DE102008030287A1

DE102008030287A1 - Wellendichtring

Info

Publication number: DE102008030287A1
Application number: DE200810030287
Authority: DE
Inventors: Jesus Bengoa; Mikel Gonzalez; Amaia Kalzakorta
Original assignee: Dichtungstechnik G Bruss GmbH and Co KG
Current assignee: Dichtungstechnik G Bruss GmbH and Co KG
Priority date: 2008-06-30
Filing date: 2008-06-30
Publication date: 2009-12-31

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wellendichtring (1) mit einer Dichtlippe (2) und einer in Einführrichtung einer abzudichtenden Welle (20) vor der Dichtlippe (2) angeordneten Schutzlippe (3), wobei vorgeschlagen wird, dass die Schutzlippe (3) derart ausgebildet ist, dass sie beim Einführen der Welle (20) in Einführrichtung an die Welle (20) anlegbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wellendichtring mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
Aus der DE 34 03 386 A1 ist beispielsweise ein Wellendichtring bekannt, der bereits eine Dichtlippe und eine in Einführrichtung der Welle vor der Dichtlippe angeordnete Schutzlippe aufweist. Solche Wellendichtringe werden zum Beispiel zur Abdichtung von Wellendurchtritten in Aggregaten wie Getriebe, Motorblöcke usw. von Kraftfahrzeugen verwendet.
Es hat sich herausgestellt, dass insbesondere bei einem manuellen Einführen der Welle die Gefahr besteht, dass die Welle schräg und/oder exzentrisch eingeführt wird und dabei die Dichtlippe berührt und beschädigt wird. Aufgrund der beschädigten Dichtlippe treten dann im späteren Betrieb unerwünschte Leckverluste auf, die es aus Umweltgründen, Gründen der Funktionssicherheit zu vermeiden gilt. Da die Beschädigung oft erst nach dem fertigen Zusammenbau erkannt wird, ist für das Beheben des Fehlers oft ein sehr hoher mit dem Austausch des Wellendichtringes verbundener Aufwand erforderlich.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Wellendichtring zu schaffen, bei dem die Gefahr einer Beschädigung der Dichtlippe während des Einführens der Welle verringert ist.
Zur Lösung der Aufgabe wird gemäß Anspruch 1 vorgeschlagen, dass die Schutzlippe derart ausgebildet ist, dass sie beim Einführen der Welle in Einführrichtung an die Welle anlegbar ist. Die sich in Einführrichtung an die Welle anlegende Schutzlippe bewirkt, dass auf die Welle eine zentrierend wirkende Rückstellkraft ausgeübt wird. Durch die Rückstellkraft wird die Welle aus der schrägen und/oder exzentrischen Einführrichtung in die zentrische gerade Einführrichtung gedrängt, so dass die Wahrscheinlichkeit, dass die Welle während der weiteren Einführbewegung die Dichtlippe berührt und beschädigt deutlich verringert ist. Die Rückstellkraft wird dadurch erzeugt, dass die Schutzlippe sich bei einem schrägen oder exzentrischen Einführen der Welle wenigstens an einer Seite trichterförmig an diese anlegt und dabei asymmetrische Radialkräfte auf die Welle ausübt. Nur bei einem geraden zentrischen Einführen der Welle befinden sich die Radialkräfte im Gleichgewicht, so dass die Welle durch die asymmetrischen Radialkräfte quasi selbsttätig in diese Einführrichtung gedrängt wird.
Der Schutz der Dichtlippe wird weiter verbessert, indem der Innendurchmesser der Schutzlippe vor dem Einführen der Welle kleiner als der Innendurchmesser der Dichtlippe ist. Dadurch wird verhindert, dass die Welle beim Einführen derselben unter einem ungünstigen Winkel die Dichtlippe berühren kann, ohne dass sich vorher die Schutzlippe anlegt und die zentrierende Wirkung ausübt.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Schutzlippe einen Befestigungsabschnitt aufweist, über den die Schutzlippe an dem Wellendichtring befestigt ist, und über den Befestigungsabschnitt radial einwärts gerichtete Kräfte in den Wellendichtring einleitbar sind. Durch die vorgeschlagene Befestigung wird sichergestellt, dass die Schutzlippe selbst nicht durch die Radialkräfte zerstört oder verschoben wird.
Damit die Schutzlippe nicht beim Einführen der Welle versehentlich abgerissen oder beschädigt wird, wird vorgeschlagen, dass in Einführrichtung der Welle vor der Schutzlippe ein den Befestigungsabschnitt der Schutzlippe abdeckender Stützring vorgesehen ist.
Die Befestigung der Schutzlippe kann weiter verbessert werden, indem die Schutzlippe zwischen dem Stützring und dem Wellendichtring gehalten ist. Der Stützring hat dadurch zusätzlich zu seiner Schutzfunktion gleichzeitig eine Befestigungsfunktion für die Schutzlippe.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Schutzlippe aufweitbar ist, so dass die Einführbewegung der Welle nicht durch die Schutzlippe unnötig erschwert wird. Ferner kann die Schutzlippe dadurch bei eingeschobener Welle auch an einem größeren Durchmesser anliegen. Dabei sollte darauf geachtet werden, dass die Aufweitbarkeit nur soweit bemessen ist, dass die erfindungsgemäße Zentrierung durch die asymmetrischen Rückstellkräfte noch eintritt. Die Aufweitbarkeit kann z. B. durch radiale Einschnitte oder durch eine elastische Ausbildung der Schutzlippe selbst bewirkt werden.
Eine weitere bevorzugte Ausbildung der Erfindung ist darin zu sehen, dass wenigstens die Oberfläche der Schutzlippe aus PTFE gebildet ist. Die Ausbildung der Schutzlippe aus PTFE bietet den Vorteil einer sehr geringen Reibung an der Welle, durch welche das Einführen erleichtert und die Reibungskräfte der im Betrieb an der Welle anliegenden Schutzlippe vermindert werden.
Vorzugsweise ist der die Einführöffnung des Wellendichtringes einengende Bereich der Schutzlippe als ebene Ringscheibe ausgebildet. Dadurch engt die Schutzlippe die Einführöffnung bei minimalem Materialeinsatz maximal ein, so dass diese sich in jedem Fall zuerst an die Welle anlegt, und die auf die Welle ausgeübten Rückstellkräfte möglichst groß sind.
