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Patent Searching and Data


Title:
SHAFT SEALING KIT AND SHAFT ASSEMBLY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/179955
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a shaft sealing kit (30) for a sealing gap formed between a shaft (12) and a machine part (14) engaging around the shaft (12), comprising a foam ring (34) made of an elastically deformable foam material, which can be arranged in the sealing gap (16). The shaft sealing kit also comprises an annular wringer (32) that can be arranged on the shaft (12) in a rotationally fixed manner, having a main body (36) away from which at least one lobe (38a, 38b) extends, which functions to locally compress the foam material of the foam ring in the assembled state of the shaft sealing kit. The invention also relates to a shaft assembly comprising a shaft sealing kit (30) of this type or comprising multiple shaft sealing kits (30) of this type.

Inventors:
CORNELI TOBIAS (DE)
JORDAN HOLGER (DE)
WILKE MANDY (DE)
Application Number:
PCT/EP2023/052922
Publication Date:
September 28, 2023
Filing Date:
February 07, 2023
Export Citation:
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Assignee:
TRELLEBORG SEALING SOLUTIONS GERMANY GMBH (DE)
International Classes:
F16J15/16; F16J15/00; F16J15/3228; F16J15/324; F16J15/3256; F16J15/3284
Domestic Patent References:
WO2000071912A22000-11-30
WO2023275141A12023-01-05
Foreign References:
GB2369412A2002-05-29
JP2017026072A2017-02-02
US4427201A1984-01-24
Attorney, Agent or Firm:
KOHLER SCHMID MÖBUS PATENTANWÄLTE PARTNERSCHAFTSGESELLSCHAFT MBB (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Wellendichtsatz (30) für einen zwischen einer Welle (12) und einem die Welle (12) umgreifenden Maschinenteil (14) ausgebildeten Dichtspalt, wobei die Welle und das Maschinenteil (14) relativ zueinander um eine Drehachse L verstellbar sind, aufweisend

- einen Schaumring (34) aus einem elastisch verformbaren

Schaummaterial, der im Dichtspalt (16) anordenbar ist; und

- einen auf der Welle (12) oder am Maschinenteil (14) drehfest anordenbaren Knetring (32) mit einem Grundkörper (36), von dem sich zumindest ein Nocken (38a, 38b) wegerstreckt, der im Montagezustand des Wellendichtsatzes (30) in den Schaumring (34) verdrängend eingreift.

2. Wellendichtsatz (30) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Knetring (32) mehrere Nocken (38a, 38b) aufweist, die in Umfangsrichtung des Knetrings (32) voneinander beabstandet angeordnet sind.

3. Wellendichtsatz (30) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Nocken (38a, 38b) Radial-Nocken (38a) sind.

4. Wellendichtsatz (30) gemäß Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Nocken (38a, 38b) Axial-Nocken (38b) sind.

5. Wellendichtsatz (30) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaumring (34) im Montagezustand des Wellendichtsatzes (30) durch jeden Nocken (38a, 38b) jeweils um zumindest 10% seiner radialen oder axialen Erstreckung (di, d2) komprimierbar ist.

6. Wellendichtsatz (30) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Nocken (38a, 38b) gerundet ausgeführt ist.

7. Wellendichtsatz (30) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Nocken (38a, 38b) des Knetrings (32) in ihrer Geometrie und/oder Größe übereinstimmen.

8. Wellendichtsatz (30) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Knetring (32) zumindest einen Stützflansch (44a, 44b) für den Schaumring (34) aufweist, der sich vom Grundkörper (36) des Knetrings (32) in einer radialen Richtung wegerstreckt.

9. Wellendichtsatz (30) gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Knetring (32) zwei Stützflansche (44a, 44b) aufweist, zwischen denen der Schaumring (34) im Montagezustand des Wellendichtsatzes (30) eingreift.

10. Wellendichtsatz (30) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Knetring (32) aus Metall, einem Kunststoff oder einem Verb rund Werkstoff besteht oder dass der Knetring ein Spritzgießteil ist.

11. Wellendichtsatz (30) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaummaterial des Schaumrings (34) zumindest abschnittsweise ein offenzelliger oder ein gemischtzelliger Schaumstoff ist.

