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Dokumentenidentifikation DE19822521A1 26.11.1998
Titel Mechanische Dichtung
Anmelder Caterpillar Inc., Peoria, Ill., US
Erfinder Dickey, Alan M., Brimfield, Ill., US;
Friend, Anthony D., Peoria, Ill., US;
Murphy, Michael J., Naperville, Ill., US;
Vanecko, Joseph M., Metamora, Ill., US
Vertreter Wagner, K., Dipl.-Ing.; Geyer, U., Dipl.-Phys. Dr.rer.nat., Pat.-Anwälte, 80538 München
DE-Anmeldedatum 19.05.1998
DE-Aktenzeichen 19822521
Offenlegungstag 26.11.1998
Veröffentlichungstag im Patentblatt 26.11.1998
IPC-Hauptklasse F16C 33/74
IPC additional class // E02F 9/00  
Zusammenfassung Eine mechanische Stirnflächendichtung umfaßt einen Versteifungsring mit einem im allgemeinen "L-förmigen" Querschnitt mit einem allgemein radial orientierten Teil, der sich über einen Abstand "X" gemessen von einem allgemein axial orientierten Teil erstreckt. Ein Elastomerüberzug oder -mantel kapselt mindestens einen Teil des Versteifungsrings ein. Ein Elastomerdichtring mit einer Dichtlippe ist benachbart zu einem Ende des allgemein radial orientierten Teils des "L-förmigen" Versteifungsrings angeordnet. Die Dichtlippe ist mit einem Radialabstand "Y" gemessen von dem allgemein axial orientierten Teil angeordnet. "Y" besitzt einen Wert in dem Bereich von ungefähr 0,9 mal "X" bis ungefähr 1,1 mal "X".

Beschreibung[de]
Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf eine Dichtung bzw. Stirnflächendichtung und insbesondere auf eine oszillierende und/oder eine rotierende mechanische Stirnflächendichtung zur Verwendung in Verbindungsstiftgelenken, die in den Gleisketten einer Maschine des Gleiskettentyps zu finden sind.

Ausgangspunkt

Mechanische Stirnflächendichtungen besitzen unterschiedliche Aufbauten und Formen, und zwar abhängig von den gewünschten Anwendungen. Zum Beispiel besitzt eine derzeitige Verbindungsstiftdichtung für einen Radlader oder Mobilbagger einen Polycarbonatversteifungsring mit einem daran angeformten und gleichzeitig damit verbundenen Urethandichtring. Der Urethandichtring besitzt eine integral ausgebildete Dichtlippe. Die Dichtlippe ist derart angeordnet, daß eine Kompressionsbelastung von einer Stirnseitenlast, die auf die Dichtlippe angelegt wird, über das Urethan in den Polycarbonatversteifungsring übertragen wird.

Es wurde herausgefunden, daß in einigen extrem harschen Anwendungen der derzeitige Aufbau der Stirnflächendichtung mit dem Urethandichtring und der Dichtlippe, die an einem Polycarbonatversteifungsring angeformt, und damit verbunden sind, nach einer längeren Verwendung anfällig für eine Leckage ist. Die Leckage kann dadurch bewirkt werden, daß der Polycarbonatversteifungsring während der Arbeit bricht bzw. Risse bildet infolge der Belastungen, die durch hohen Stirnseitenbelastungen, die auf die Dichtlippe wirken, daran angelegt werden. Obwohl diese Leckage nicht notwendigerweise schlimme Ausfälle bewirkt, kann sie erhebliche Ruhezeiten zur Folge haben, wenn die Dichtung ausgetauscht werden muß.

Es ist wünschenswert, einen neuen mechanischen Stirnflächendichtungsaufbau vorzusehen, der den Auswirkungen harscher Anwendungen, wie zum Beispiel in den Stiftanordnungen von Gleiskettenverbindungen einer Maschine des Gleiskettentyps und in Radlader bzw. Mobilbaggerverbindungsstiftgelenken zu widerstehen. Es ist wünschenswert, eine Stirnflächendichtung vorzusehen, die einen sehr starken bzw. festen Versteifungsring aufweist, der in der Lage ist, hohen Belastungen für eine ausgedehnte Zeitperiode zu widerstehen. Es ist auch wünschenswert, die Anordnung der Dichtlippe in Beziehung zu dem Versteifungsring zu optimieren, so daß ein Teil der Belastungen, die durch die hohen Stirnflächenbelastungen bewirkt werden, durch den elastischen Dichtring absorbiert wird.

Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, eines oder mehrere der oben genannten Probleme der zuvor verwendeten Stirnflächendichtungen für die Radlader- bzw. Mobilbaggerverbindungsstifte von Fahrzeugen des Gleiskettentyps zu überwinden.

