometry (s) ensures that the sealing element according to the invention or the sealing arrangement according to the invention does not drag against a possible connecting structure and additionally brake and thus be abraded.
  • the seal arrangement or element has at least one line of symmetry (6) in the direction of the vertical (13) and an imaginary perpendicular (Fig. 12), wherein this perpendicular (12) intersects the line of symmetry from the vertical (13) in the seal center (7) and approximately in the direction of these perpendicular (12) each triangular and rounded at their triangle top profile bulges (9) of the two against mutually rotatable parts (3) (2) in the direction seal center (7) penetrate.
  • the seal arrangement or the element according to the invention can be significantly deformed.

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Abstract

Anordnung zum Abdichten einer Drehverbindung, umfassend - wenigstens ein erstes ringförmiges Hauptteil (2) und wenigstens ein zweites ringförmiges Hauptteil (3), welche konzentrisch um eine gemeinsame Achse angeordnet sind und wobei wenigstens ein ringförmiges Hauptteil relativ zu wenigstens einem anderen ringförmigen Hauptteil drehbar angeordnet ist und wobei zwischen dem wenigstens einen ersten ringförmigen Hauptteil (2) und dem wenigstens einen zweiten ringförmigen Hauptteil (3) wenigstes ein umlaufender Spalt (18) vorgesehen ist; - wobei das erste ringförmige Hauptteil (2) wenigstens eine Profilauswölbung (8) aufweist welche in Richtung des zweiten ringförmigen Hauptteils (3) ragt und wobei das zweite ringförmige Hauptteil (3) wenigstens eine Profilauswölbung (9) aufweist welche in Richtung des ersten ringförmigen Hauptteils (2) ragt; - wenigstens ein Dichtungselement (4), welches in dem umlaufenden Spalt (18) aufgenommen wird und welches an dem ersten ringförmigen Hauptteil (2) und an dem zweiten ringförmigen Hauptteil (3) dichtend anliegt; - wobei das Dichtungselement (4) wenigstens vier Dichtungslippen (21) aufweist, die jeweils paarweise angeordnet sind und wobei jeweils ein Paar Dichtungslippen (21) jeweils einer der Profilauswölbungen (8), (9) zugeordnet ist, so dass jeweils zwei Dichtungslippen (21) eine Profilauswölbung (8), (9) umfassen und dichtend an dieser anliegen; - wobei das Dichtungselement (4) zu wenigstens einer Symmetrieachse (6) Achssymmetrie aufweist und wobei die wenigstens eine Symmetrieachse relativ zu einer vertikalen Achse (13) geneigt ist; - und wobei die Profilauswölbungen (8), (9) Punkte aufweisen, die am weitesten in Richtung des Dichtungselements (4) vorspringen und wobei diese Punkte im Wesentlichen auf einer Achse (12) senkrecht zur Symmetrieachse (6) liegen.

Description

ANORDNUNG ZUM ABDICHTEN EINER DREHVERBINDUNG Beschreibung Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zum Abdichten einer Drehverbindung.
Aktuell handelsübliche und im Einsatz befindliche Dichtungen für Drehverbindungen und Schwenktriebe sind in Ihrer Form und Ausgestaltung sehr unterschiedlich, obwohl der Anwendungsfall oft sehr ähnlich ist. Es geht stets darum, die Drehverbindung oder den Schwenktrieb sicher gegen äußere Einflüsse, beispielsweise Feuchtigkeit, Flugsand oder Verunreinigungen beziehungsweise Schmutz, Fremdkörper, et cetera, zu schützen.
Ebenso geht es bei einer praxistauglichen Dichtungsanordnung darum, Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Schmiermittelinnendruck im Lager zu gewährleisten. Prinzipiell soll die Dichtung die Anforderungen erfüllen, Fremdkörper vom Eindringen in die Lagerkonstruktion der Verbindung zu hindern. Gleichzeitig muss die Dichtung Unterstützung dafür bieten, dass das Schmiermittel im Lager verbleibt beziehungsweise nur in geringen und definierten Mengen aus der Gesamtanordnung gelangt. Sie muss also dem Innendruck des Lagers, herbeigeführt durch das Schmiermittel, in vertretbarem Maße standhalten können. Der Fachmann spricht von einer Abdichtwirkung der Dichtung.
Es ist aktuell Stand der Technik, dass in Drehverbindungen und Schwenktrieben Schmierstoffe beziehungsweise Schmiermittel eingesetzt werden, die mit dem Dichtungsmaterial in Kontakt gelangen.
Es ist ebenso aktuell Stand der Technik, dass handelsübliche und im Einsatz befindliche Dichtungen vulkanisierbar sind und herstellbar mit allen gängigen Verfahren zur Herstellung von Dichtungsgeometrien aus elasti- sehen kautschukartigen Werkstoffen, beispielsweise FPM, Viton, NBR, ECO, HNBR und Ähnlichen.
Den übl ichen Dichtungsanord nungen nach Stand der Technik ist gemein, dass Sie i n der Regel entweder einteil ig oder mehrtei lig ausgeführt sind, das bedeutet aus mi ndestens ei ner Dichtungskomponente bestehen. Sehr häufig werden verschiedene ringförmige Dichtungsstränge i n d ie Drehverbindung ei ngebracht oder in ei nem oder i n mehreren Einstichen beziehungsweise Nuten i m Vol lmaterial der Drehverbi nd ung oder an dem Schwenktrieb befestigt, sodass sich ei ne Fixierung stattfindet. Die Fixierung geschieht dabei durch Einbri ngen des elastischen Dichtungsmateria- les i n ei ne im (metal lischen) Vollmaterial der abzud ichtenden Anordnung vorhandene Nut. Häufig entsteht d iese Nut durch spanende Bearbeitung i nfolge des sogenannten„Einstichd rehens" während der Fertigung der Drehverbindung oder des Schwenktriebs.
Es wi rd derzeit häufig gesehen und es ist möglich, dass mehrere solcher Nuten beziehungsweise Einstiche in der abzud ichtenden Gesamtanordnung vorhanden sind . In der Regel existieren mi ndestens genau so viele dieser Nuten, wie elastische Dichtungsstränge i n d ie Anordnung eingebracht und fixiert werden sol len .
Die Fixierung der Dichtungsstränge beziehungsweise der Dichtungsprofile in den genannten Nuten oder Ei nstichen geschieht dabei im Normalfalle zum Einen durch Formschluss, da die elastischen Federn beziehungsweise Lippen des Dichtungsstranges beziehungsweise Dichtungsprofils, die in den Nuten eingebracht werden, häufig widerhakenähnliche Profi lgeomet- rie(n) besitzen, und zum Anderen dadurch, dass eventuell auftretende Verformungskräfte auf die Dichtungen i nfolge anwendungsgemäßem Be- trieb der Drehverbi ndung oder des Schwenktriebs stets in etwa senkrecht zur Ei nbringungsachse der vorgenannten Nut wi rken und som it nicht in jener Richtung i n welcher die Profilgeometrie(n) des Dichtungsri nges aus der genannten Nut oder dem genannten Einstich herausgezogen würde. Es ist ferner so, dass die genannte Fixierung der Dichtungsanordnung im metallischen Vollmaterial durch Kraftaufwand in der Regel wieder lösbar ist. Das bedeutet durch Aufbringen einer gewissen Zugkraft, die entgegengesetzt der Richtung der Einbringkraft der Dichtung in das Vollmateri- al wirken muss, kann der Praktiker beziehungsweise Fachmann die eingebrachte Dichtung von der metallischen Anordnung (Drehverbindung beziehungsweise Schwenktrieb) wieder lösen.