12. Wellenanordnung (10) umfassend:

- ein erstes Maschinenteil in Form einer Welle (12) und ein die Welle (12) umgreifendes zweites Maschinenteil (14), die unter Ausbildung eines Dichtspalts (16) um eine Drehachse L relativ zueinander drehbar angeordnet ist; sowie

- zumindest einen Wellendichtsatz (30) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schaumring (34) des Wellendichtsatzes (30) im Dichtspalt (16) angeordnet und vorzugsweise an einem der beiden Maschinenteile drehfest ist und der Knetring (32) am jeweilig anderen Maschinenteil (14) drehfest angeordnet sind, derart, dass der Schaumring (34) bei sich drehender Welle (12) durch jeden Nocken (38a, 38b) des Knetrings (32) in Drehrichtung der Welle fortschreitend komprimiert wird. Wellenanordnung (10) gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaumring (34) den Knetring (32) vollumfänglich kontaktiert oder in Umfangsrichtung abschnittsweise von diesem beabstandet ist; Wellenanordnung (10) gemäß Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenanordnung (10) zumindest einen Dichtring (20) mit einer Dichtkante (26) umfasst, die an der Welle (12) umlaufend dynamisch dichtend anliegt. Wellenanordnung (10) gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellendichtsatz (30) bezüglich des Dichtrings (20) in einer axialen Richtung zur Außenseite N des Dichtspalts (16) hin versetzt angeordnet ist. Wellenanordnung (10) gemäß einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellendichtsatz (30) bezüglich des Dichtrings (20) in einer axialen Richtung zur Innenseite H des Dichtspalts hin versetzt angeordnet ist. Wellenanordnung (10) gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenanordnung (10) mehrere Dichtringe (20) aufweist, die in einer axialen Richtung hintereinanderliegend angeordnet sind, wobei zwischen zwei paarweise nebeneinanderliegenden Dichtringen (20) jeweils ein Wellendichtsatz (30) angeordnet ist. Wellenanordnung (10) gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Schaumring (34) mit seinen beiden Seitenflanken jeweils an einem der Dichtringe, insbesondere über seine gesamte Radialerstreckung, formschlüssig anliegt. Wellenanordnung (10) gemäß einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Schaumring (34) außenumfangsseitig in einer radialen Richtung mittelbar oder unmittelbar am zweiten Maschinenteil (14) abgestützt ist. Wellenanordnung (10) gemäß einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Dichtring (20) und der Schaumring (34) eines jeden Wellendichtsatzes (30) gemeinsam in einem als Montagehülse ausgebildeten Maschinenteil (14) gehalten angeordnet sind.

Description:
Wellendichtsatz und Wellenanordnung

Die Erfindung betrifft einen Wellendichtsatz und eine Wellenanordnung. Bei Wellenanordnungen, etwa im Antriebsstrang von Baufahrzeugen, bei Werkzeugmaschinen, elektrischen Handwerkzeugen und dergl. muss ein Eindringen von Verunreinigungen in den Lager- bzw. Dichtspalt zuverlässig vermieden werden, um Funktionsstörungen zu vermeiden und eine ausreichende Standzeit der Wellenanordnung zu gewährleisten. In der Praxis werden hierfür z. B. Stopfdichtungen, Labyrinthdichtungen sowie mehrstufige Dichtungssysteme mit mehreren hintereinanderliegend angeordneten Dichtringen eingesetzt.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Wellendichtsatz sowie eine Wellenanordnung anzugeben, die einerseits eine große Einsatzbreite aufweisen und welche einen nochmals zuverlässigeren Schutz gegenüber in den Lager- bzw. Dichtspalt eindringende Verunreinigungen ermöglichen.

Die den Wellendichtsatz betreffende Aufgabe wird durch einen Wellendichtsatz mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Die erfindungsgemäße Wellenanordnung weist die in Anspruch 12 angegebenen Merkmale auf. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen sowie in der Beschreibung angegeben.

