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Die
Erfindung betrifft einen Flanschring nach dem Oberbegriff des Patentanspruches
1.
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Flanschringe
zur Anlage eines Randabschnittes einer elastisch verformbaren Dichtungsmanschette
sind je nach Anwendungsfall in recht unterschiedlichen Ausführungen
bekannt. Zumeist werden derartige Flanschringe für Kugelgelenke
in Kraftfahrzeugen und hier überwiegend für die Radaufhängung
eingesetzt. Hier unterliegen sie zum Teil schwierigsten Bedingungen,
wie thermischen, chemischen oder mechanischen Belastungen. Der Randabschnitt
gattungsgemäßer elastisch verformbarer Dichtungsmanschetten
liegt an einem Innenmantel einer Ringfläche des Flanschringes
an, die mit ihrem Außenmantel festsitzend auf einem Zapfen angeordnet
ist. Unter einem Winkel von der Ringfläche abragend ist
an dem Flanschring eine Anlagefläche vorhanden, die sich
mit ihrem Außenmantel an einem korrespondierenden Anschlussbauteil
anlegt. Der Zapfen ist in das Anschlussbauteil eingesetzt.
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Dem
Grunde nach werden zwei Flanschringvarianten unterschieden. Eine
erste Ausführung dient dazu, den Randabschnitt der Dichtungsmanschette festsitzend
aufzunehmen. Der Festsitz wird insbesondere bei den bereits erwähnten
Kugelgelenken in Kraftfahrzeugen durch zusätzliche, außen
an dem Randabschnitt angesetzte Spannringe erreicht beziehungsweise
verstärkt. Als Beispiel für einen fixierten Randabschnitt
einer Dichtungsmanschette wird auf die
DE 10 2004 063 013 A1 oder
die
DE 10 2004 001
465 A1 verwiesen. Bei einer festsitzenden Anordnung des
Randabschnittes einer elastisch verformbaren Dichtungsmanschette
an dem Flanschring kann zwar der Dichtbereich recht einfach gestaltet werden,
jedoch hat sich hierbei als nachteilig herausgestellt, dass die
festsitzende Montage des Randabschnittes der Dichtungsmanschette
zu Überbeanspruchungen des elastisch verformbaren Materials
der Dichtungsmanschette führen kann. Dies erzeugt über
einen langen Lebensdauerzyklus hinweg Schädigungen innerhalb
des Materials, die letztlich zur Zerstörung der Dichtungsmanschette
führen können. Eine Beschädigung der
Dichtungsmanschette hat jedoch zur Folge, dass Verunreinigungen
oder Feuchtigkeit in die inneren und zu schützenden Bereiche
einer Baugruppe eindringen können.
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Eine
andere Ausführungsform der Flanschringe weist eine Gleitverbindung
zwischen dem Flanschring und dem daran anliegenden Randbereich der
Dichtungsmanschette auf. Diese Gleitverbindung soll verhindern,
dass die Dichtungsmanschette durch übermäßige
Beanspruchung zerstört wird. Hierzu ist das Ausweichen
mittels der Gleitbewegung ganz besonders von Nutzen, wenn das andere
Ende der Dichtungsmanschette festsitzend an einem Gehäuse
angeordnet ist. Flanschringe zur gleitenden Anlage eines Randabschnittes
einer elastisch verformbaren Dichtungsmanschette sind beispielsweise
aus der
DE 102 39
266 C2 , der
DE
201 16 794 U1 , der
DE 101 24 295 C2 , der
DE 199 11 770 C2 oder der
DE 199 10 689 C1 bekannt.
Bei den gleitenden Varianten ist jedoch der Nachteil gegeben, dass
der Aufwand zur Abdichtung in diesem Bereich erheblich ist. So werden
hierbei zum Teil komplexe, ineinander greifende Strukturen geschaffen,
die einerseits die Gleitbewegung des Randabschnittes der elastisch
verformbaren Dichtungsmanschette ermöglichen und andererseits
eine ausreichende Abdichtung gegen das Eindringen von Verunreinigungen oder
Feuchtigkeit gewährleisten.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Flanschring zur Anlage
eines Randabschnittes einer elastisch verformbaren Dichtungsmanschette bereitzustellen,
der über einen langen Lebensdauerzyklus hinweg zerstörungsfrei
und optimal eine Dichtfunktion der zu schützenden Bauteile
gewährleistet.