Häufig ist es gemäß dem bekannten Stand der Technik und maßgeblich aufgrund der beschriebenen Tatsache so, dass die verwendeten Dichtungsprofile aufgrund der vorher beschriebenen Profilgeometrie(n) widerhakenähnlich ausgestaltet sind und insgesamt gesehen durch stark verwinkelte Profile gekennzeichnet sind. Trotz der sich daraus ergebenden Probleme in Fertigung und Montage ist die Abdichtungswirkung in der Regel respektabel gut, sodass der Fachmann derzeit derartigen Lösungen bevorzugt.
Es ist gemäß dem bekannten Stand der Technik allerdings nie so, dass solche Dichtungsprofile, die mit Hilfe Ihrer Profilgeometrie(n) in vorhan- dene Nuten beziehungsweise Einstiche des Vollmateriales eingebracht werden, in beiden Raumachsen ihrer selbst vollständig, das bedeutet in zweifacher Flächenrichtung, symmetrisch sind.
Es ist nach bekannten Stand der Technik jedoch immer so, dass jede Dichtung zumindest an einer Stelle durch die vorher genannte Art der Fixierung im Vollmaterial der Drehverbindung oder des Schwenktriebs fixiert wird, um während des anwendungsgemäßen Betriebes nicht aus der fixierten Position zu gelangen. Trotz der sich daraus ergebenden Probleme in Fertigung und Montage ist die daraus resultierende Abdich- tungswirkung in der Regel respektabel gut, sodass der Fachmann derzeit derartige Lösungen der Fixierung wählt.
[0013] Es wird derzeit häufig gesehen und es ist möglich, dass ein elastischer Teil der beschriebenen Profilgeometrie(n) der Dichtungsanordnung an dem Einen sich drehenden Teil einer Drehverbindung fixiert ist, und ein anderer Teil derselben Dichtungsanordung an dem anderen sich drehenden Teil einer Drehverbindung fixiert ist, und dass die Dichtungswirkung durch das Zusammenspiel aller an der Gesamtanordung beteiligten Dichtungskomponenten (das sind beispielsweise eine erste elastische Dichtung, ein zusätzliches Edelstahlband, ein zusätzliches Zugfederband und eine zweite elastische Dichtung, evtl. dritte elastische Dichtungskomponenten) hervorgerufen wird. So beschreibt beispielsweise die EP 1 920 176 Bl, basierend auf der DE 10 2005 041720 AI eine solche erfolgreiche Anordnung zur Abdichtung einer sich drehenden Verbindung, bei der die Dichtungsanordnung aus etwa insgesamt mehr als vier einzelnen Komponenten besteht, die sich jeweils ringförmig erstrecken und in welcher der Dichtungsring an einem der sich drehenden Teile in oben vorgenannter Weise fixiert ist.
Die DE 103 093 83 AI hingegen beschreibt unter Anderem eine Dichtungsanordnung für eine Drehlagerung, die aufgrund ihrer stark asymmetrischen Geometrie in Verbindung mit einem zusätzlichen Ringelement aus einem anderen Werkstoff eine gute Dichtungswirkung erreicht. Auch hier ist die stark asymmetrische Geometrie des Dichtungsprofils an einem der sich drehenden Teile in oben vorgenannter Weise fixiert.
Auch die DE 10 2006 053832 AI beschäftigt sich mit dem Einsatz einer Anordnung zum Abdichten zweier gegeneinander verdrehbar Teile, die als zusätzliche Komponente eine Feder beziehungsweise ein Zugfederband verwendet, und in welcher der Dichtungsring an einem der sich drehenden Teile in oben vorgenannter Weise fixiert ist. Auch die europäischen Erfindungen EP 1 544 485 AI sowie EP 1 544 486 AI behandelten Dichtungen für Lager, insbesondere zum dichtenden Verschließen eines Zwischenraumes in ähnlichem Sinne der vorliegenden Erfindung, jedoch wird hierbei ein zusätzlicher sogenannter Zwischenring verwendet, der mit mehreren Dichtungen in Kontakt ist und diese geo- metrisch beziehungsweise körperlich trennt. Ebenfalls können hierbei nicht die direkt gegeneinander verdrehbaren Teile abgedichtet werden können, sondern es ist der in der Erfindung beschriebene Zwischenring zur erfindungsgemäßen Abdichtwirkung nötig.
Ferner sind die Dokumente WO 2010/043248 AI und WO 2010/043574 AI bekannt, welche eine Dichtung für ein Wälzlager offenbaren, wobei eine Dichtung einen im Wesentlichen H-förmigen Querschnitt aufweist und zwischen einem inneren Ring und einem äußeren Ring eines Wälzlagers angeordnet ist.
Letzten Endes behandeln auch noch die deutschen Anmeldungen
DE 10 2008 025725 AI sowie DE 10 2008 027890 AI Dichtungssysteme, die wie vorgenannt, etliche Merkmale des bekannten Standes der Technik beinhalten. Auch hier sind die jeweils stark asymmetrischen Geometrien der Dichtungsprofile zumindest an einem der sich drehenden Teile in oben vorgenannter Weise an zumindest einem sich drehenden Teil fixiert.
Aus Sicht des Fachmanns oder Praktiker wären genau solche Dichtungen am optimalsten, die über einfache und somit nicht stark verwinkelte Pro- filgeometrie(n) verfügen, sodass die Dichtungsanordnung oder das Element zur Abdichtung möglichst verwechslungssicher in die abzudichtende Anordnung eingebracht werden kann. Insbesondere optimal sind Profilge- ometrie(n), die in horizontaler wie in lateraler Ausstreckung ihrer selbst symmetrisch sind, denn dann ist es für den Praktiker egal, ob die Dichtung„seitenverkehrt" in die abzudichtende Gesamtanordnung eingebaut wird .
Es sind vor allem Profilgeometrie(n) solcher Dichtungsanordnungen oder Elemente gewünscht, die direkt zwischen die beiden sich drehenden Teile eingebracht werden können, was bedeutet, das beide sich direkt drehenden Teile körperlichen Kontakt mit dem optimalsten Dichtungsanordnung oder das Element haben. Alle anderen Lösungen nach aktuellem Stand der Technik verfügen über teilweise komplexe und mehrteilige Ausfüh- rungen, die den Montageaufwand aufgrund der Mehrteiligkeit beziehungsweise Komplexität erhöhen. Erhöhter Montageaufwand kostet in der Praxis Zeit und Geld und ist somit nachteilig. Nachteilig ist in der Praxis ebenso, dass komplexe und verwinkelte Prof i I- geometrie(n) der Dichtungen filigraner ausgestaltet sind als einfache und nicht stark verwinkelte Profilgeometrie(n) und somit in der Anwendung empfindlicher gegenüber Umwelteinflüssen sind und somit verfrüht zum Defekt und somit Ausfall des anwendungsgemäßen Betriebs der Drehver- bindung oder des Schwenktriebs führen können. Auch solche genannten eventuell auftretenden verfrühten Defekte kosten in der Praxis Zeit und Geld und dies ist somit nachteilig.