Der erfindungsgemäße Wellendichtsatz ist für einen zwischen einer Welle und einem die Welle umgreifenden Maschinenteil ausgebildeten Dichtspalt vorgesehen und weist einen Schaumring aus einem elastisch verformbaren Schaumstoff auf, der im abzudichtenden Dichtspalt anordenbar ist. Der Wellendichtsatz umfasst ferner einen Knetring. Der Knetring ist im Gegensatz zum Schaumring auf der Welle oder an dem die Welle umgreifenden Maschinenteil drehfest anordenbar bzw. befestigbar und umfasst einen Grundkörper, von dem sich zumindest ein Nocken wegerstreckt. Der Nocken dient im Montagezustand des Wellendichtsatzes einem Kontaktieren und lokalen Komprimieren, d. h. Verformen, des Schaummaterials des Schaumrings. Im Betriebseinsatz dreht sich der Knetring gemeinsam mit der Welle mit und der zumindest eine Nocken greift in den Schaumring (zerstörungsfrei) ein und komprimiert diesen in Umlaufrichtung fortschreitend, knetet diesen mithin durch. Das Schaummaterial bzw. der Schaumstoff des Schaumrings besteht aus einem Kunststoff und ist geeignet, auf der Außenseite anfallende flüssige und partikuläre Verunreinigungen von einem weiteren Eindringen in den Dichtspalt zurückzuhalten, mithin ggf. bereits in den Dichtspalt eingedrungene Verunreinigungen sowie auch im Dichtspalt vorhandenes Schmiermittel aufzunehmen. Der Schaumring kann mithin als Dichtelement, als Filter sowie als Schmiermittelreservoir dienen. Durch das aus der Drehung der Welle abgeleitete Kneten des Schaumrings kann dieser Schmiermittel lokal abgeben und aufsaugen (ab- und adsorbieren). Dadurch kann der Dichtabschnitt eines benachbart angeordneten Dichtrings der Wellenanordnung zuverlässig geschmiert und so deren Standzeit sowie Dichtfunktion verbessert werden. Besonders bevorzugt weist der Knetring mehrere Nocken auf. Die Nocken sind dabei vorteilhaft in Umfangsrichtung, bevorzugt regelmäßig, voneinander beabstandet angeordnet. Dadurch kann das Kneten bzw. Komprimieren und die darauffolgende Relaxation des Schaumrings höherfrequent und effektiver realisiert werden.

Der zumindest eine Nocken des Knetrings kann als ein Radial-Nocken oder als ein Axial-Nocken ausgeführt sein. Als Radial-Nocken erstreckt sich dieser in einer zur Zentralachse des Knetrings radialen Richtung vom Grundkörper des Knetrings weg. Als Axial-Nocken erstreckt sich dieser in dazu korrespondierender Weise in einer axialen Richtung vom Grundkörper des Knetrings weg. Durch einen Radial- Nocken kann der Schaumring in einer radialen Richtung und durch einen Axial- Nocken in einer axialen Richtung komprimiert werden.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann der Knetring mehrere der vorstehend erläuterten Nocken aufweisen. Zumindest ein Teil der Nocken kann als Radialnocken und/oder als Axialnocken ausgeführt sein. Weist der Knetring sowohl Axial- als auch Radialnocken auf, so kann dadurch eine besonders wirksame Kompression, d. h. ein besonders effizientes Komprimieren bzw. Durchkneten, des Schaumrings erreicht werden. Im Schaumring ad- bzw. absorbiertes Schmiermittel kann auf diese Weise besonders wirkungsvoll aus dem Schaumring herausgepresst werden.

Nach der Erfindung kann zumindest ein Teil der Nocken des Knetrings in Geometrie und/oder Größe übereinstimmen. So kann der Knetring beispielsweise zwei Gruppen von Nocken aufweisen, die sich in ihrer Größe und/oder Geometrie voneinander unterscheiden. Dadurch kann das Saug- und Abgabeverhalten des Schaumrings bezüglich Fluiden sowie partikulären Verunreinigungen gezielt beeinflusst werden.

Besonders vorteilhaft ist der Schaumring im Montagezustand des Wellendichtsatzes durch jeden Nocken des Knetrings jeweils um zumindest 10%, bevorzugt zumindest 15 %, seiner radialen bzw. axialen Erstreckung komprimierbar. Dadurch wird eine besonders effektives Saug- und Abgabeverhalten des Schaumrings erreicht.

Nach der Erfindung ist jeder einzelne Nocken bevorzugt gerundet ausgeführt, um im Betriebseinsatz ein unerwünschtes mechanisches Beschädigen des Schaumrings bzw. ein unerwünschtes Mitdrehen des Schaumrings zu vermeiden.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist der Knetring zumindest einen Stützflansch (um den Schaumring in axialer Richtung abzustützen) für den Schaumring auf, der sich vom Grundkörper des Knetrings in einer radialen Richtung wegerstreckt. Der Stützflansch ist dem Knetring aus fertigungstechnischen Gesichtspunkten vorteilhaft angeformt. Dadurch kann der Knetring als ein kostengünstig zu fertigendes Spritzgießteil ausgeführt sein.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist der Knetring zwei Stützflansche auf, zwischen denen der Schaumring anordenbar ist. Der Knetring bildet so eine Ringnut für den Schaumring, durch die der Schaumring in einer axialen Richtung relativ zum Knetring lagefixierbar ist.

