DE102008015898A1

DE102008015898A1 - Radialwellendichtring sowie Gehäuse mit einer austretenden Welle

Info

Publication number: DE102008015898A1
Application number: DE200810015898
Authority: DE
Inventors: Thilo Dipl.-Ing. Ebinger; Bernd Dipl.-Ing. Seifried
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2008-03-27
Filing date: 2008-03-27
Publication date: 2009-10-01

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Radialwellendichtring (200) sowie ein Gehäuse mit einer austretenden Welle (206). Um einen Radialwellendichtring (200) zur Verfügung zu stellen, der trocken verbaubar ist, ist gemäß der Erfindung bei einem Radialwellendichtring (200) vorgesehen, dass eine radial umlaufende Stufe (228) derart ausgebildet ist, dass bei einem Fügevorgang der Versteifungsring (208) mit dem Haltebereich (226) zeitlich vor dem Elastomerkörper (210) mit dem ersten Dichtbereich (230) an dem Gehäuseteil (204) zur Anlage kommt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Radialwellendichtring sowie ein Gehäuse mit einer austretenden Welle.
Aus der gattungsgemäßen DE 101 36 169 34 sind ein Radialwellendichtring, der aus einem stählernen Versteifungsring überzogen mit einem Elastomerkörper besteht, und ein Gehäuse mit einer austretenden Welle bekannt.
Ebenso ist in der DE 102 33 509 A1 ein Radialwellendichtring beschrieben, der einen Grundkörper aus einem stählernen Versteifungsring aufweist, der mit einem Elastomerkörper überzogen ist. Die Montage eines solchen Radialwellendichtrings erfordert aufgrund der Reibung zwischen dem Elastomerkörper und einem Gehäuseteil die Verwendung eines Gleitmittels, so dass nach der Montage Gleitmittelrückstände auftreten können, die als Fehlfunktion des Radialwellendichtrings fehl interpretiert werden und zu unnötigen Wartungsarbeiten führen können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Radialwellendichtring zur Verfügung zu stellen, der trocken verbaubar ist. Ferner soll ein Gehäuse mit einer austretenden Welle zur Verfügung gestellt werden, das sich einfacher aufbauen lässt.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen der Ansprüche 1 bzw. 8.
Gemäß der Erfindung ist bei einem Radialwellendichtring nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 vorgesehen, dass eine radial umlaufende Stufe derart ausgebildet ist, dass bei einem Fügevorgang der Versteifungsring mit dem Haltebereich zeitlich vor dem Elastomerkörper mit dem ersten Dichtbereich an dem Gehäuseteil zur Anlage kommt.
Gemäß der Erfindung ist also der Radialwellendichtring so gestaltet, dass der Elastomerkörper, welcher auch als Gummierung bezeichnet werden könnte, voraus montiert wird, und dennoch der Versteifungsring zuerst zum Tragen kommt. Dies führt zu einer verminderten Belastung des Elastomerkörpers, der dadurch seine Dichtfunktion besser erfüllen kann. Darüber hinaus ist der Weg, den der Elastomerkörper gegenüber dem Gehäuseteil zu verlagern ist, gegenüber dem Stand der Technik erheblich verkürzt, so dass auf ein Schmiermittel, welches den Elastomerkörper gegen Abrieb schützt, verzichtet werden kann. Der kurze Verlagerungsweg des Elastomerkörpers reduziert darüber hinaus die Gefahr eines Verkantens oder Verkippens während der Montage.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Stufe derart ausgebildet, dass ein Stufensitz ausgebildet ist, der eine radial innere erste Zylinderfläche als Dichtfläche des Radialwellendichtrings und eine radial äußere zweite Zylinderfläche als Sitzfläche des Versteifungsrings aufweist. Dadurch wird für den Elastomerkörper in dem Gehäuseteil ein kurzer Gleitweg bei der Montage erreicht. Darüber hinaus wird so ferner eine gute Vorzentrierung des Versteifungsrings in dem Gehäuse erreicht.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Elastomerkörper einen umlaufenden Zylinderabschnitt aufweist, der einen radial innen liegenden Zylinderabschnitt des Versteifungsrings radial außen mindestens teilweise überdeckend angeordnet ist. Dadurch kann bei einem geringen Materialaufwand ein sehr großer Dichtbereich zur Verfügung gestellt werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Versteifungsring einen nach außen weisenden, vorzugsweise als Kreisscheibe ausgebildeten Positionieranschlag aufweist. Dies erleichtert die Montage.