Vor Allem ist es nach aktuellem Stand der Technik ein stetes Ärgernis, dass zum Einbringen der Dichtung zum direkten Abdichten zweier sich drehender Teile, beispielsweise wie bei einer Drehverbindung oder Schwenktrieb, die vorgenannte Nut oder der vorgenannte Einstich in dem Vollmaterial der Gesamtanordnung (Drehverbindung oder Schwenktrieb) vorhanden sein muss. Um diese Nut einzubringen, sind in jedem Fall zu- sätzliche Fertigungsmaßnahmen bei der in der Regel spanenden Fertigung der abzudichtenden Anordnung nötig. Auch dies kostet in der Praxis Zeit und Geld und ist somit nachteilig.
Aus Sicht des Fachmanns oder Praktikers ist es ferner wichtig, dass im Falle von Wartungs- beziehungsweise Reparaturarbeiten an der im Feld befindlichen Drehverbindung beziehungsweise dem im Feld befindlichen Schwenktrieb diese optimalste Dichtung beziehungsweise Dichtungsanordnung oder das Element mit verringertem Aufwand an Zeit im Vergleich zu den heute im Markt befindlichen Dichtungsanordnungen des Stand der Technik durchgeführt werden können. Dies würde in der Wartungs-/ Reparaturpraxis Zeit und Geld sparen, denn längere Zeiten für Wartungs-/ Reparaturaufgaben kosten in der Praxis Geld und sind somit ebenfalls nachteilig. Allen vorgenannten Beispielen zur Schaffung von Dichtungsanordnungen zum Abdichten zweier gegeneinander verdrehbarer Teile dienen der Belegung des Standes der Technik und den mit den aktuellen Stand der Technik verbundenen Nachteilen. Es ist diesen Beispielen gemein, dass sie wie bereits ausführlich ausgeführt entweder aus mehreren Komponenten bestehen, von denen mindestens einige der Komponenten an mindestens einem der gegeneinander verdrehbaren Teile fixiert werden, somit keine symmetrischen beziehungsweise einfachen Profilgeometrie(n) besitzen, die die Montagesicherheit und Standzeit der Dichtung im Betrieb erhöhen könnten, oder dass Sie im Falle von zwar einfachen Geometrien keine direkte Abdichtung des äußeren und inneren sich drehenden Teiles ermöglichen, was sich der Fachmann oder Praktiker wünschen möge.
Diese Nachteile betrachtend gilt es eine möglichst optimale Dichtungsan- Ordnung oder ein Element zum Abdichten zweier direkt gegeneinander verdrehbarer Teile zu erschaffen, welche bezüglich seiner Profilgeomet- rie(n) einfacher gestaltet ist als die bisher am Markt vorherrschenden Systeme, und durch wessen einfachere Gestaltung selbige nicht mehr separat an einem oder beiden der verdrehbaren Teile der Drehverbindung oder des Schwenktriebs befestigt beziehungsweise fixiert zu werden braucht, somit die Montage beziehungsweise der Austausch erleichtert und einfacher beziehungsweise mit geringerem Aufwand gefertigt beziehungsweise hergestellt werden kann. Ferner gilt es das Fertigungs- beziehungsweise Herstellungsverfahren zur Herstellung von Dichtungen für den Maschinen- und Anlagenbau so zu wählen, dass es dem gängigen Stand der Technik entspricht und keine gesonderten Herstellungsprozesse- oder Prozessschritte benötigt werden.
Um die allesamt genannten Nachteile zu verringern bietet sich insbeson- dere die vorliegende Erfindung an, die wesentliche verbessernde Vorteile und Merkmale besitzt. Die Probleme zu den genannten Nachteilen werden durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Die Lösung der zum Nachteil gereichenden Probleme gemäß dem herkömmlichen Stand der Technik gelingt insbesondere, wenn die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung oder das Element zur Abdichtung der abzudichtenden Anordnung eine solche Geometrie besitzt, dass selbiges sowohl im Betrieb der Drehverbindung, als auch in Ruhephasen stets selbst und ohne Beteiligung anderer Komponenten an Ort und Stelle integriert in der Gesamtkonstruktion verbleiben kann, also ohne herauszufallen. Als eine primäre Aufgabe gilt es stets, die abzudichtende Öffnung, durch die erfindungsgemäße Anordnung, abzudichten.
Insbesondere durch eine vorteilhafte Gestaltung der sogenannten Haltelaschen der Dichtungsanordnung kann dies erreicht werden. Insbesondere sind diese Haltelaschen parallele und ringförmig um die Drehverbindung umlaufende integrale Bestandteile der Dichtungsanordnung, die stets seitlich direkt an den sich drehenden Hauptteilen der Drehverbindung anliegen. Es kann im Betrieb der Drehverbindung dabei geringe Reibung entstehen, welche jedoch durch entsprechend übliche Schmierung minimal gehalten wird. Diese Haltelaschen existieren, wie ausgeführt, auf jeder Seite der Drehverbindung. Diese Haltelaschen sind im herkömmlichen Sinne Dichtlippen, die entlang der sich verdrehenden Teile geführt werden bzw. anliegen, um die Konstruktion abzudichten. Die symmetrische Form bringt gute Fertigungseigenschaften mit sich und sorgt für sehr gute Formstabilität der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung. Über exakt diese Haltelaschen wird der körperliche Kontakt der Dichtungsanordnung mit dem jeweiligen verdrehbaren Hauptteil hergestellt. Eben diese Haltelaschen sind es, die sich im Betrieb auch maximal verformen können dann, wenn radiale Kräfte und Toleranzen auftreten, die dafür sorgen können, dass sich die beiden jeweiligen verdrehbaren Hauptteile der Drehverbindung aufeinander zu- oder voneinander fortbewegen. Durch den soeben geschilderten Mechanismus wird stets für eine Art der Selbstzentrierung der Dichtungsanordnung oder des Elementes gesorgt, sodass selbiges niemals selbstätig oder aufgrund der rotatorischen Bewegung aus der Gesamtkonstruktion entfernt wird . Durch die geometrische Ausgestaltung der Dichtungsanordnung oder des Elementes kann auch eben genannte Bewegung und das sogenannte Lagerspiel aufgenommen werden. Dann verformen sich die Haltelaschen der Dichtungsanordnung, wobei diese Verformung reversibel ist aufgrund der elastischen Eigenschaften des Dichtungsmateriales. Ein Vorteil hierbei ist, dass sich die Dichtung stets beidseitig verformt und somit nicht so stark einseitig belastet werden wird, wie die aktuell am Markt gängigen asymmetrischen Profilgeometrie(n). Eine erhöhte Druckbeständigkeit gegenüber der bisher am Markt befindlichen Systeme gemäß dem aktuellen Stand der Technik ist gegeben.