Ist der Knetring mit Axialnocken versehen, kann sich der Schaumring an einer der Seitenflansche des Knetrings abstützen. Dieser Seitenflansch dient dem Schaumring mithin als ein axiales Widerlager.

Der Knetring kann nach der Erfindung aus Metall, einem Kunststoff oder auch aus einem Verbundwerkstoff bestehen. Es versteht sich, dass das Material des Knetrings bevorzugt ein größeres E-Modul aufweist, als das Schaummaterial des Schaumrings.

Der Knetring kann insbesondere aus einem zähelastisch verformbaren Kunststoff bestehen. Hier kommen beispielsweise Polyaminde (z. B. PA6), Acrylnitril- Butadien-Styrol-Copolymere, Polycarbonate (PC) usw. in Betracht. Das Schaummaterial des Schaumrings ist nach der Erfindung bevorzugt zumindest abschnittsweise offenzellig (= offenporig) oder gemischt offen-geschlossenzellig (= gemischt offen-geschlossenporig) ausgebildet. Das Schaummaterial kann beispielsweise ein Polyethylen ( = PE-) Schaum oder ein Polyurethan- (PU-)Schaum sein.

Die erfindungsgemäße Wellenanordnung umfasst: ein erstes Maschinenteil in Form einer Welle und ein die Welle umgreifendes zweites Maschinenteil, wobei die beiden Maschinenteile unter Ausbildung eines Dichtspalts voneinander beabstandet angeordnet und um eine Drehachse relativ zueinander drehbar angeordnet sind; und zumindest einen vorstehend erläuterten Wellendichtsatz, wobei der Schaumring im Dichtspalt und der Knetring auf der Welle oder am zweiten Maschinenteil drehfest angeordnet ist, derart, dass der Schaumring bei einer Relativbewegung der beiden Maschinenteile durch die Nocken des Knetrings in Drehrichtung fortschreitend komprimiert wird.

Bei der erfindungsgemäßen Wellenanordnung wird also das Zusammenwirken des Knetrings mit dem Schaumring für ein umlaufendes Durchkneten des Schaumrings ausgenutzt. In der Folge kann der Schaumring aufgenommenes Schmiermittel sowie Verunreinigungen wie Fluide und Partikel abgeben und nach erfolgter Entlastung seines jeweiligen lokalen Kompressionsbereichs lokal wieder aufnehmen bzw. aufsaugen. Am Schaumring adsorbierte oder mechanisch verhakte Verunreinigungen können bei einer ausreichend großen Drehzahl der Welle vom Schaumring weggespült werden. Der Schaumring kann an dem jeweilig anderen Maschinenteil, an dem der Knetring nicht befestigt ist, drehfest, insbesondere geklemmt, gehalten angeordnet sein.

Nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kontaktiert die Oberfläche des Knetrings zwischen dessen einzelnen Nocken den Schaumring ohne diesen zu komprimieren oder ist von diesem beabstandet angeordnet. Dadurch wird dem Schaumring die Möglichkeit gegeben, sich nach erfolgter Kompression durch einen Nocken des Knetrings aufgrund des ihm innewohnenden elastischen Rückstellvermögens erneut zu entfalten bzw. in seine Ausgangsform zurückzuverformen.

Die Wellenanordnung umfasst nach der Erfindung vorzugsweise einen Dichtring mit einem dynamischen Dichtabschnitt bzw. einer Dichtkante, der/die an der Welle umlaufend dynamisch dichtend anliegt. Der Wellendichtsatz kann bezüglich dieses Dichtrings in einer axialen Richtung zur Schmutz- bzw. Außenseite des Dichtspalts hin versetzt angeordnet sein. In diesem Fall kann der Schaumring sozusagen als erste Schutzbarriere gegen in den Dichtspalt eindringende Verunreinigungen dienen.