Um die Herstellung eines erfindungsgemäßen Radialwellendichtrings zu erleichtern, ist gemäß weiteren bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung vorgesehen, dass der Versteifungsring als Blechkörper, vorzugsweise als Stahlblechkörper gefertigt ist, und dass der Elastomerkörper als Spritzgusskörper, vorzugsweise als ein den Versteifungsring mindestens teilweise einbettender Spritzgusskörper gefertigt ist.
Zur Erhöhung der Dichtwirkung an einer Welle ist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ferner vorgesehen, dass an dem zweiten Dichtbereich eine Schlauchfeder angeordnet ist.
Die Vorteile der Erfindung zeigen sich auch an einem Gehäuse mit einer austretenden Welle, wenn an diesem ein Radialwellendichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildet ist. Daher wird auch für ein Gehäuse mit einer austretenden Welle selbstständig Schutz beansprucht. Hinsichtlich der Wirkungsweisen und Vorteile wird auf die entsprechende Beschreibung des Radialwellendichtrings Bezug genommen und ausdrücklich verwiesen.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist an einem Gehäuseteil des Gehäuses ein Stufensitz ausgebildet, der eine radial innere erste Zylinderfläche als Dichtfläche für den ersten Dichtbereich des Radialwellendichtrings und eine radial äußere zweite Zylinderfläche als Sitzfläche für den Versteifungsring aufweist. Dadurch wird für den Elastomerkörper in dem Gehäuseteil ein kurzer Gleitweg bei der Montage erreicht. Darüber hinaus wird so ferner eine gute Vorzentrierung des Versteifungsringes in dem Gehäuse erreicht.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Dabei zeigen:
1 eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Radialwellendichtrings als Teil eines Gehäuses mit austretender Welle gemäß einer bevorzugten Ausführungsform und
2 einen Radialwellendichtring gemäß dem Stand der Technik.
In 1 ist ein Radialwellendichtring 200 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gezeigt, welcher einen Zwischenraum 202 zwischen einem Gehäuseteil 204 und einer Welle 206 abdichtend überbrückt. Der Radialwellendichtring 200 weist einen Versteifungsring 208 auf, der als Tiefziehteil aus Stahlblech mit einheitlicher Wandstärke gefertigt ist und daher auch als Blechkörper bezeichnet werden kann. Der Versteifungsring 208 ist teilweise in einen Elastomerkörper 210 eingebettet.
Der Versteifungsring 208 weist im Querschnitt global betrachtet einen s-förmig gespiegelten Verlauf auf, wodurch der Versteifungsring 208 formstabil gestaltet ist. Dabei sind von radial außen nach innen aufeinander folgend zunächst ein als Kreisscheibe ausgebildeter Positionieranschlag 212, ein erster Zylinderabschnitt 214, ein zweiter Zylinderabschnitt 216, ein erster Scheibenabschnitt 218, ein dem Verlauf einer Kegelmantelfläche folgender Verbindungsabschnitt 220, ein zweiter Scheibenabschnitt 222 sowie ein Dichtbereichs-Führungsabschnitt 224 ausgebildet. Die einzelnen Abschnitte des Versteifungsrings 208 gehen jeweils mit fertigungsbedingten Biegeradien ineinander über.
Der erste Zylinderabschnitt 214 dient als Haltebereich 226, und er befindet sich axial versetzt zu dem zweiten Zylinderabschnitt 216, wobei der Außendurchmesser des ersten Zylinderabschnitts 214 größer ist als der Außendurchmesser des zweiten Zylinderabschnitts 216. Dadurch ist an dem Versteifungsring 208 eine Stufe 228 ausgebildet.
Das Gehäuse 204 weist eine gestufte Sitzbohrung 250 auf, wobei eine innere Zylinderkontur 252 gegenüber einer äußeren Zylinderkontur 254 einen kleineren Innendurchmesser aufweist. Die innere Zylinderkontur 252 dient als Dichtfläche für den umlaufenden Zylinderabschnitt 238 des Elastomerkörpers 210, und die äußere Zylinderkontur 254 dient als Sitzfläche für den ersten Zylinderabschnitt 214, der einen Haltebereich 226 darstellt.