Wenn zusätzlich ein sehr großes Lagerspiel oder eine große plötzliche Unrundheit während der rotatorisch gerichteten Bewegung, eine Drehung, auftritt, so werden infolge dessen, dass sich verdrehbaren (Haupt-)teile der Drehverbindung aufeinander zu- oder voneinander fortbewegen, die beiderseitigen Freiräume zwischen der (höchsten) Profilauswölbung der verdrehbaren (Haupt-)teile und der Dichtungsanordnung verändert.
Diese Freiräume sind im Regelfalle teilweise mit Schmiermittel benetzt und befinden sich rechts und links der Symmetrielinie, über die die Dichtungsanordnung oder das Element verfügt. Durch die eventuell im Betrieb auftretenden Aufeinander zu- oder Voneinanderfortbewegungen der beiden gegeneinander verdrehbaren Teile kann sich die Dichtung aufgrund der elastischen Werkstoff eigen Schäften zusammendrücken (Kontraktion) beziehungsweise entlasten (Relaxation).
Ebenso sinnvoll im Sinne der Lehre der Erfindung ist, dass die Dichtungsanordnung oder das Element vor allem dann die maximalen Selbstzentrierungsmechanismen aufweisen kann, wenn der Winkel der mindestens ei- nen Symmetrieachse von der absoluten Vertikalen nicht zu groß und nicht zu klein gewählt wird. In der Praxis hat sich ein Winkel von etwa ca. 30° als sehr gut erwiesen. Ähnliche Winkel sind denkbar, der Winkel sollte jedoch die Lotrechte zur absoluten Vertikalen, also 90°, nicht übersteigen. Besonders bewährt hat sich die Erfindung, wenn die Geometrie der Dichtungsanordnung mindestens immer zumindest eine Symmetrie in eine ihrer beiden zentralen Flächenrichtungen aufweist. Dann kann selbige problemlos auch seitenverkehrt montiert werden und es werden in der Monta- ge weniger aufwendige Werkzeuge benötigt. Gleiches gilt auch für das erfindungsgemäße Wegfallen der bisher nach aktuellem Stand der Technik stets vorhandenen Fixiernippel. Diese in Form von Lippen oder widerhakenförmig ausgestalteten Fixiernippel treten auswuchsartig als Teil der Profilgeometrie(n) der bisherig im Markt befindlichen Dichtungen aus dem Dichtungsprofil hervor und müssen laut aktuellem Stand der Technik im Rahmen der Montage stets separat in die dafür vorgesehenen Nuten oder Einstiche in der Drehverbindung eingebracht (fixiert) werden.
Diese Notwendigkeit besteht bei der erfindungsgemäßen Profilgeometrie nicht mehr aufgrund der nicht mehr vorhandenen Notwendigkeit der separaten Fixierung an mindestens einem der drehbaren Teile der Drehverbindung oder des Schwenktriebes. Durch die, im Gegensatz zum aktuellen Stand der Technik vereinfachte Anordnung ohne die Verwendung von feinen oder filigranen Dichtungslippen ist das System als Innendichtung, als auch als Außendichtung für Drehverbindungen oder Schwenktriebe verwendbar. Dies bedeutet insbesondere, dass die Dichtungswirkung der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung sowohl nach innen- als auch nach außen hin abdichtet. Bevorzugt ist auch, dass bei Montage von zu reparierenden Dichtungen bei im Feld befindlichen Komponenten die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung wesentlich zeitoptimierter entfernt oder wieder eingebracht werden kann. Insbesondere muss der elastische Dichtungswerkstoff bzw. das Dichtungsmaterial nicht gezogen werden, auch nicht gestaucht wer- den und auch nicht eingepresst werden. Die Montagesicherheit wird dadurch erheblich erhöht im Hinblick auf die aktuellen Dichtungssysteme nach bekanntem Stand der Technik. Ferner ist ein weiterer Vorteil, dass sich die montierte Dichtungsanordnung nach der Montage am gesamten Umfang wieder entspannen kann. Indem d ie gesamte Dichtungsanordnung stets selbstzentrierend ist, spart man sich in der Herstellung Zeit wenn es darum geht, dass d ie Dichtung in das Voll material (meist Stahl) der Drehverbindung oder des Schwenktriebes eingebracht werden muss. Die bisher notwend igen Nuten oder Einstiche werden nicht mehr benötigt. Dies führt regelmäßig zu sinkenden notwend igen Zeiten für die Fertigung . Die Geometrie, i nsbesondere die Einfachheit der erfindungsgemäßen Geometrie ermög licht es, dass ferner in der Reparatur im Feld als auch i n der Neumontage weniger Komponenten verba ut werden müssen. Durch weniger zu verbauende Tei le, die zu- dem auch ei nfacher vom Fachmann handzuhaben sind, werden Montagezeiten verri ngert und Fehlermög lichkeiten m inim iert.
Indem d ie gesamte Dichtungsanord nung so ausgelegt ist, dass selbige i n horizontaler Erstreckung niemals d iejenige planare Fläche überragt, wel- che durch die äußerste Oberkante al ler sich drehenden Teile der Gesamtkonstruktion im Raum aufgespannt wird, behindert die neue erfindungsgemäße Dichtungsanordnung oder Element die anschließende Anschlusskonstruktion, welche i n der Regel erst im Feld und bei m Kunden a ngebracht wird, nie.
Bei eventueller Verwend ung der erfindungsgemäßen Lehre als Verbundsystem, das dennoch unter der Präm isse der Einfachheit gi lt, werden ebenso wie bisher dargestellt, kei ne Nuten oder Einstiche zur Fixierung in der Drehverbindung oder dem Schwenktrieb benötigt. Die eventuell zu- sätzlich zu verwendenden Kom ponenten wie beispielsweise ei ne Stahlband oder ein Federzugband oder eine Kombination aus beiden werden ähnl ich dem bisherigen und eingangs zitierten Stand der Technik in der Verbi nd ung fixiert. Der g roße Unterschied zum bisherigen Stand der Technik besteht darin, dass die tragenden Dichtungsanordnungen, welche Stahl band und/ oder Federzugband aufnehmen, nicht sel bst separat i n den drehbaren Teilen fixiert werden m üssen, wie bisher ausführl ich erklärt. Weitere Vorzüge kann die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung oder das Element zur Abdichtung dadurch bieten, dass die gewählten Konturen möglichst rund ausgeführt sind und somit wenig verwinkelt, um der Lösung eine spezielle Einfachheit und Robustheit zu verleihen. Während die bisherigen Lösungen wie oben erklärt und zitiert gelegentlich stark verwinkelt und eher filigran ausgestaltet sind und sich somit häufig mechanische Lastfälle der Knickung oder Biegung oder Umbiegung oder eine jedwede andere Kombination aus den genannten Lastfällen ergibt, so wird die neue und erfindungsgemäße Konstruktion und geometrische Ausges- taltung der Dichtungsanordnung oder des Elementes im Wesentlichen, wie ebenfalls erklärt, auf Dehnung und Stauchung beansprucht. Eben jene beiden Lastfälle sind diese, die aus werkstofftechnischer Sicht sehr gut von kautschukähnlichen elastischen Werkstoffen aufgenommen werden kann, ohne dass nennenswerte Schädigung zu befürchten ist, was sich wiederum positiv auf die Standzeit und Haltbarkeit der erfindungsgemäßen Lösung auswirkt.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, dass diese eben genannten„Rundungen" den Lastfall der Kerbwirkung nicht fördern. Diese Kerbwirkung tritt ebenfalls bei stark verwinkelten Konstruktionen häufig auf und ist unerwünscht.