Nach einer alternativen Weiterbildungsform der Erfindung ist der Wellendichtsatz bezüglich des Dichtrings in einer axialen Richtung zur Innen- oder Reinseite des Dichtspalts hin versetzt angeordnet. Hier kann der Schaumring als Schmiermittelreservoir sowie als Schmutzbarriere für Verunreinigungen dienen, die im Dichtspalt anfallen (Abrieb, Ölkohle etc.) bzw. die die Dichtung überwunden haben.

Besonders bevorzugt weist die Wellenanordnung mehrere Dichtringe auf, die in einer axialen Richtung voneinander beabstandet angeordnet sind, wobei zwischen zumindest zwei oder allen paarweise nebeneinanderliegenden Dichtringen jeweils ein Wellendichtsatz angeordnet ist. Jeder Schaumring eines Wellendichtsatzes kann dabei mit seinen beiden Seitenflanken jeweils an einem der Dichtringe, insbesondere über seine gesamte Radialerstreckung, formschlüssig anliegen. Der Schaumring kann dadurch eine (gewisse) Abstützfunktion für die Dichtringe aufweisen. Darüber hinaus kann so jeder Schaumring auf einfache konstruktive Weise in seiner vorgegebenen axialen Position relativ zur Welle lagefixiert werden. Ist der Schaumring unter einer axialen Vorspannung (Vorkompression) zwischen jeweils zweien der Dichtringe (geklemmt) gehalten angeordnet, so kann dadurch auch einem unerwünschten Mitdrehen des Schaumrings mit der Welle zuverlässig entgegengewirkt werden. Nach der Erfindung kann jeder Schaumring außenumfangsseitig in einer radialen Richtung mittelbar oder unmittelbar am zweiten Maschinenteil bzw. an einer Montagehülse abgestützt sein.

Erfindungsgemäß kann jeder Dichtring und der Schaumring eines jeden Wellendichtsatzes gemeinsam in einem als Montagehülse ausgebildeten Maschinenteil angeordnet sein. Die Montagehülse kann an einem weiteren Gehäuseteil oder dergleichen montiert sein. Derlei Montagehülsen können aus unterschiedlichen Materialien, etwa Metall, einem zäh- oder selbst gummielastisch verformbaren Kunststoff sowie auch einem Verbundwerkstoff bestehen. Durch eine solche Montagehülse kann die Lagerung und Montage der einzelnen Bauteile erheblich vereinfacht werden. Dies ist für die Herstellungskosten von Vorteil.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine erste Wellenanordnung mit einer Welle, einem die Welle beabstandet umgreifenden Maschinenteil, einem ersten und einem zweiten Dichtring sowie einem zwischen den beiden Dichtringen angeordneten Wellendichtsatz mit einem im Dichtspalt angeordneten Schaumring und mit einem auf der Welle drehfest angeordneten Knetring, der mit dem Schaumring zusammenwirkt, in einer ausschnittsweisen Schnittdarstellung;

Fig. 2 einen Knetring in einer perspektivischen Ansicht;

Fig. 3 eine zweite Wellenanordnung, die sich von der in Fig. 1 gezeigten Wellenanordnung im Wesentlichen durch Dichtringe mit unterschiedlicher Dichtrichtung unterscheidet; Fig. 4 eine dritte Wellenanordnung mit drei Dichtringen, die in axialer Richtung hintereinanderliegend angeordnet sind, wobei zwischen jeweils zwei der Dichtringe ein Wellendichtsatz angeordnet ist;

Fig. 5 eine vierte Wellenanordnung mit vier geleichgerichtet wirkenden Dichtringen, die in axialer Richtung hintereinanderliegend angeordnet sind, wobei zwischen jeweils zwei der Dichtringe ein Wellendichtsatz angeordnet ist;

Fig. 6 eine Wellenanordnung mit einem herkömmlichen Dichtring mit Abstreiflippe, der mit seiner Dichtlippe federvorgespannt an der Welle umlaufend dynamisch dichtend anliegt und mit einem in axialer Richtung zur Außenseite hin dem Dichtring vorgeschaltet angeordneten Wellendichtsatz;

Fig. 7 einen Knetring mit mehreren Radial-Nocken, die in Umfangsrichtung des Knetrings voneinander beabstandet angeordnet sind, und mit zwei Seitenflanschen in einer perspektivischen Ansicht;

Fig. 8 den Knetring gemäß Fig. 7 in einer Seitenansicht;

Fig. 9 einen Knetring mit Radial- und Axial-Nocken sowie mit zwei Seitenflanschen, in einer perspektivischen Ansicht;

Fig. 10 den Knetring gemäß Fig. 9, in einer Schnittdarstellung; und

Fig. 11 einen Knetring mit Radial-Nocken und mit einem in radialer Richtung über die Radial-Nocken hinauserstreckendem Seitenflansch.