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Die
Erfindung löst diese Aufgabenstellung mit den Merkmalen
des Patentanspruches 1.
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Weitere
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Ein
Flanschring zur Anlage eines Randabschnittes einer elastisch verformbaren
Dichtungsmanschette an einem Innenmantel einer Ringfläche
des Flanschringes, die mit ihrem Außenmantel festsitzend
auf einem Zapfen angeordnet ist und zur Anlage an einem Innenmantel
einer unter einem Winkel von der Ringfläche abragenden
Anlagefläche des Flanschringes, deren von dem Randabschnitt
der Dichtungsmanschette abgewandter Außenmantel an einem
korrespondierenden Anschlussbauteil anliegt, in das der Zapfen eingesetzt
ist, wurde erfindungsgemäß dahingehend weitergebildet,
dass der Flanschring Bestandteil einer statischen Dichtung zwischen Zapfen
und Anschlussbauteil ist, so dass der Randabschnitt der Dichtungsmanschette
bei einer Rotationsbewegung zwischen Zapfen und Dichtungsmanschette
bis zu einem Grenzwert festsitzend in dem Flanschring aufgenommen
ist.
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Mit
der Erfindung wurde ein entscheidender Fortschritt der Abdichtung
erreicht, die beispielsweise bei Gelenkbauteilen von Vorteil ist.
Der besondere Vorzug der Erfindung ist darin zu sehen, dass bis
zu einem maximal zulässigen Grenzwert eine statische Dichtung
mit den bei dieser Dichtung gegebenen Vorzügen geschaffen
wurde, die bei Überschreiten des zulässigen Grenzwertes
einen dynamischen Anteil ausbildet und damit ein Gleiten des Randabschnittes der
Dichtungsmanschette gestattet. Auf diese erfindungsgemäße
Weise kann wirksam über einen langen Lebensdauerzyklus
hinweg die Zerstörung der Dichtungsmanschette durch Überbeanspruchung vermieden
werden. Zudem ist die Lösung einfach ausgeführt
und damit wirtschaftlich herstellbar und gestattet eine optimale
Abdichtung in einem ansonsten kritischen Bauteilabschnitt. Nach
der Erfindung weist der Randabschnitt der elastisch verformbaren Dichtungsmanschette
somit eine begrenzte adhäsive, also anhaftende Wirkung
an dem Flanschring auf.
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Eine
erste Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass die Ringfläche
und die Anlagefläche des Flanschringes unterschiedliche
Geometrien aufweisen. Durch diese Möglichkeit können
die Kontaktbereiche zwischen Flanschring und Zapfen sowie zwischen
Flanschring und Anschlussbauteil optimiert werden. Die Ringfläche
und die Anlagefläche des Flanschringes sind folglich je
nach auftretender Belastung und zu erwartendem Verunreinigungs-
oder Feuchtigkeitseintrag an die jeweiligen Bedingungen angepasst.
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Zur
Verbesserung der Abdichtung zwischen Flanschring und den korrespondierenden
Bauteilen wird entsprechend einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen,
dass zwischen der Ringfläche und dem Zapfen und/oder zwischen
der Anlagefläche und der korrespondierenden Oberfläche
des Anschlussbauteiles mindestens ein Dichtelement vorhanden ist.
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Als
Dichtelement kann dabei ein lose eingesetzter Dichtring vorgesehen
werden, oder es ist ebenso möglich, als Dichtelement einen
stoffschlüssig mit dem Flanschring verbundenen Dichtkörper
zu verwenden. Die stoffschlüssige Verbindung zwischen Flanschring
und Dichtelement ist insofern von Vorteil, als der Flanschring als
einteiliges Bauteil vorgefertigt werden kann. Eine abschließende
Montage an der Baugruppe ist damit nicht mehr erforderlich. Dies wird
jedoch notwendig, wenn ein loser Dichtring als Dichtelement zum
Einsatz kommt, der zwischen Flanschring und korrespondierendem Bauteil
eingefügt wird. Bei dem lose eingelegten Dichtring besteht jedoch
der Vorteil darin, dass dieser als kostengünstiges Bauteil
in Massenproduktion herstellbar ist.