Entsprechen dem bevorzugten Querschnitt ist die Montage und Demontage der erfindungsgemäßen Dichtungslösung wesentlich einfacher und we- nig komplex gestaltet als die aktuell gültigen Lösungen des Standes der Technik.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weisen dem ersten ringförmigen Hauptteil zugeordneten Dichtungslippen, insbesondere benach- bart zu einem Freiraum eine Reibungszahl und/oder einen Reibungskoeffizienten auf, die von der Reibungszahl und/oder dem Reibungskoeffizienten der dem zweiten ringförmigen Hauptteil zugeordneten Dichtungslippen unterschiedlich ist und/oder dass den Dichtungslippen zugeordnete Kontaktflächen des ersten ringförmigen Hauptteils eine Reibungszahl und/oder einen Reibungskoeffizienten aufweisen, der von der Reibungszahl und/oder dem Reibungskoeffizienten der den Dichtungslippen zugeordneten Kontaktflächen des zweiten ringförmigen Hauptteils unterschiedlich ist.
Das Dichtungsprofil kann vor dem Einsetzen in eine Drehverbindung auf nur einer Seite beschichtet oder befettet werden, so dass das Dichtungsprofil auf nur einer Seite beschichtet oder befettet ist und dadurch im Betrieb an dem einen Hauptteil quasi-fixiert ist und an dem anderen Hauptteil eine gute Gleitfähigkeit aufweist.
Weitere Merkmale, Eigenschaften, Vorteile und Wirkungen auf der Grundlage der Erfindung ergeben sich aus den folgenden Beschreibungen einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, sowie weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung, sowie anhand der Zeichnungen. Hierbei zeigen :
Fig. 1 einen erste Betrachtung der Schnittgeometrie einer einteiligen Ausführung dieser Dichtungsanordnung oder des Elements (4) bei Betrach- tung der Stirnschnittfläche eines geschnittenen Segmentes; Es handelt sich um einen Schnitt durch eine Drehverbindung (1), die als Wälzkörper Kugeln oder Rollen oder gleitende Komponenten, oder eine Hybridform von all diesem, verwenden kann. Fig. 2 eine weiteres Ausführungsbeispiel dieser Schnittgeometrie dieser einteiligen Ausführung dieser Dichtungsanordnung oder des Elements (4), wobei die Konturen der Dichtung leicht verändert sind im Gegensatz zu Fig. 1. Fig. 3 einen weitere Betrachtung der Schnittgeometrie einer einteiligen Ausführung dieser Dichtungsanordnung oder des Elements bei Betrachtung der Stirnschnittfläche geschnittenen eines Segmentes; Es handelt sich hierbei um einen Schnitt durch einen Schwenktrieb, der zwecks rotatorischer Verstellung des Aussenringes einer Drehverbindung an eine Drehverbindung mit Kugeln als Wälzkörper. In dieser Fig. 3 ist zu Vergleichszwecken auch ein beispielhaftes herkömmliches Dichtungselement (22) zu sehen, welches in einen der vorgenannten herkömmlichen Nut bzw. Einstich (23) gemäß Stand der Technik mittels Fixiernippel fixiert ist.
Fig. 4 hingegen zeigt keinen Schwenktrieb, sondern zeigt die Erfindung ausgeführt als einteiliges Element, das direkt zwischen Innenring und Aussenring einer Drehverbindung eingebaut wurde, ohne dass die Dichtungsanordnung oder das Element in einer Nut oder in einem Einstich fi- xiert zu werden braucht. Es ist so, dass weder an dem Innenring noch an dem Aussenring eine solche bisherige beziehungsweise herkömmliche Fixierung nötig ist.
In allen Figuren Fig. 1 bis einschließlich Fig. 4 ist erkennbar, dass die Dichtungsanordnung oder Element (4), welches ein Dichtungselement ist, weder an dem einem der direkt gegeneinander verdrehbaren Teile, nämlich einem ersten verdrehbaren Hauptteil (3) fixiert ist noch an dem anderen der direkt gegeneinander verdrehbaren Teile, einem zweiten verdrehbaren Hauptteil (2). Je nach Ausbildung der Drehverbindung oder des Schwenktriebs kann das erste oder das zweite Hauptteil (2), (3) auch ortsfest, beispielsweise auf einem Maschinen- oder Anlagenbett angeordnet sein. Das Dichtungselement (4) ist so zwischen erstem verdrehbaren Hauptteil (2) und zweitem verdrehbaren Hauptteil (3) angeordnet, dass eine Relativbewegung zwischen dem Dichtungselement (4) und dem ers- ten und zweiten verdrehbaren Hauptteil (2, 3) ermöglicht ist. Im Betrieb der Drehverbindung oder Schwenktriebs (1) ergeben sich somit Relativbewegungen jeweils zwischen ersten und zweiten verdrehbaren Hauptteil (2, 3) und dem Dichtungselement (4). In der Praxis können durch die an einem Lager oder an einem Schwenktrieb befestigen Anschlusskonstruktionen, die sich oberhalb der äußersten Oberkanten aller sich drehenden Teile anschließen, erhebliche Verformungen im Lager bis in den mehreren Milimeterbereich zwischen Innenring, beispielsweise (2), und Außenring, beispielsweise (3), ergeben. Ei- ner der wesentlichen Vorteile der Erfindung ist, dass sich die Verformungen auf beide Seiten der Haltelaschen beziehungsweise auf beide Seiten der Lippenpaare zu etwa ähnlich großen Lasten aufteilen. Dies hat unter Anderem den Vorteil, dass praktisch das Zweifache der Verformung von Seiten der Dichtungsanordnung oder des Elements (4) aufgenommen werden kann. Das Dichtungselement (4) weist einen symmetrischen Querschnitt auf, und zwar einen achssymmetrischen Querschnitt mit einer Symmetrieachse (6) oder Symmetrielinie, wobei die Symmetrielinie (6) durch einen Dichtungsmittelpunkt (7) verläuft. Zugleich weist der Quer- schnitt des Dichtungselements (4) auch Achssymmetrie auf mit einer Senkrechten (12) zur Symmetrielinie. In dem Dichtungsmittelpunkt schneiden sich eine Senkrechte (12) zur Symmetrielinie und eine absolute Vertikale (13). Ferner weist das Dichtungselement (4) vier Dichtungslippen (21) oder Haltelaschen auf, von denen jeweils zwei an dem ersten verdrehbaren Hauptteil (2) und zwei an dem zweiten verdrehbaren Hauptteil (3), vorzugsweise flächig, anliegen. Zwischen den am ersten verdrehbaren Hauptteil anliegenden Dichtungslippen (21) ist ein oberer Freiraum (10), oder auch eine Ausnehmung, geformt, der zwischen Profilauswölbung des ersten verdrehbaren Hauptteils und der Dichtungsanordnung, bzw. dem Dichtungselement (4) vorgesehen ist. Entsprechend der Achs- symmterie ist auch zwischen den beiden gegenüberliegenden, an dem zweiten verdrehbaren Hauptteil (3) anliegenden Dichtungslippen (21) ein unterer Freiraum, oder eine Ausnehmung, zwischen Profilauswölbung des ersten verdrehbaren Hauptteils und der Dichtungsanordnung, bzw. dem Dichtungselement (4) vorgesehen. Das erste verdrehbare Hauptteil (2) weist eine obere abgerundete als dreieckförmige an der Dreieckspitze abgerundete Profilauswölbung (8) auf. Ebenso weist das zweite verdrehbare Hauptteil (3) eine obere abgerundete als dreiecksförmige an der Dreiecksspitze abgerundete Profilauswölbung (9) auf. Die Profilauswöl- bungen (8), (9) sind an den Hauptteilen (2), (3) derart angeordnet, dass die am weitesten in Richtung des Dichtungselements (4) vorspringenden Punkte der Profilauswölbungen (8), (9) auf der Senkrechten (12) zur Symmetrielinie liegen. Dadurch liegen sich die Profilauswölbungen (8), (9) beim Betrieb der Drehverbindung oder des Schwenktriebs (1) gegen- über, wodurch der durch das Profilelement (4) abzudichtende Durchgang begrenzt ist.