Fig. 1 zeigt eine Wellenanordnung 10 umfassend eine Welle 12, ein die Welle 12 umgreifendes Maschinenteil 14, beispielsweise in Form eines Wellengehäuses oder einer Montagehülse. Die Welle 12 ist von dem Maschinenteil 14 unter Ausbildung eines Lager- bzw. Dichtspalts 16 beabstandet angeordnet und um eine mit L bezeichnete Drehachse rotierbar gelagert. Das Maschinenteil 14 weist eine Haltenut 18 auf. Zur Abdichtung einer Innenseite H des Dichtspalts 16 gegenüber einer Außenseite N des Dichtspalts 16 dienen ein oder mehrere Dichtringe 20. Unter dem Begriff Dichtring werden auch sogenannte Abstreifringe verstanden. Die Dichtringe 20 sind mit ihren Montage- oder Fußabschnitten 22 jeweils in der Haltenut 18 des Maschinenteils 14 gehalten angeordnet. Die Dichtringe 20 weisen jeweils eine am Halteabschnitt angeformte Dichtlippe 24 mit einer Dichtkante 26 auf, die an der Welle 12 vollumfänglich dynamisch dichtend anliegt. Die Dichtkanten 24 weisen hier übereinstimmende Wirk- bzw. Dichtrichtungen S t , S 2 (zur Außenseite) auf. Die Dichtringe 20 sind durch ein zwischen den Fußabschnitten 22 angeordnetes Klemmelement 28 auf Abstand gehalten. Das Klemmelement 28 ist in axialer Richtung zwischen den Fußabschnitten 22 der beiden Dichtringe 20 angeordnet. Das Klemmelement 28 ist vorzugsweise ringförmig geschlossen ausgeführt und umfasst vorzugsweise ein Material mit einem größeren E-Modul als das Material der Dichtringe 20.

Weiterhin ist zwischen den Dichtlippen 24 der Dichtringe 20 ein insgesamt mit 30 bezeichneter Wellendichtsatz angeordnet. Der Wellendichtsatz 30 ist in einer radialen Richtung durch das Klemmelement 28 und die Welle begrenzt. Der Wellendichtsatz 30 umfasst einen Knetring 32 und einen Schaumring 34. Der Knetring 32 ist auf der Welle 12 drehfest und axial lagefixiert angeordnet. Der Knetring 32 kann diesbezüglich insbesondere im Klemmsitz oder durch eine Klebeverbindung auf der Welle befestigt sein. Der Schaumring 34 ist zwischen den beiden Dichtringen 20, hier dessen Dichtlippen 24 und zusätzlich zwischen den beiden Fußabschnitten 22 angeordnet. Der Schaumring 34 kann beiderseitig an den Dichtringen 20 nahezu über seine gesamte radiale Erstreckung umlaufend anliegen. Der Schaumring liegt darüber hinaus in einer radialen Richtung außenseitig über das Klemmelement 28 am Maschinenteil 14 an und stützt sich an diesem ab. Der Schaumring 34 liegt hier in radialer Richtung innenseitig am Knetring 32 an. Gemäß der in Fig. 2 gezeigten freigestellten perspektivischen Ansicht des Knetrings 32 umfasst der Knetring 32 einen Grundkörper 36, an dem Vorsprünge oder Radial-Nocken 38a angeordnet, insbesondere angeformt sind. Die Radial- Nocken 38a erstrecken sich hier jeweils in einer zur Zentralachse Z des Knetrings 32 radialen Richtung vom Grundkörper 36 weg. Die Radial-Nocken 38a sind hier gerundet und baugleich ausgeführt, können sich aber auch in ihrer Größe und Geometrie voneinander unterscheiden. Zu beachten ist, dass die Zentralachse des Knetrings 32 sowie die Drehachse L der Wellenanordnung im Montagezustand des Knetrings zusammenfallen.