Im Folgenden wird die Erfindung zum besseren Verständnis anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
In den Figuren ist im Einzelnen zu erkennen:
1: Wellendichtring mit Schutzlippe
2: Wellendichtring mit Schutzlippe und Stützring
3a: Montierter Wellendichtring mit Welle in schräger exzentrischer Einführrichtung
3b: Schräg eingeführte Welle mit anliegender Schutzlippe
4: Wellendichtring mit Welle in zentrischer gerader Einführrichtung
5: Wellendichtring mit eingeschobener Welle
In 1 ist ein erfindungsgemäßer Wellendichtring 1 mit einem formstabilen ringförmigen Stützring 5 und einer den Stützring 5 teilweise umgebenden Elastomermasse 7 zu erkennen. An der Radialinnenseite der Elastomermasse 7 ist eine Dichtlippe 2 ausgebildet, welche durch eine die Dichtlippe 2 an der Radialaußenseite umschlingende Wurmfeder 6 in Richtung Radialinnenseite federvorgespannt ist. An der Einführseite des Wellendichtringes 1 ist ferner ein vorstehender Kragen 8 und eine anvulkanisierte Schutzlippe 3 angeordnet. Die Schutzlippe 3 weist einen Befestigungsabschnitt 4 auf, über den die Schutzlippe 3 an dem Wellendichtring 1 gehalten ist. Ferner weist die Schutzlippe 3 einen ringscheibenförmigen Abschnitt 9 auf, der die Einführöffnung 14 verengt. Der Befestigungsabschnitt 4 ist in einer axialen Vertiefung der Elastomermasse 7 gehalten, welche eine radiale Anlagefläche zur Einleitung von Radialkräften in den Wellendichtring 1 bildet. Gleichzeitig wird durch die Vertiefung die für die Vulkanisierung zur Verfügung stehende Bindefläche zwischen der Schutzlippe 3 und der Elastomermasse 7 vergrößert, so dass sich eine größere Befestigungskraft ergibt.
In 2 ist ein weiterentwickelter Wellendichtring 1 dargestellt, welcher an der Einführseite einen weiteren Stützring 10 aufweist, der den Befestigungsabschnitt 4 der Schutzlippe 3 abdeckt. Der Stützring 5 des Wellendichtringes 1 ist hier mit einem ringförmigen Absatz 12 versehen, auf dem der Stützring 10 mit einem ringförmigen Kragen 13 gehalten ist. Zur Einführseite hin ist der Stützring 10 von einer Elastomermasse 11 abgedeckt, welche auch den zur Einführseite gerichteten Kragen 8 bildet. Damit kann die Welle 20 beim Einführen nicht direkt mit dem Stützring 10 in Berührung kommen kann und dabei beschädigt werden. Durch den Stützring 10 wird verhindert, dass die Welle bei einem schrägen Einführen ungünstig auf die Schutzlippe 3 und insbesondere auf deren Befestigungsabschnitt 4 trifft und dabei diese beschädigt oder abreißt. Ferner dient der Stützring 10 zusätzlich der Befestigung der Schutzlippe 3, indem dieser den Befestigungsabschnitt 4 zwischen sich und dem Wellendichtring 1 einklemmt.
In der 3a ist der Wellendichtring 1 montiert in einem Gehäuse 30 zu erkennen. Das Gehäuse 30 kann ein Getriebegehäuse, Motorblockgehäuse oder jedes erdenkliche Gehäuse eines Aggre gates, z. B. eines Kraftfahrzeuges, mit einem Wellendurchtritt sein. Vor der Einführöffnung befindet sich eine Welle 20 mit den Abschnitten 21 und 22 mit unterschiedlichen Durchmessern in einer schrägen exzentrischen Einführrichtung A1. Wird die Einführbewegung in Richtung A1 fortgeführt, gelangt die Welle 20 schließlich zur Anlage an den ringscheibenförmigen Abschnitt 9 der Schutzlippe 3. Das Ende 9a legt sich dabei trichterförmig an eine Seite der Welle 20 an, wie in 3b zu erkennen ist. Da die Schutzlippe 3 nur an einer Seite der Welle 20 anliegt, wird eine asymmetrische radial einwärts gerichtete Kraft F1 auf die Welle 20 ausgeübt. Durch die so erzeugte Radialkraft wird die Welle 20 während der weiteren Einführbewegung in die in 4 dargestellte zentrische gerade Einführrichtung A2 gedrängt und dabei an der Dichtlippe 2 ohne diese zu beschädigen vorbeigelenkt. Damit die Einführbewegung der Welle 20 nicht unnötig durch die Schutzlippe 3 erschwert wird, kann diese aufweitbar, insbesondere elastisch, ausgebildet sein. In 4 ist die Welle 20 in einer Position zu erkennen, in der die Einführbewegung in gerader zentrischer Richtung A2 fortgeführt wird. Die Welle 20 wird mit ihrem ersten Abschnitt 21 mit kleinerem Durchmesser in eine Bohrung 31 einer Hohlwelle 32 eingeführt. Die Schutzlippe 3 übt dabei keinerlei asymmetrischen Radialkräfte auf die Welle 20 aus. Unter asymmetrischen Radialkräften im Sinne der Erfindung werden alle auf die Welle 20 einwirkenden Radialkräfte verstanden, die sich nicht gegenseitig ausgleichen. Der gegenseitige Ausgleich der Radialkräfte kann dadurch erreicht werden, indem die Schutzlippe 3 nicht, wie in 4 dargestellt, oder gleichmäßig über den Umfang verteilt an der Welle 20 anliegt. In der in 4 dargestellten Ausführungsform weist die Schutzlippe 3 einen Innendurchmesser von gleich oder größer dem Durchmesser des Abschnittes 21 der Welle auf, so dass die Schutzlippe 3 in der zentrischen geraden Einführrichtung A2 eben nicht an dem Ab schnitt 21 der Welle 20 anliegt. Dadurch wird für den Monteur zusätzlich eine Kontrollmöglichkeit beim Einführen der Welle 20 geschaffen, ob diese zentrisch gerade eingeführt wird, indem die Welle 20 die Schutzlippe 3 mit ihrem Abschnitt 21 möglichst nicht oder nur geringfügig berühren darf.
In der 5 ist die Welle 20 in der in den Wellendichtring 1 eingeschobenen Position zu erkennen. Der ringscheibenförmige Bereich 9 der Schutzlippe 3 ist in Einführrichtung an der Welle 20 an dem Abschnitt 22 mit dem größeren Durchmesser angelegt. Hierzu ist es wiederum von Vorteil, wenn die Schutzlippe 3 aufweitbar ausgebildet ist, so dass sie auch in dieser Position eine Schutzfunktion gegen eintretenden Schmutz wahrnehmen kann. Ferner ist der Kragen 8 zu erkennen, wie er von einem an dem Abschnitt 23 der Welle 20 angeordneten Kragen 23 umfasst wird und so eine erste Dichtung gegen eintretende grobe Schmutzpartikel bildet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 3403386 A1 [0002]