Trotz der Möglichkeit, dass sich die Dichtungsanordnung oder das Ele- ment aufgrund der rotatorisch gerichteter Betätigung der Drehverbindung oder des Schwenktriebs (1) verformt, ist es natürlich so, dass sich der nominelle Radius beziehungsweise der Durchmesser der Dichtungsanordnung, also gemeint ist hier der Abstand zwischen Dichtungsmittelpunkt (7) und dem Kreismittelpunkt der Drehbewegung der Drehung (des Schwenktriebs oder der Drehverbindung) nicht wesentlich ändert. Dies bedeutet, dass jegliche Änderungen im Radius beziehungsweise der Durchmesser der Dichtungsanordnung erfolgen nur durch die elastischen Eigenschaften und/ oder durch Temperatureinflüsse und/ oder aufgrund der radialen und axialen Verformungen im Lager. Beispielsweise zeigt Fig. 2 ein Dichtungselement (4) mit einem gegenüber dem Dichtungselement (4) in Fig. 1 verändertem Querschnitt. Der Querschnitt ist in seiner Kontur rund ausgeformt, wobei die die Freiräume (10), (11) formenden Dichtungslippen hinterschnitten sind, oder mit anderen Worten einen derartigen Abstand aufweisen, dass die Freiräume eine nahezu geschlossene konkave Form aufweisen.
Das elastische Dichtungsmaterial in allen der genannten Figuren besteht stets aus einem beispielsweise kautschukartigen Werkstoff der vulkanisierbar ist und gemeinsam mit allen im Maschinenbau gängigen Stoffen zur Schmierung von Drehverbindungen verwendet werden kann. In Fig. 3 ist ein Schnitt durch einen Schwenktrieb dargestellt, der zwecks rotatorischer Verstellung des Aussenrings mit einer Drehverbindung ausgestattet ist. Die Drehverbindung weit Wälzkörper (14) auf. Ein erstes Hauptteil (2) ist ortsfest angeordnet, und steht mit einem zweiten verdrehbaren Haupt- teil (3) in Wirkverbindung . Das zweite verdrehbare Hauptteil (3) ist mittels Wälzkörpern (14) an eine Drehverbindung angebunden, wobei beispielhaft ein herkömmliches Dichtungselement (22) gezeigt ist, welches in einer Nut oder einem Einstich (23) mittels Fixiernippeln fixiert ist. Erstes Hauptteil (2) und zweites verdrehbares Hauptteil (3) sind so zueinander angeordnet, dass zwischen beiden Hauptteilen eine abzudichtende Öffnung (18) vorgesehen ist, deren maximale Durchgangsfläche definiert ist, durch die Entfernung der Profilauswölbung (8) des ersten Hauptteils und der Profilauswölbung (9) des zweiten Hauptteils voneinander. Zwischen beiden Profilauswölbungen (8), (9) ist das Dichtungselement (4) so angeordnet, dass die Profilauswölbungen (8), (9) in dem jeweils zugeordneten Freiraum (10), (11) oder der jeweils zugeordneten Ausnehmung aufgenommen werden. Der Antrieb des Schwenktriebs (1) ist mittels einer Welle (16) realisiert, welche einen Zahnkranz (17) umfasst, über welchen der zweite verdrehbare Hauptteil (3) rotatorisch bewegt werden kann. Die Schmierung des Schwenktriebs (1) erfolgt über einen Schmiernippel (15). Das Dichtungselement (4) dichtet den Antrieb des Schwenktriebes gegenüber der Umgebung ab. In Fig. 5 ist erstmalig eine mehrteilige Version der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung gezeigt, die aus mehreren Dichtungsringen besteht, welche eine oder mehrere weitere Dichtungslippen (25) aufweist. Beachtenswert ist, dass die soeben genannten weitere Dichtungslippen (25) nicht die gleichen Komponenten sind wie die oben genannten Haltela- sehen (21), da sie nicht die Funktion haben, an den Profilauswölbungen der direkt drehenden Teile anzuliegen. Vielmehr liegen sie an anderen Dichtungslippen (25) an.
Im Falle der mehrteiligen Ausführung kann es so sein, bezogen auf die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung und auf Fig . 5 , dass an wenigstens einer Lippe eines Dichtungsringes ein an dessen Umfang entlang laufendes geschlossenes Band (5) aus einem anderen Werkstoff anliegen kann. Das Band kann beispielsweise aus Edelstahl oder aus einem anderen Metallwerkstoff bestehen. Optional kann ebenfalls ein Zugfederstrang (19) in die Dichtungsanordnung eingelegt sein, um der gesamten Dichtungsanordnung zusätzliche Stabilität in radialer Richtung zu verleihen. Das Dichtungselement (4) ist wie folgt aufgebaut. Das Dichtungselement (4) weist vier Dichtungslippen (21) auf, deren Anordnung auf dem bereits beschriebenen Symmetrieprinzip beruht. Das Dichtungselement (4) ist in einer abzudichtenden Öffnung (18) angeordnet, und zwar so, dass die Profilauswölbung des ersten Hauptteils (2) in einem Freiram (10) und die Profilauswölbung des zweiten Hauptteils (3) und einem Freiraum (11) aufgenommen sind. Der Querschnitt des Profils des Dichtungselements (4) ist zweiteilig und weist an einem der Profilauswölbung (8) des ersten Teils zugewandten Profilteil weitere, insbesondere vier, Dichtungslippen (25) auf, die in Anlage mit dem Profilteil sind, welches der Profilauswölbung (9) des zweiten Teils zugewandt ist. Die zwei Teile des Dichtungselements werden in einem Montagevorgang nacheinander eingelegt, wo- bei das geschlossene Band (5) und/oder der Zugfederstrang vormontiert an einem der Teile des Dichtungselements (4) angeordnet sein können.