Die Erfindung

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt eine mechanische Stirnflächendichtung einen Versteifungsring mit einem im allgemeinen "L-förmigen" Querschnitt mit einem im allgemeinen radial orientierten Teil und einem im allgemeinen axial orientierten Teil. Der im allgemeinen radial orientierte Teil des "L-förmigen" Versteifungsrings erstreckt sich über einen Abstand "X", der von dem allgemein axial orientierten Teil gemessen wird. Ein Elastomerüberzug bzw. eine -abdeckung kapselt mindestens einen Teil des Versteifungsrings ein. Der Elastomerüberzug ist mit dem Versteifungsring verbunden. Ein Elastomerdichtring mit einer Dichtlippe ist benachbart zu einem Ende des im allgemeinen radial orientierten Teils des "L-förmigen" Versteifungsrings angeordnet. Der Dichtring und der Elastomerüberzug besitzen einen einheitlichen Aufbau. Die Dichtlippe ist mit einem Radialabstand "Y" gemessen, von dem im allgemeinen axial orientierten Teil angeordnet. "Y" besitzt einen Wert in dem Bereich von ungefähr 0,9 mal "X" bis ungefähr 1,1 mal "X".

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Fig. 1 ist eine Seitenschnittansicht einer mechanischen Stirnflächendichtung der vorliegenden Erfindung.

Die beste Art die Erfindung auszuführen

Gemäß Fig. 1, die ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, weist eine mechanische Stirnflächendichtung 10 einen Versteifungsring 20 auf. Der Versteifungsring 20 besitzt einen im allgemeinen "L-förmigen" Querschnitt mit einem im allgemeinen radial orientierten Teil 22 und einem allgemein axial orientierten Teil 24. Der radial orientierte Teil 22 des "L-förmigen" Versteifungsrings 20 erstreckt sich über einen Abstand "X", der von dem allgemein axial orientierten Teil 24 gemessen wird. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel besitzt der axial orientierte Teil 24 einen größeren Querschnitt als der radial orientierte Teil 22. Jedoch sind unterschiedliche andere Konfigurationen und Querschnittsbereiche bzw. -flächen der jeweiligen axial und radial orientierten Teile innerhalb dieser Erfindung umfaßt. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Versteifungsring aus Stahl hergestellt. Andere alternative Materialien zur Herstellung des Versteifungsrings können Polycarbonat oder mit Verstärkungsfasern, wie zum Beispiel Aramidfasern, Glasfasern, usw., verstärktes Polycarbonat, sein.

Die mechanische Stirnflächendichtung 10 weist ferner einen Elastomerüberzug bzw. einen -mantel 30 auf, der mindestens einen Teil des Versteifungsrings 20 einkapselt. Der Elastomerüberzug 30 ist mit dem Versteifungsring 20 verbunden. Vorzugsweise kapselt der Elastomerüberzug den Versteifungsring im wesentlichen ein, und vorzugsweise kapselt der Elastomerüberzug den Versteifungsring vollständig ein. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Elastomerüberzug vorzugsweise aus festem, elastischem Elastomermaterial, und vorzugsweise aus Polyurethanen hergestellt. Unterschiedliche Polyurethanmaterialien sind dem Fachmann bekannt, wie zum Beispiel auf Polyether oder auf Polyester basierende, mit Isocyanat reagierte Hydroxyl-terminierte Polyole, die noch weiter verstärkt werden können durch das Hinzufügen einer Kettenverlängerungsagens, wie zum Beispiel 1,4-Butandiol und ähnlichem. Diese Materialien sind dem Fachmann bekannt und müssen nicht in weiterer Einzelheit beschrieben werden.

In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die mechanische Stirnflächendichtung 10 ferner einen Elastomerdichtring 40 auf. Der Elastomerdichtring besitzt eine Dichtlippe 42. Der Dichtring 40 ist benachbart zu einem Ende des radial orientierten Teils 22 des "L-förmigen" Versteifungsrings 20 angeordnet. Der Dichtring 40 und der Elastomerüberzug 30 besitzen vorzugsweise einen einheitlichen Aufbau. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind der Dichtring und der Elastomerüberzug aus einem spritz- bzw. injektionsgeformten Polyurethan hergestellt, und sie besitzen einen integralen einheitlichen Aufbau.