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Je
nach Ausführung des Dichtelementes kann es sinnvoll sein,
wenn am äußeren Teil des Dichtelementes eine Dichtlippe
vorhanden ist, die an dem korrespondierenden Bauteil dichtend anliegt und
damit eine Art Vordichtung schafft, beziehungsweise bei Bewegungen
der Bauteile die Wirkung eines Abstreifers aufweist. Von außen
einwirkende Verunreinigungen oder Feuchtigkeit werden somit bereits
von der vorgelagerten Dichtlippe abgeführt beziehungsweise
abgestreift.
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Als
besonders vorteilhaft hat sich ein weiteres Erfindungsmerkmal herausgestellt,
bei dem das Dichtelement insbesondere im Übergangsbereich zwischen
Zapfen und Anschlussbauteil angeordnet ist und diesen Bereich elastisch
verformt ausfüllt. Dabei ist es erfindungsgemäß möglich,
sowohl ein stoffschlüssig mit dem Flanschring verbundenes
Dichtelement, als auch ein lose eingelegtes Dichtelement vorzusehen.
Von Bedeutung ist lediglich, dass dieses bei der Montage der Baugruppe
elastisch verformt wird und sich in den erwähnten Übergangsbereich
hinein verformt, so dass dieser vollständig ausgefüllt wird.
Damit können auch Verunreinigungen und Stoffe von den zu
schützenden Bauteilen abgehalten werden, die eine Kriechneigung aufweisen,
wie dies bei bestimmten Fetten oder Ölen der Fall ist.
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Eine
Ausgestaltung der Erfindung wird auch darin gesehen, dass an dem
Randabschnitt der Dichtungsmanschette eine Dichtlippe angeformt
ist. Auch diese Dichtlippe dient als Abstreifer und bildet damit eine
Vordichtung und Verbesserung der Abdichtung insgesamt. Der besondere
Vorteil einer Dichtlippe an der Dichtungsmanschette besteht darin,
dass die Dichtungsmanschette selbst aus einem elastischen Werkstoff
hergestellt ist und damit die Dichtlippe unmittelbar bei der Herstellung
mit angeformt werden kann. Somit weist auch die Dichtlippe die der
Dichtungsmanschette inhärente Elastizität auf.
Es sind folglich keine zusätzlichen Aufwendungen erforderlich,
um eine derartige Vordichtung vorzusehen.
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Um
die statische Dichtung des Randabschnittes der elastisch verformbaren
Dichtungsmanschette zu verbessern, so dass der Randabschnitt bis
zu einem Grenzwert festsitzend in dem Flanschring angeordnet ist,
sollte der Randabschnitt einen verstärkten Bereich der
Dichtungsmanschette darstellen. Als verstärkter Randbereich
weist dieser Randabschnitt somit eine Vorspannung auf, mit der er
sich gegen die korrespondierende Oberfläche abstützt.
Eine zusätzliche Verbesserung der Anlage des Randabschnittes
der Dichtungsmanschette am Flanschring kann dadurch erreicht werden,
dass in dem Randabschnitt der Dichtungsmanschette zumindest eine
Verstärkungseinlage vorhanden ist. Als Verstärkungseinlage
können hierbei elastische Elemente vorgesehen werden, die
aus metallischen-, Kunststoff- oder Verbundwerkstoffen bestehen.
Ziel dieser Verstärkungseinlage ist es, den Randabschnitt
der Dichtungsmanschette fester an die Oberfläche des Flanschringes
anzusetzen, als dies auf Grund der Elastizität der Dichtungsmanschette
der Fall ist.
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Zur
Optimierung der Führung des Randabschnittes der Dichtungsmanschette
und zur Verbesserung der Abdichtung insgesamt geht eine weitere
Ausführungsvariante der Erfindung dahin, dass der Flanschring
auf seiner dem Randabschnitt der Dichtungsmanschette zugewandten
Innenseite zumindest partiell wenigstens einen in den Randabschnitt
der Dichtungsmanschette eingreifenden Steg aufweist. Der Randabschnitt
der Dichtungsmanschette wird über diesen Steg gestülpt,
wenn die Baugruppe montiert wird und er erfährt damit sowohl eine verbesserte
Halterung als auch Stabilisierung am Flanschring. Zudem lässt
sich mit einer derartigen Maßnahme die Vorspannung des
Randabschnittes optimieren.