Mit der äußeren Oberfläche des ersten Zylinderabschnittes 214 liegt der Versteifungsring 208 an dem Gehäuseteil 204 an, wobei der Versteifungsring 208 gegenüber dem Gehäuseteil 204 so an diesem mittels eines Presssitzes zentriert festgelegt ist.
In 1 ist deutlich gezeigt, dass der erste Zylinderabschnitt 214 und der zweite Zylinderabschnitt 216 eine Stufe 228 bilden, durch die – unter Berücksichtigung der Materialstärke des umlaufenden Zylinderabschnittes 238 des Elastomerkörpers 210 – die gestufte Sitzbohrung 250 abgebildet wird. Das bedeutet mit anderen Worten, dass die Differenz zwischen den Außenradien des ersten Zylinderabschnittes 214 und des zweiten Zylinderabschnitts 216 größer ist also die Differenz der Radien der gestuften Sitzbohrung 250.
Die Abdichtwirkung des Radialwellendichtrings 200 wird durch den Elastomerkörper 210 erzielt, welcher dazu einen ersten Dichtbereich 230 und einen zweiten Dichtbereich 232 aufweist. Der Elastomerkörper 210 folgt in seiner Erstreckung dem Verlauf des Versteifungsrings 208, wodurch an einer Innenseite 234 des Radialwellendichtrings 200 eine den gesamten Zwischenraum 202 überbrückende Elastomerschicht 236 gebildet ist.
In dem ersten Dichtbereich 230 weist der Elastomerkörper 210 einen einstückig mit der Elastomerschicht 236 ausgebildeten umlaufenden Zylinderabschnitt 238 auf, der den diesbezüglich radial innen liegenden zweiten Zylinderabschnitt 216 des Versteifungsrings 208 vollständig überdeckt. Eine äußere Zylinderfläche des umlaufenden Zylinderabschnitts 238 liegt im montierten Zustand des Radialwellendichtrings 200 an dem Gehäuseteil 204 an und bewirkt so die Abdichtung in dem ersten Dichtbereich 230.
In dem zweiten Dichtbereich 232 weist der Elastomerkörper 210 einen sich in Achsrichtung erstreckenden Dichtvorsprung 240 auf, an dem eine Dichtnase 242 und eine Dichtlippe 244 ausgebildet sind. Die Dichtnase 242, die in Achsrichtung gesehen bezüglich der Dichtlippe 244 zur Innenseite des Gehäuseteiles 204 weist, wird mittels einer Schlauchfeder 246 gegen die Welle 206 angepresst.
Bei der Montage des Radialwellendichtrings 200 erfolgt durch den ersten Zylinderabschnitt 214 des Versteifungsrings 208 eine Vorzentrierung des Radialwellendichtrings 200 in dem Gehäuseteil 204, wodurch eine Belastung des umlaufenden Zylinderabschnitts 238 des Elastomerkörpers 210, der eine in axialer Richtung kürzere Kontaktfläche mit dem Gehäuseteil 204 aufweist als der Versteifungsring 208, gering gehalten wird. Somit wird vorteilhaft bei der Montage des Radialwellendichtrings 200 ein Gleitmittel nicht benötigt.
Es sei noch darauf hingewiesen, dass der Elastomerkörper 210 an seinem radialen äußeren Rand eine Einfädel-Fase 256 aufweist, die den Abrieb weiter vermindert.
Bei der Montage des Radialwellendichtrings 200 in dem Gehäuseteil 204 wird dieser in das Gehäuseteil 204 eingepresst, bis der Positionieranschlag 212 an der entsprechenden Stirnseite 248 des Gehäuses 204 anschlägt. Der erste Zylinderabschnitt 214 ist mit 3 mm bis 20 mm, vorzugsweise 10 mm Länge in Achsrichtung sehr kurz bemessen.
Da ein Schmiermittel für die Montage des erfindungsgemäßen Radialwellendichtringes 200 nicht erforderlich ist, entfällt also der Arbeitsschritt eines Schmiermittelauftrages. Dadurch besteht auch nicht mehr die Gefahr einer Fehlbeurteilung infolge des Schmiermittels, so dass auch unnötige Wartungsarbeiten unterbleiben.
Es sei noch einmal darauf hingewiesen, dass durch die Vorzentrierung des Radialwellendichtrings 200 über den metallischen Presssitz ein kürzerer Gleitweg für den Elastomerkörper 210 beim Einpressen des Radialwellendichtrings 200 erreicht wird. Auch verhindert die Vorzentrierung eine Schiefstellung und einen damit verbundenen Abrieb des Elastomerkörpers 210, wodurch die Gefahr von Undichtigkeiten verringert wird. Da der Presssitz und der Dichtsitz durch die Stufung voneinander getrennt sind, wird auch eine individuelle Anpassung des Radialwellendichtrings 200 erleichtert.