In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Dichtlippe 42 vorzugsweise mit einem Radialabstand "Y" angeordnet, der in dem Bereich von ungefähr 0,9 mal "X" bis ungefähr 1,1 mal "X" gemessen von dem axial orientierten Teil 24 liegt. Vorzugsweise ist die Dichtlippe 42 mit einem radialen Abstand "Y" von dem radial orientierten Teil 24 angeordnet, der in dem Bereich von ungefähr 0,95 mal "X" bis ungefähr 1,05 mal "X" liegt. Bei der besten Ausführung, die in der Fig. 1 beschrieben ist, ist die Dichtlippe mit einem Radialabstand "Y" angeordnet, der gleich dem Radialabstand "X" ist. Es ist wünschenswert, die Anordnung der Dichtlippe mit einem Radialabstand "Y" beizubehalten, wobei "Y" einen Wert in dem Bereich von ungefähr 0,9 mal "X" bis ungefähr 1,1 mal "X" besitzt, da diese Anordnung der Dichtlippe in Beziehung zu dem Versteifungsring einen Vorteil aus der Festigkeit und Elastizität des Urethans zieht, wenn sie hohen Stirnflächenbelastungen ausgesetzt ist. Ein Teil der Stirnflächenbelastung, die auf die Polyurethandichtlippe wirkt, wird durch die Dichtlippe in den Stahl-Versteifungsring übertragen, und Teil der Last wird durch den elastischen Polyurethanüberzug selbst absorbiert. Somit ist die Anordnung der Dichtlippe ein kritisches Element dieser Erfindung, und es ist wichtig für die Herstellung einer verläßlichen Dichtung, die hohe Stirnflächenbelastungen und harsche Anwendungen, wie zum Beispiel bei einem Bagger- bzw. Laderverbindungsstift, aushalten kann.

Industrielle Anwendbarkeit

Die vorliegende Erfindung ist besonders geeignet zur Herstellung von oszillierenden und/oder rotierenden mechanischen Stirnflächendichtungen zur Verwendung in Verbindungsstiftgelenken, die in den Gleisketten einer Maschine des Gleiskettentyps zu finden sind.

Weitere Aspekte, Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus einer Studie der Zeichnung der Offenbarung und der vorliegenden Ansprüche.

Zusammenfassend sieht die Erfindung eine mechanische Stirnflächendichtung vor, die einen Versteifungsring mit einem im allgemeinen "L-förmigen" Querschnitt und einem allgemein radial orientierten Teil umfaßt, der sich über einen Abstand "X" gemessen von einem allgemein axial orientierten Teil erstreckt. Ein Elastomerüberzug oder -mantel kapselt mindestens einen Teil des Versteifungsring ein. Ein Elastomerdichtring mit einer Dichtlippe ist benachbart zu einem Ende des allgemein radial orientierten Teils des "L-förmigen" Versteifungsrings angeordnet. Die Dichtlippe ist mit einem Radialabstand "Y" gemessen von dem allgemein axial orientierten Teil angeordnet. "Y" besitzt einen Wert in dem Bereich von ungefähr 0,9 mal "X" bis ungefähr 1,1 mal "X".


Anspruch[de]
  1. 1. Mechanische Stirnflächendichtung, die folgendes aufweist:

    Einen Versteifungsring mit einem allgemein "L-förmigen" Querschnitt mit einem allgemein radial orientierten Teil und einem allgemein axial orientierten Teil, wobei der allgemein radial orientierte Teil des "L-förmigen" Versteifungsrings sich über einen Abstand "X" erstreckt, der von dem allgemein axial orientierten Teil aus gemessen wird;

    einen Elastomerüberzug oder -mantel, der mindestens einen Teil des Versteifungsrings abdeckt oder einkapselt, wobei der Elastomerüberzug mit dem Versteifungsring verbunden ist;

    einen Elastomerdichtring mit einer Dichtlippe, wobei der Dichtring benachbart zu einem Ende des allgemein radial orientierten Teils des "L-förmigen" Versteifungsrings angeordnet ist, wobei der Dichtring und der Elastomerüberzug einen einheitlichen Aufbau besitzen; und

    wobei die Dichtlippe mit einem Radialabstand "Y" gemessen von dem allgemein axial orientierten Teil angeordnet ist, wobei der Abstand "Y" einen Wert in dem Bereich von ungefähr 0,9 mal "X" bis ungefähr 1,1 mal "X" besitzt.
  2. 2. Mechanische Stirnflächendichtung nach Anspruch 1, wobei der Elastomerüberzug im wesentlichen den Versteifungsring einkapselt.
  3. 3. Mechanische Stirnflächendichtung nach Anspruch 1, wobei der Elastomerüberzug den Versteifungsring vollständig einkapselt.
  4. 4. Mechanische Stirnflächendichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Elastomerüberzug aus Polyurethan hergestellt ist.
  5. 5. Mechanische Stirnflächendichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Dichtring und der Elastomerüberzug einen injektions- oder spritzgeformten einheitlichen Aufbau besitzen, wobei der Dichtring und der Elastomerüberzug aus demselben Material hergestellt sind.
  6. 6. Mechanische Stirnflächendichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Abstand "Y" einen Wert in dem Bereich von ungefähr 0,95 mal "X" bis ungefähr 1,05 mal "X" besitzt.
  7. 7. Mechanische Stirnflächendichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Abstand "Y" gleich dem Abstand "X" ist.
  8. 8. Mechanische Stirnflächendichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der allgemein axial orientierte Teil einen größeren Querschnitt besitzt als der allgemein radial orientierte Teil.
  9. 9. Mechanische Stirnflächendichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Versteifungsring aus Stahl hergestellt ist.






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