Der Knetring 32 kann aus Metall, einem, bevorzugt zähelastisch verformbaren, Kunststoff oder einem Verbundwerkstoff bestehen. Auch kann der Knetring 32 gemäß einer in der Zeichnung nicht näher gezeigten Ausführungsform mehrteilig, insbesondere zweiteilig, ausgeführt sein, um dessen Montage auf der Welle 12 weiter zu vereinfachen. Der Knetring 32 kann bei dieser Ausführungsform beispielsweise zwei Halbschalen (in der Zeichnung nicht gezeigt) umfassen, die durch Rastmittel miteinander verrastbar sind. Der Wellendichtsatz ist grundsätzlich auch bei existierenden Wellen nachrüstbar.

In dem in Fig. 1 gezeigten Montagezustand des Wellendichtsatzes 30 greifen die Radial-Nocken 38a des Knetrings 32 in das Schaummaterial des Schaumrings 34 verdrängend ein. Der Schaumring 34 ist durch jeden Radial-Nocken 38a des Knetrings 32 lokal jeweils um zumindest 10 % seiner hier relevanten - radialen - Erstreckung di komprimierbar. Dreht sich die Welle 12 um die Drehachse L, so rotiert der Knetring 32 gemeinsam mit der Welle 12 um die Drehachse L. Die Radial-Nocken 38a des Knetrings 32 werden dadurch unter Verformung des Schaumrings 34 in der jeweiligen Drehrichtung der Welle 12 durch das Schaummaterial des Schaumrings 34 bewegt. Der Schaumring 34 wird mithin durchgeknetet. Ist der Schaumring 34 mit einem im Dichtspalt typischerweise angeordneten Schmiermittel getränkt, so kann dadurch das Schmiermittel teilweise aus dem Schaumring 34 verdrängt, d.h. herausgequetscht werden. Wandert der jeweilige Radial-Nocken 38a weiter, so kann sich der Schaumring 34 lokal an der vorherigen Position des jeweiligen Radial-Nockens 38a im Schaumring 34 wieder entspannen, d. h. aufgrund seines ihn innewohnenden elastischen Rückstellvermögens in seine Ausgangsform zurückverformen.

Die Wellenanordnung 10 kann einen Ausblas- oder Auslasskanal 40 aufweisen, über den der Schaumring 34 und die Außenseite H miteinander fluidisch verbunden sind. Der Auslasskanal 40 kann sich gemäß Fig. 1 von der Außenseite H durch das Maschinenteil 14, den der Außenseite nächstliegenden ersten Dichtring 20 bis zur Basis des Schaumrings 34 erstrecken. Über den Auslasskanal 40 können Schmiermittel sowie partikuläre Verunreinigungen aus dem Schaumring 34 zur Außenseite H hin abgeführt werden. Dies entspricht einer Eine Selbstreinigung des Lagers bzw. Dichtspalts 16. Der Ausblaskanal kann mit einem unidirektionalen Ventil 41 versehen sein. Durch das Ventil kann ein unerwünschtes Eindringen von Verunreinigungen über den Auslasskanal 40 in den Dichtspalt 16 verhindert werden.

Das Maschinenteil 14 kann bei Bedarf auch durch eine Montagehülse gebildet sein. Die Montagehülse kann aus einem dem Fachmann geläufigen zäh- oder gummielastisch verformbaren Material bestehen.

Fig. 3 zeigt eine weitere Wellenanordnung 10, die sich von der in Fig. 1 gezeigten im Wesentlichen dadurch unterscheidet, dass die beiden Dichtringe 20 einander entgegengerichtete Dichtrichtung Si, S 2 aufweisen.

Die Wellenanordnung kann gemäß den Fign. 4 und 5 auch drei oder mehr Dichtringe 20 mit übereinstimmender oder auch z. T. entgegengerichteter Wirk- bzw. Dichtrichtung Si, S 2 , S 3 (Fig. 4) aufweisen. Zu beachten ist, dass zwischen jeweils zweien der Dichtringe 20 ein Wellendichtsatz 30 angeordnet sein kann. Der Schaumring 34 eines jeden Wellendichtsatzes 30 kann in axialer Richtung beiderseitig an den dem jeweiligen Schaumring 34 zugeordneten Dichtringen 20 anliegen.