Im Folgenden soll wieder die einteilige Ausführung betrachtet werden : Hier ist die Dichtungsanordnung oder Element (4) zum Abdichten zweier direkt gegeneinander verdrehbaren Teile (3) (2) und ausgestaltet als ein umlaufender Ring aus einem elastischen Dichtungswerkstoff besteht. In Fig . 4 sieht man eines der wesentlichen Merkmale der Erfindung sehr gut, nämlich dass in der Erfindung zur örtlichen Fixierung des Dichtungsringes kein Formschluss oder Kraftschluss zwischen Dichtungsanordnung und den sich direkt gegenseitig verdrehenden Teilen nötig ist, und somit keine Nuten oder Einstiche. Durch die ferner vorhandene symmetrische Geometrie der Dichtungsanordnung wird dadurch für die Praxis einfache und verdrehsichere Montage und schnelle Auswechselbarkeit gewährleistet. Weiterhin kann man anhand des Beispiels Fig. 4 sehen, wo die Stirnschnittfläche eines geschnittenen Segmentes dieser Drehverbindung oder dieses Schwenktriebs betrachtet wird, dass in zumindest einer der beiden Flächenrichtungen die Dichtungsanordnung eine vollständige Symmetrie ihrer selbst besitzt. Ferner ist gut sichtbar, dass die Symmetrielinie (6) in Richtung von der Vertikalen (13) um weniger als 90° zur Vertikalen (13) geneigt ist. In der Praxis hat sich aktuell besonders vorteilhaft gestaltet, wenn der Winkel etwa 30° beträgt. Es ist gemäß der Erfindung stets zu beachten, dass dieser Winkel so gewählt wird, wie es von der Anschlusskonstruktion her am sinnvollsten erscheint, denn es gilt Folgendes. Die- jenige Richtung, in der sich die beiden Profilwölbungen, gemeint sind die von den Haltelaschen beziehungsweise Dichtlippen umfangenen beziehungsweise umschlossenen werden, aufeinander zu bewegen, zeigt zumeist durch den geometrischen Mittelpunkt (7) des Dichtungselements oder der Dichtungsanordnung . Ob die Richtung dieser Bewegung jedoch tatsächlich durch den Mittelpunkt (7) zeigt, oder ob dieser Mittelpunkt (7) lediglich als Momentanpol einer Drehbewegung infolge der Relativbewegung der beiden sich drehenden Teile (2) und (3) wirkt, ist stark abhängig von der verwendeten Lagerbauform und auch stark abhängig von den Anschlusskonstruktionen, die links und rechts neben der gesamten Drehverbindung angeschlossen werden.
Diese Anschlusskonstruktion wird zumeist durch Schrauben verbunden. Erwähnenswert zeigt sich auch, dass in der Praxis, stark abhängig je nach Anwendungsfall der Drehverbindung oder des Schwenktriebs, die Verformungen des elastischen Dichtungselementes (4) nicht immer zur einen Hälfte auf radial wirkenden Kräften beruhen und zur anderen Hälfte auf axial wirkende Kräfte. In der Tat können die auf (4) wirkenden Kräfte manchmal überwiegend axial und manchmal überwiegend radial sein.
Die tatsächliche Kräfteverteilung hängt von der Lagerbauform ab und dementsprechend wird der Winkel gewählt, unter dem die Dichtung zur Vertikalen geneigt ist. In vielen Fällen beträgt dieser Winkel aufgrund der Lagerbauform und aufgrund der aufzunehmenden Radial- beziehungswei- se Axialkräfte etwa 30°, aber auch alle anderen Winkel zwischen 0° und 90° sind im Sinne der Erfindung allerdings denkbar und sinnvoll.
Weiteres Ausführungs- und Gestaltungsmerkmal der Erfindung ist sehr gut in Fig. 1 zu sehen, insbesondere auch in Fig. 3. Die Erfindung sieht vor, dass die Dichtungsanordnung oder jenes Element (4) so konzipiert und geometrisch ausgestaltet ist, dass sie die an die Drehverbindung (oder an den Schwenktrieb) anschließende Konstruktion nie klemmt oder berührt. Es ist aus den Figuren schön ersichtlich, dass zwischen der höchsten Oberkante (20) des Äußersten sich drehenden Teile, und der Oberkante aller darunter liegenden sich drehenden Teile stets ein freibleibender Spalt beziehungsweise bei räumlicher Betrachtung eine freibleibende kreisförmige Fläche (24) verbleibt. Diese Situation findet sich beispielsweise auf beiden Seiten einer Drehverbindung. Durch diese frei bleibende(n) Geometrie(n) wird gewährleistet, dass das erfindungsgemäße Dichtungselement oder die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung nicht an einer möglichen Anschlusskonstruktion schleift und zusätzlich bremst und somit abgerieben wird.
Man betrachte weiterhin beispielsweise Fig. 1. Die folgenden symmetrischen Überlegungen erklären weiterhin sehr gut, worauf es bei der vorliegenden Erfindung ankommt: Die Dichtungsanordnung oder Element besitzt mindestens eine Symmetrielinie (6) in Richtung von der Vertikalen (13) und eine dazu gedachte Senkrechte (12), wobei diese Senkrechte (12) die Symmetrielinie von der Vertikalen (13) im Dichtungsmittelpunkt (7) schneidet und in etwa derer Richtung dieser Senkrechte (12) sich jeweils dreiecksförmige und an deren Dreiecksspitze abgerundete Profilauswölbungen (8) (9) der beiden gegeneinander verdrehbaren Teile (3) (2) in Richtung Dichtungsmittelpunkt (7) eindringen. Während des anwendungsgemäßen Betriebes der Drehverbindung oder des Schwenktriebs (1) kann die Dichtungsanordnung oder das erfindungsgemäße Element maßgeblich verformt werden. Gemäß der Erfindung ist es so, dass auf beiden Seiten der Profilauswölbungen (8) (9) zwischen Dichtungsmaterial und der jeweiligen Profilauswölbung gerundete Freiräume im Idealfall beispielsweise exakt runde (10) (11) verblieben, die diese Eindringbewegung ermöglichen und an deren jeweiligen Enden sich die dreiecks- förmigen Profilauswölbungen tangential anschmiegen.
In allen der nachfolgend dargelegten Zeichnungen (Fig . 1 bis einschl. Fig. 5) ist das erfindungsgemäße Prinzip der Selbstzentrierung sehr gut ersichtlich. Dadurch, dass die Kräfte entweder in Radialrichtung und/ oder in Axialrichtung von der Erfindungsvorrichtung (4) aufgenommen werden und alle diese Kräfte in etwa in Richtung des Dichtungsmittel- Punktes (7) wirken, wird die Dichtung bei jeder Drehbewegung der Drehverbindung oder des Schwenktriebs (1) automatisch zentriert.