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Der
Steg kann entsprechend einer Weiterbildung der Erfindung einteilig
an dem Flanschring ausgebildet und bereits bei der Herstellung des
Flanschringes mit angeformt werden. Hierfür sind verschiedene
Umformverfahren bekannt. Es sei an dieser Stelle nur beispielhaft
ein Kaltumformverfahren erwähnt.
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Von
besonderer Bedeutung für eine optimale Abdichtung und Führung
des Randabschnittes der Dichtungsmanschette ist es, dass die Verstärkungseinlage
eine Geometrie aufweist, die der Innenkontur des Flanschringes folgt.
Darunter ist zu verstehen, dass die Geometrie der Verstärkungseinlage
derart ausgeführt wird, dass diese einen annähernd
gleich bleibenden Abstand zur Oberfläche des Flanschringes
aufweist, unabhängig davon, wie diese Oberfläche
des Flanschringes gestaltet ist.
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So
ist es, wie bereits ausgeführt wurde, ebenfalls möglich,
dass die Verstärkungseinlage eine Geometrie aufweist, die
den an der Innenkontur des Flanschringes vorhandenen Steg umschließt.
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Die
Verstärkungseinlage kann jedoch auch eine im Querschnitt
betrachtet U-, V-, F-, E- oder L-förmige Gestalt aufweisen.
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Neben
den bereits erwähnten Ausführungsvarianten zur
Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabenstellung
besteht eine besonders vorteilhafte und einfach umzusetzende Möglichkeit
darin, dass die Verstärkungseinlage aus einem magnetischen
oder magnetisierbaren Werkstoff besteht.
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Darüber
hinaus kann auch der Randabschnitt der Dichtungsmanschette magnetische
oder magnetisierbare Partikel aufweisen, wie es entsprechend einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung auch möglich ist,
dass der Flanschring aus einem magnetischen oder magnetisierbaren
Werkstoff besteht, beziehungsweise eine magnetische oder magnetisierbare
Beschichtung aufweist.
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Mit
den magnetischen Eigenschaften der Verstärkungseinlage
des Randabschnittes der Dichtungsmanschette und/oder des Flanschringes
kann eine adhäsive Wirkung, das heißt ein Anhaften
des Randabschnittes der Dichtungsmanschette bis zu einem definierbaren
Grenzwert in einfacher Weise erreicht werden. Oberhalb des Grenzwertes,
das heißt, wenn die zusätzlich zur Haftreibung
vorhandenen magnetischen Kräfte überschritten
werden, löst sich der Randabschnitt der Dichtungsmanschette
und kann auf dem Flanschring gleiten. Eine besonders vorteilhafte
und einfache Variante besteht dabei darin, magnetische oder magnetisierbare
Partikel unmittelbar bei der Herstellung der Dichtungsmanschette
in den Werkstoff einzubringen.
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Erfindungsgemäß ist
der Grenzwert durch die werkstoffabhängige Haftreibung
zwischen Randabschnitt der Dichtungsmanschette und Flanschring oder
durch die zusätzliche, zur Haftreibung wirksame Magnetkraft
erreichbar. Hiermit lässt sich der Betrag des Grenzwertes
exakt definieren, nach dessen Überschreitung der Randabschnitt
der Dichtungsmanschette von einem Festsitz in die Gleitreibung übergeht.
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Ein
spezieller Anwendungsfall für einen erfindungsgemäßen
Flanschring besteht darin, dass dieser Bestandteil eines Kugelgelenkes
für ein Kraftfahrzeug ist.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen
näher erläutert. Die gezeigten Ausführungsbeispiele
stellen keine Einschränkung auf die dargestellten Varianten
dar, sondern dienen lediglich der Erläuterung des Prinzips der
Erfindung. Um die erfindungsgemäße Funktionsweise
veranschaulichen zu können, sind in den Figuren nur stark
vereinfachte Prinzipdarstellungen gezeigt, bei denen auf die für
die Erfindung nicht wesentlichen Bauteile oder Elemente verzichtet
wurde. Dies bedeutet jedoch nicht, dass derartige Bauteile oder
Elemente bei einer erfindungsgemäßen Lösung nicht
vorhanden sind.