Fig. 6 zeigt eine Wellenanordnung 10, bei der der Wellendichtsatz 30 relativ zu dem Dichtring 20 bzw. den Dichtringen 20 der Wellenanordnung 10 beispielhaft in axialer Richtung zur Außenseite N hin versetzt angeordnet ist. Der Wellendichtsatz 30 ist mithin dem Dichtring 20 außenseitig vorgeschaltet. Der Wellendichtsatz 30 kann zumindest ein oder gemäß Fig. 6 auch zwei Schaumringe 34 aufweisen, die in axialer Richtung voneinander beabstandet angeordnet sind. Zwischen den Schaumringen 34 sowie zwischen dem Seitenflansch 44b und dem angrenzenden Schaumring 34 kann jeweils ein Halte- bzw. Spacerring 42 angeordnet sein. Der Knetring 32 für den bzw. die Schaumringe 34 außenseitig einen ersten Stützflansch 44a und innenseitig einen zweiten Stützflansch 44b aufweisen.

Gemäß der freigestellten Detailansicht des Knetrings 32 den Fign. 7 und 8 erstreckt sich jeder Stützflansch 44 vom Grundkörper 36 des Knetrings 32 in einer radialen Richtung nach außen weg. Der außenseitige Stützflansch 44a kann dabei den inneren zweiten Stützflansch 44b in radialer Richtung überragen.

Der Wellendichtsatz 30 ist gemäß Fig. 6 gemeinsam mit dem Dichtring 20 in der Haltenut 18 des Maschinenteils 14 (bzw. der Montagehülse) angeordnet. Die Haltenut 18 ist außenseitig durch eine Nutflanke 18a begrenzt. Zwischen der Nutflanke 18a und dem Knetring 32 ist ein (schmaler) Fluidkanal 46 angeordnet, der zur Außenseite N offen ist und mit den Schaumringen 34 des Wellendichtsatzes 30 eine Art Labyrinthdichtung bildet. Der Dichtring 20 kann jedwede gängige Formgebung aufweisen und wie in Fig. 6 gezeigt einen Fußabschnitt 22 und eine druckaktivierbare Dichtlippe 24 mit einer Dichtkante 26 aufweisen, die mittels eines Vorspannelements 48, insbesondere einer Wurmfeder, gegen die Welle 12 dichtend vorgespannt ist. Es versteht sich, dass der Dichtring 20 eine Armierungseinlage usw. aufweisen kann.

Fign. 9 und 10 zeigen einen weiteren Knetring 32 in einer freigestellten Ansicht. Der Knetring 32 weist sowohl Radial-Nocken 38a als auch Axial-Nocken 38b auf und kann beispielsweise bei der in Fig. 6 gezeigten Wellenanordnung eingesetzt werden. Axial- und/oder Radial-Nocken 38a, 38b können in Umfangsrichtung jeweils regelmäßig oder auch unregelmäßig voneinander beabstandet angeordnet sein. Auch können die Radial-Nocken 38a und die Axial-Nocken 38b in Ihrer Größe bzw. Geometrie übereinstimmen oder sich voneinander unterscheiden. Die Radial- Nocken 38a können zu den Axial-Nocken 38b zumindest teilweise auf Lücke angeordnet sein und/oder mit diesen in axialer Richtung fluchten. Die Radial- Nocken 38a sind geeignet, die in Fig. 6 gezeigten Schaumringe 34 in radialer Richtung ihrer Erstreckung di um zumindest 10 % zu komprimieren. Die Axial- Nocken sind in dazu entsprechender Weise geeignet, den in Fig. 6 linken Schaumring lokal um 10 % seiner axialen Erstreckung d 2 zu komprimieren.

Fig. 11 zeigt einen weiteren Knetring 32, der sich von der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform des Knetrings 32 im Wesentlichen darin unterscheidet, dass der Knetring 32 nur einen Stützflansch 44a, 44b aufweist.

Die Erfindung betrifft zusammenfassend einen Wellendichtsatz (30) für einen zwischen einer Welle (12) und einem die Welle (12) umgreifenden Maschinenteil (14) ausgebildeten Dichtspalt, aufweisend einen Schaumring (34) aus einem elastisch verformbaren Schaummaterial, der im Dichtspalt (16) anordenbar ist. Der Wellendichtsatz umfasst weiter einen auf der Welle (12) drehfest anordenbaren Knetring (32) mit einem Grundkörper (36), von dem sich zumindest ein Nocken (38a, 38b) wegerstreckt, der im Montagezustand des Wellendichtsatzes einem lokalen Komprimieren des Schaummaterials des Schaumrings dient, die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Wellenanordnung mit einem solchen Wellendichtsatz (30) oder mit mehreren solcher Wellendichtsätze (30).