Bezugszeichen liste
1 Drehverbindung
2 erstes ringförmiges Hauptteil 3 zweites ringförmiges Hauptteil
4 Dichtungselement
5 umlaufendes geschlossenes Band
6 Symmetrieachse
7 geometrischer Mittelpunkt 8, 9 Profilauswölbungen
10, 11 Freiräume
12 Achse
13 vertikale Achse
14 Wälzkörper
15 Schmiernippel
16 Welle
17 Zahnkranz
18 Spalt
19 Zugfederstrang
20 Oberkante
21 Dichtungslippen
22 Dichtungselement
23 Einstich
24 Fläche
25 Dichtungslippen

Claims

Patentansprüche
Anordnung zum Abdichten einer Drehverbindung, umfassend wenigstens ein erstes ringförmiges Hauptteil (2) und wenigstens ein zweites ringförmiges Hauptteil (3), welche konzentrisch um eine gemeinsame Achse angeordnet sind und wobei wenigstens ein ringförmiges Hauptteil relativ zu wenigstens einem anderen ringförmigen Hauptteil drehbar angeordnet ist und wobei zwischen dem wenigstens einen ersten ringförmigen Hauptteil (2) und dem wenigstens einen zweiten ringförmigen Hauptteil (3) wenigstes ein umlaufender Spalt (18) vorgesehen ist;
wobei das erste ringförmige Hauptteil (2) wenigstens eine Profilauswölbung (8) aufweist, welche in Richtung des zweiten ringförmigen Hauptteils (3) ragt, und wobei das zweite ringförmige Hauptteil (3) wenigstens eine Profilauswölbung (9) aufweist, welche in Richtung des ersten ringförmigen Hauptteils (2) ragt;
wenigstens ein Dichtungselement (4), welches in dem umlaufenden Spalt (18) aufgenommen wird und welches an dem ersten ringförmigen Hauptteil (2) und an dem zweiten ringförmigen Hauptteil (3) dichtend anliegt;
wobei das Dichtungselement (4) wenigstens vier Dichtungslippen (21) aufweist, die jeweils paarweise angeordnet sind und wobei jeweils ein Paar Dichtungslippen (21) jeweils einer der Profilauswölbungen (8, 9) zugeordnet ist, so dass jeweils zwei Dichtungslippen (21) eine Profilauswölbung (8, 9) umfassen und dichtend an dieser anliegen;
wobei das Dichtungselement (4) zu wenigstens einer Symmetrieachse (6) Achssymmetrie aufweist und wobei die wenigstens eine Symmetrieachse (6) relativ zu einer vertikalen Achse (13) und/oder einer horizontalen Achse geneigt ist;
und wobei die Profilauswölbungen (8, 9) Punkte aufweisen, die am weitesten in Richtung des Dichtungselements (4) vorspringen und wobei diese Punkte im Wesentlichen auf einer Achse (12) senkrecht zur Symmetrieachse (6) liegen. Anordnung zum Abdichten einer Drehverbindung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass der umlaufende Spalt (18) bei einer rotierenden Bewegung des ersten ringförmigen Hauptteils (2) relativ zum zweiten ringförmigen Hauptteil (3) und/oder bei einer rotierenden Bewegung des zweiten ringförmigen Hauptteils (3) relativ zum ersten ringförmigen Hauptteil (2) ein Spiel, insbesondere ein Lagerspiel, aufweist, wobei das Dichtungselement (4) derart verformbar ist, dass das Dichtungselement dichtend an erstem und zweitem ringförmigen Hauptteil (2), (3) anliegt, auch wenn die Größe des umlaufenden Spalts (18) aufgrund des Spiels vergrößert und/oder verkleinert ist.
Anordnung zum Abdichten einer Drehverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, dass das Dichtungselement (4) aus einem elastischen Dichtungsmaterial, insbesondere einem Kautschukmaterial besteht, vulkanisierbar ist und gemeinsam mit allen im Maschinenbau gängigen Stoffen, insbesondere Schmiermitteln, zur Schmierung von Drehverbindungen verwendet werden kann.
Anordnung zum Abdichten einer Drehverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, dass das zweite ringförmige Hauptteil (3) von dem ersten ringförmigen Hauptteil (2) umschlossen ist und wobei das Dichtungselement (4) mehrteilig, insbesondere zweiteilig, ausgebildet ist und wobei wenigstens ein Teil des Dichtungselements (4) an dem zweiten ringförmigen Hauptteil (3) dichtend anliegt, wobei wenigstens der an dem zweiten ringförmigen Hauptteil (3) dichtend anliegende Teil des Dichtungselements (4) ein geschlossenes Band (5) und/oder einen Zugfederstrang aufweist, so dass das an dem zweiten ringförmigen Hauptteil (3) anliegende Dichtungselement (4) wenigstens teilweise an das zweite ringförmige Hauptteil (3) angedrückt wird . Anordnung zum Abdichten einer Drehverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement (4) zu wenigstens einer Symmetrieachse (6) Achssymmetrie aufweist und wobei die wenigstens eine Symmetrieachse (6) um weniger als 90°, vorzugsweise um 30°, relativ zu der vertikalen Achse (13) geneigt ist.
Anordnung zum Abdichten einer Drehverbindung nach einem der
Figure imgf000027_0001
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das
Dichtungselement (20) unterhalb einer äußersten Oberkante der ringförmigen Hauptteile (2), (3) angeordnet ist.
Anordnung zum Abdichten einer Drehverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement (4) innerhalb des umlaufenden Spalts (18) und/oder relativ zu dem ersten und/oder zweiten ringförmigen Hauptteil (2), (3) selbstpositionierend, insbesondere selbstzentrierend, wirkt, insbesondere bei einer rotierenden Bewegung des ersten ringförmigen Hauptteils (2) relativ zum zweiten ringförmigen Hauptteil (3) und/oder bei einer rotierenden Bewegung des zweiten ringförmigen Hauptteils (3) relativ zum ersten ringförmigen Hauptteil (2).
Anordnung zum Abdichten einer Drehverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehverbindung einen Schwenktrieb umfasst, wobei das erste ringförmige Hauptteil (2) orstfest angeordnet ist und mit dem zweiten ringförmigen Hauptteil (3) in Wirkverbindung steht und wobei ein Antrieb des Schwenktriebs mittels einer Welle (16) realisiert ist, welche einen Zahnkranz (17) umfasst, über welchen der zweite ringförmige Hauptteil (3) rotatorisch bewegt werden kann. Anordnung zum Abdichten einer Drehverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem ersten ringförmigen Hauptteil (2) zugeordneten Dichtungslippen (21), insbesondere benachbart zu einem Freiraum (10), (11) eine Reibungszahl und/oder einen Reibungskoeffizienten aufweisen, die von der Reibungszahl und/oder dem Reibungskoeffizienten der dem zweiten ringförmigen Hauptteil (3) zugeordneten Dichtungslippen (21) unterschiedlich ist und/oder dass den Dichtungslippen (21) zugeordnete Kontaktflächen des ersten ringförmigen Hauptteils (2) eine Reibungszahl und/oder einen Reibungskoeffizienten aufweisen, der von der Reibungszahl und/oder dem Reibungskoeffizienten der den Dichtungslippen (21) zugeordneten Kontaktflächen des zweiten ringförmigen Hauptteils (3) unterschiedlich ist.
Anordnung zum Abdichten einer Drehverbindung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die dem ersten ringförmigen Hauptteil (2) zugeordneten Dichtungslippen (21) oder die dem zweiten ringförmigen Hauptteil (3) zugeordneten Dichtungslippen (21) und/oder die den Dichtungslippen (21) zugeordneten Kontaktflächen des ersten ringförmigen Hauptteils (2) oder die den Dichtungslippen (21) zugeordneten Kontaktflächen des zweiten ringförmigen Hauptteils (3) eine partielle Beschichtung, insbesondere eine Pulverbeschichtung und/oder eine Befettung und/oder eine Lackbeschichtung aufweisen.
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