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Die 1 bis 12 zeigen
jeweils im Ausschnitt verschiedene Flanschringausführungen
nach der Erfindung.
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In
der 1 ist ein Querschnitt durch einen insgesamt mit 5 bezeichneten
Flanschring gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt.
Der Flanschring verfügt zunächst über
eine Ringfläche 4, die mit ihrem Außenmantel 6 festsitzend
und dichtend auf einem Zapfen 7 angeordnet ist. Ferner
ragt im Querschnitt betrachtet etwa rechtwinklig von dieser Ringfläche 4 eine
Anlagefläche 9 des Flanschringes 5 ab, die
mit ihrem Außenmantel 10 unmittelbar an der Oberfläche
eines Anschlussbauteiles 11 anliegt. Die Innenmantelflächen 3 der
Ringfläche 4, sowie der Innenmantel 8 der
Anlagefläche 9 des Flanschringes 5 nehmen
gemeinsam den Randabschnitt 1 einer Dichtungsmanschette 2 auf.
Die Kontur des Randabschnittes 1 der Dichtungsmanschette 2 verfügt
dabei über eine zur Innengeometrie des Flanschringes 5 komplementäre
Gestalt. Dies ist bei der Ausführungsvariante in 1 deshalb
von Bedeutung, weil an dem Innenmantel 8 der Anlagefläche 9 ein
Steg 18 angeformt ist. Dieser, durch ein Umformverfahren
herstellte Steg 18 greift damit in den Randabschnitt 1 der
Dichtungsmanschette 2 ein. Zur Versteifung des Randabschnittes 1 der
Dichtungsmanschette 2 verfügt dieser ferner über
eine im Querschnitt U-förmige Verstärkungseinlage 17.
Diese Verstärkungseinlage 17 umschließt
den Steg 18 mit einem Abstand und nimmt ihn somit auf.
Anders ausgedrückt greift der Steg 18 des Flanschringes 5 in die
durch die im Querschnitt U-förmig ausgeführte Verstärkungseinlage 17 ein.
Durch diese Maßnahme wird die Anpresskraft des Randabschnittes 1 der Dichtungsmanschette 2 an
den Flanschring 5 wesentlich verbessert.
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Eine
weitere Ausführung eines erfindungsgemäßen
Flanschringes wird in der 2 gezeigt. Auch
dieser Flanschring 5 verfügt über eine
Ringfläche 4 und eine im Querschnitt etwa rechtwinklig
dazu abragende Anlagefläche 9. Die Besonderheit
der Flanschring-Ausführung in 2 besteht
darin, dass ein Steg 18 an den Innenmantel 3 der
Ringfläche 4 angeformt ist. Dieser Steg 18 greift
unmittelbar in einen hierzu korrespondierenden und komplementär zum
Steg 18 ausgeführten Schlitz 25 innerhalb
des Randabschnittes 1 der Dichtungsmanschette 2 ein. Der
insgesamt verstärkt ausgeführte Randabschnitt 1 der
Dichtungsmanschette 2 wird somit zuverlässig und
dichtend an dem Flanschring 5 fixiert.
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Der
in 3 dargestellte Flanschring 5 sitzt wiederum
mit seiner Ringfläche 4 fest und dichtend auf
dem Zapfen 7. Die von der Ringfläche 4 im
Querschnitt betrachtet etwa rechtwinklig abragende Anlagefläche 9 des
Flanschringes 5 liegt mit ihrem Außenmantel 10 an
dem Anschlussbauteil 11 an. Darüber hinaus greift
ein an der Anlagefläche 9 ausgebildeter Steg 18 des
Flanschringes 5 unmittelbar in den Randabschnitt 1 der
Dichtungsmanschette 2 ein. Hier liegt der Randabschnitt 1 formschlüssig
um den Steg 18 herum. Der Flanschring 5 ist bei
dem gezeigten Ausführungsbeispiel im Querschnitt betrachtet annähernd
u-förmig gestaltet.
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Der
Randabschnitt 1 der Dichtungsmanschette 2 liegt
am Innenmantel 8 der Anlagefläche 9 sowie
an dem Innenmantel 3 der Ringfläche 4 des Flanschringes 5 dichtend
an. In diesem Anlagebereich weist der Randabschnitt 1 der
Dichtungsmanschette 2 eine Labyrinthstruktur 22 auf.