Claims

Wellendichtring (1) mit einer Dichtlippe (2) und einer in Einführrichtung einer abzudichtenden Welle (20) vor der Dichtlippe (2) angeordneten Schutzlippe (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzlippe (3) derart ausgebildet ist, dass sie beim Einführen der Welle (20) in Einführrichtung an die Welle (20) anlegbar ist.
Wellendichtring (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser der Schutzlippe (3) vor dem Einführen der Welle (20) kleiner als der Innendurchmesser der Dichtlippe (2) ist.
Wellendichtring (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzlippe (3) einen Befestigungsabschnitt (4) aufweist, über den die Schutzlippe (3) an dem Wellendichtring (1) befestigt ist, und über den Befestigungsabschnitt (4) radial einwärts gerichtete Kräfte in den Wellendichtring (1) einleitbar sind.
Wellendichtring (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in Einführrichtung der Welle (20) vor der Schutzlippe (3) ein den Befestigungsabschnitt (4) abdeckender Stützring (10) vorgesehen ist.
Wellendichtring (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzlippe (3) zwischen dem Stützring (10) und dem Wellendichtring (1) gehalten ist.
Wellendichtring (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzlippe (3) auf weitbar ist.
Wellendichtring (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die Oberfläche der Schutzlippe (3) aus PTFE gebildet ist.
Wellendichtring (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der die Einführöffnung (14) des Wellendichtringes (1) einengende Abschnitt der Schutzlippe (3) ringscheibenförmig ausgebildet ist.