200: Radialwellendichtring
202: Zwischenraum
204: Gehäuseteil
206: Welle
208: Versteifungsring
210: Elastomerkörper
212: Positionieranschlag
214: erster Zylinderabschnitt
216: zweiter Zylinderabschnitt
218: erster Scheibenabschnitt
220: Verbindungsabschnitt
222: zweiter Scheibenabschnitt
224: Führungsabschnitt
226: Haltebereich
228: Stufe
230: erster Dichtbereich
232: zweiter Dichtbereich
234: Innenseite
236: Elastomerschicht
238: umlaufender Zylinderabschnitt
240: Dichtvorsprung
242: Dichtnase
244: Dichtlippe
246: Schlauchfeder
248: Stirnseite
250: gestufte Sitzbohrung
252: innere Zylinderkontur
254: äußere Zylinderkontur
256: Einfädel-Fase

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 1013616934 [0002]
- DE 10233509 A1 [0003]

Claims

Radialwellendichtring, welcher einen Zwischenraum (202) zwischen einem Gehäuseteil (204) und einer Welle (206) abdichtend überbrückt, mit einem Versteifungsring (208) und einem mit diesem verbundenen Elastomerkörper (210), wobei der Versteifungsring (208) einen Haltebereich (226) aufweist, mit welchem der Versteifungsring (208) gegenüber dem Gehäuseteil (204) oder der Welle verdrehfest festgelegt ist, wobei an den Haltebereich (226) in Achsrichtung anschließend eine radial umlaufende Stufe (228) ausgebildet ist, und wobei an dem Elastomerkörper (210) ein erster Dichtbereich (230) zur Anlage an einem ungebenden Gehäuseteil (204) und ein zweiter Dichtbereich (232) zur Anlage an der Welle (206) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die radial umlaufende Stufe (228) derart ausgebildet ist, dass bei einem Fügevorgang der Versteifungsring (208) mit dem Haltebereich (226) zeitlich vor dem Elastomerkörper (210) mit dem ersten Dichtbereich (230) an dem Gehäuseteil (204) zur Anlage kommt.
Radialwellendichtring nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Stufe (228) derart ausgebildet ist, dass ein Stufensitz ausgebildet ist, der eine radial innere erste Zylinderfläche als Dichtfläche des Radialwellendichtrings und eine radial äußere zweite Zylinderfläche als Sitzfläche des Versteifungsring aufweist.
Radialwellendichtring nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Elastomerkörper (210) einen umlaufenden Zylinderabschnitt (238) aufweist, der einen radial innen liegenden Zylinderabschnitt (216) des Versteifungsringes (208) radial außen mindestens teilweise überdeckend angeordnet ist.
Radialwellendichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Versteifungsring (208) einen nach außen weisenden, vorzugsweise als Kreisscheibe ausgebildeten Positionieranschlag (212) aufweist.
Radialwellendichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Versteifungsring (208) als Blechkörper, vorzugsweise als Stahlblechkörper gefertigt ist.
Radialwellendichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Elastomerkörper (210) als Spritzgusskörper, vorzugsweise als ein den Versteifungsring mindestens teilweise einbetender Spritzgusskörper gefertigt ist.
Radialwellendichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an dem zweiten Dichtbereich (232) eine Schlauchfeder (246) angeordnet ist.
Gehäuse mit einer austretenden Welle, wobei ein Zwischenraum (202) zwischen einem Gehäuseteil (204) und der Welle (206) mit einem Radialwellendichtring (200) abdichtend überbrückt ist, wobei der Radialwellendichtring (200) einen Versteifungsring (208) und einen mit diesem verbundenen Elastomerkörper (210) aufweist, wobei der Versteifungsring (208) einen Haltebereich (226) aufweist, mit welchem der Versteifungsring (208) gegenüber dem Gehäuseteil verdrehfest festgelegt ist, wobei der Haltebereich (226) in Achsrichtung eine radial umlaufende Stufe (228) aufweist, und wobei an dem Elastomerkörper (210) ein erster Dichtbereich (230) zur Anlage an dem Gehäuseteil (204) und ein zweiter Dichtbereich (232) zur Anlage an der Welle (206) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Radialwellendichtring (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildet ist.
Gehäuse mit einer austretenden Welle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Gehäuseteil (204) ein Stufensitz ausgebildet ist, der eine radial innere erste Zylinderfläche als Dichtfläche für den ersten Dichtbereich (230) des Radialwellendichtrings (200) und eine radial äußere zweite Zylinderfläche als Sitzfläche für den Versteifungsring (208) aufweist.