Außerhalb des Flanschringes 5 verfügt
der Randabschnitt 1 der Dichtungsmanschette 2 ferner über
eine unter Vorspannung elastisch an dem Anschlussbauteil 11 anliegende
Dichtlippe 16. Durch die Dichtlippe 16 ist somit
eine Vordichtung geschaffen worden, die im Sinne eines Abstreifers
zunächst von außen auf die Dichtungsmanschette 2 einwirkende
Verunreinigungen oder Feuchtigkeit abführt. Die durch die
Labyrinthstruktur 22 in Zusammenwirkung mit dem Flanschring 5 gebildete
Dichtung des Randabschnittes 1 der Dichtungsmanschette 2 tritt
in Funktion, wenn es Verunreinigungen oder Feuchtigkeit schaffen
sollten, die Dichtlippe 16 zu unterwandern.
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In
der 4 wird eine spezielle Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Flanschringes 5 gezeigt.
Dieser sitzt auch hierbei mit dem Außenmantel 6 seiner
Ringfläche 4 fest und dichtend auf dem Zapfen 7 auf.
Die Anlagefläche 9 liegt mit ihrem Außenmantel 10 an
dem Anschlussbauteil 11 an. Insoweit gleicht diese Ausführungsform
den bereits zuvor beschriebenen Flanschringen. Die Besonderheit des
Flanschringes 5 in 4 besteht
darin, dass dieser über mindestens eine Öffnung 20 verfügt,
die von dem Werkstoff des Randabschnittes 1 der Dichtungsmanschette 2 durchdrungen
wird. Zwischen der Anlagefläche 9 des Flanschringes 5 und
dem Anschlussbauteil 11 weist der Flanschring 5 partiell
eine Mulde 21 auf, in die hinein sich ein Teil des Werkstoffes
des Randabschnittes 1 der Dichtungsmanschette 2 erstreckt
und somit unmittelbar an dem Anschlussbauteil 11 zur Anlage
kommt. Damit konnte eine zusätzliche Dichtung geschaffen
werden, die sich bis in den Übergangsbereich 15 zwischen
der Anlagefläche 9 und der Ringfläche 4 des
Flanschringes 5 erstreckt und somit einen kritischen Bereich
zwischen dem Anschlussbauteil 11 und dem Zapfen 7 zuverlässig
abdichtet. Die Öffnung 20 kann als eine einzige,
umlaufende Öffnung vorgesehen werden, so dass der vordere
Teil des Flanschringes 5 als eine Art Verstärkungseinlage
unmittelbar in den Randabschnitt 1 der Dichtungsmanschette 2 eingesetzt
wäre. Eine bevorzugte Ausführungsvariante besteht
jedoch darin, dass auf den Umfang des Flanschringes 5 bezogen,
mehrere, mit einem Abstand zueinander angeordnete Öffnungen 20 vorgesehen werden.
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Die 5 stellt
einen Flanschring 5 dar, der fertigungstechnisch sehr einfach
hergestellt werden kann. Dieser weist ein im Querschnitt etwa domartiges
Mittelteil und zwei symmetrisch von diesem zentralen Mittelteil
abragende Bereiche auf, von denen einer die Ringfläche 4 und
der andere die Anlagefläche 9 bildet. Durch die
geschwungene Kontur der Ringfläche 4 sowie der
Anlagefläche 9 werden auf den Seiten, die dem
Zapfen 7 beziehungsweise dem Anschlussbauteil 11 zugewandt
sind, muldenartige Vertiefungen in dem Flanschring 5 geschaffen.
In diese muldenartigen Vertiefungen sind bei der in 5 gezeigten
Ausführung eines Flanschringes 5 Dichtelemente 12 und 13 lose
eingelegt. Bei den elastisch verformbaren Dichtelementen 12 und 13 handelt
es sich vorliegend um Rundringe aus einem Gummi-Werkstoff. Die Außenränder 23 und 24 der
Ringfläche 4, beziehungsweise der Anlagefläche 9 sind ebenfalls
geschwungen ausgeführt. Ihr Endabschnitt weist jeweils
von dem korrespondierenden Anschlussbauteil 11 beziehungsweise
Zapfen 7 weg, so dass der Flanschring 5 durch
den Außenrand 23 am Zapfen 7 und durch
den Außenrand 24 am Anschlussbauteil 11 wie
eine Feder wirkt, die sich gegen das Anschlussbauteil 11 beziehungsweise
den Zapfen 7 abstützt. Zudem kann durch eine derartige
Gestaltung der Außenränder 23 und 24 eine
zusätzliche Abstreifwirkung gegen von außen eindringende
Verunreinigungen oder Feuchtigkeit erreicht werden.
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Eine
im Vergleich zur 5 vereinfachte Ausführungsvariante
eines erfindungsgemäßen Flanschringes 5 zeigt
die 6. Hierbei ist lediglich die Ringfläche 4 in
geschwungener Ausführung vorgesehen. In die durch die geschwungene
Ausführung der Ringfläche 4 gebildete
Mulde ist ein Dichtelement 12 in Form eines O-Ringes aus
Gummi lose eingesetzt. Der Außenrand 23 der Ringfläche 4 weist
von dem Zapfen 7 weg, an dem die Ringfläche 4 in
elastischer und dichtender Weise angeordnet ist. Somit wird auch
bei dieser Ausführungsvariante des Außenrandes 23 eine
Abstreifwirkung und eine federnde Anlage erreicht. Die etwa rechtwinklig
zu der Ringfläche 4 abragende Anlagefläche 9 weist
einen geradlinigen Verlauf auf. Sie bildet damit eine Ringfläche,
die mit ihrem Außenmantel 10 unmittelbar an dem Anschlussbauteil 11 anliegt
und somit eine vergleichsweise große Anlagefläche
darstellt.
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Dies
trifft ebenso auf die Darstellung der 7 zu, deren
Besonderheit darin besteht, dass die Anlagefläche 9 und
die Ringfläche 4 etwa rechtwinklig zueinander
verlaufen, wobei nur die Anlagefläche 9 in unmittelbarem
Berührungskontakt an dem Anschlussbauteil 11 anliegt.
Der Außenrand 23 der Ringfläche 4 ist
bei dieser Ausführung als eine rinnenförmige,
gegenüber der Ringfläche 4 gekröpfte Struktur
ausgebildet. Dieser Außenrand 23 liegt unter Federwirkung
elastisch an der Oberfläche des Zapfens 7 an.
Zwischen der Ringfläche 4 und dem Zapfen 7 ist
darüber hinaus ein Dichtelement 12 vorhanden,
das stoffschlüssig mit dem Flanschring 5 verbunden
ist. Die elastische Federwirkung der Ringfläche 4 sowie
der Anlagefläche 9 beziehungsweise der Druck des
Dichtelementes 12 gegen den Zapfen 7 können
verbessert werden, wenn der Flanschring 5 vor seiner Montage
einen stumpfen Winkel zwischen Ringfläche 4 und
Anlagefläche 9 aufweist, der erst während
der Montage zu einem rechten Winkel umgeformt wird, wie er aus der 7 hervorgeht.
Durch diese Verformung des Flanschringes 5 bei der Montage
wird einerseits die Ringfläche 4 und damit der Außenrand 23 zusammen
mit dem Dichtelement 12 fest gegen den Zapfen 7 gepresst.
Darüber hinaus erhöht sich auch die Anpresskraft
der Anlagefläche 9 am Anschlussbauteil 11.
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Eine
zur Ausführung in 7 ähnliche
Lösung zeigt die 8. Hierbei
ist jedoch die Ringfläche 4 unmittelbar auf dem
Zapfen 7 aufgepresst und sitzt damit fest haftend auf dem
Zapfen 7. Die etwa rechtwinklig von der Ringfläche 4 abragende
Anlagefläche 9 verfügt über
einen gekröpften Außenrand 24, der unter
elastischer Federwirkung gegen das Anschlussbauteil 11 gepresst
ist. Zwischen dem Anschlussbauteil 11 und der Anlagefläche 9 ist
ein Dichtelement 12 angeordnet. Dieses Dichtelement 12 ist ein
Elastomerkörper, der stoffschlüssig mit dem Flanschring 5 verbunden
ist. Die Besonderheit des Dichtelementes 12 besteht darin,
dass sich dieses bis in den Übergangsbereich 15 hinein
erstreckt, der zwischen der Anlagefläche 9 und
der Ringfläche 4 des Flanschringes 5 vorhanden
ist. Somit deckt dieses Dichtelement 12 auch einen kritischen
Bereich zwischen dem Anschlussbauteil 11 und dem Zapfen 7 ab.
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Eine ähnliche
Variante zeigt die 9. Hierbei ist die Ringfläche 4 teilweise
in unmittelbarem Berührungskontakt zur Oberfläche
des Zapfens 7 und fest haftend auf dem Zapfen 7 angeordnet.
Die Ringfläche 4 verfügt ferner über
einen Abschnitt mit einer muldenartigen Vertiefung, aus der etwa
rechtwinklig zur Ringfläche 4 die Anlagefläche 9 abragt.
Die Anlagefläche 9 weist einen Außenrand 24 auf,
der geringfügig gekröpft ist und unmittelbar an
dem Anschlussbauteil 11 anliegt. Zwischen dem Übergangsbereich 15 und
dem Außenrand 24 verfügt auch die Anlagefläche 9 über
eine muldenartige Vertiefung. In die muldenartige Vertiefung im
Bereich der Ringfläche 4, die bis in den Bereich
der Anlagefläche 9 übergeht, ist ein
elastomeres Dichtelement 12 eingefügt. Dieses
Dichtelement 12 ist ebenfalls, wie bei den zuvor beschriebenen
Ausführungsformen stoffschlüssig mit der Außenoberfläche
des Flanschringes 5 verbunden. Auch hierbei ist der besondere
Vorteil zu verzeichnen, dass der Übergangsbereich 15 zwischen dem
Zapfen 7 und dem Anschlussbauteil 11 durch dieses
Dichtelement 12 optimal abgedichtet wird.
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Als
weitere Ausführung eines erfindungsgemäßen
Flanschringes 5 stellt die 10 eine
Lösung dar, bei der die Anlagefläche 9 großflächig
und mit einem ebenen Außenmantel 10 an dem Anschlussbauteil 11 anliegt.
Ausgehend von der Anlagefläche 9 erstreckt sich
etwa rechtwinklig zur Anlagefläche 9 und parallel
zur Mittenachse des Zapfens 7 die Ringfläche 4,
die an ihrem außenseitigen Ende in einen gekröpften
Außenrand 23 übergeht. Dieser gekröpfte Außenrand 23 liegt
unter elastischer Federwirkung an der Oberfläche des Zapfens 7 an.
Zwischen der Ringfläche 4 und der Oberfläche
des Zapfens 7 ist an dem Flanschring 5 ein Dichtelement 12 stoffschlüssig mit
dem Flanschring 5 verbunden. Die Besonderheit des Dichtelementes 12 besteht
darin, dass es über eine Dichtlippe 14 verfügt,
die elastisch gegen das Anschlussbauteil 11 und den Zapfen 7 abgestützt
ist. Dabei berührt die Dichtlippe 14 bevorzugt
den Übergangsbereich 15 zwischen dem Zapfen 7 und
dem Anschlussbauteil 11.
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Als
besonders einfache Ausführungsvariante wird in der 11 ein
Flanschring 5 nach der Erfindung gezeigt, der ohne Dichtelemente
auskommt. Die Abdichtung zwischen dem Anschlussbauteil 11 und
dem Zapfen 7 wird hierbei ausschließlich durch den
Flanschring 5 erreicht, der eine besondere Form aufweist.
So ist die Anlagefläche 9 mit ihrem ebenen Außenmantel 10 über
einen weiten Bereich dicht an das Anschlussbauteil 11 angelegt.
Der Außenrand 24 der Anlagefläche 9 ragt
geringfügig von dem Anschlussbauteil 11 weg, was
die elastische Anlage der Anlagefläche 9 am Anschlussbauteil 11 in
vorteilhafter Weise und wirkungsvoll unterstützt. Im Unterschied
hierzu weist die Ringfläche 4 eine wellenförmige
Kontur auf. Durch diese wellenförmige Kontur der Ringfläche 4 wird
ebenfalls eine elastische Anlage und damit ein fester Sitz des Flanschringes 5 am Zapfen 7 erreicht.
Diese Maßnahmen reichen in der Regel aus, um eine optimale
Abdichtung zu erreichen. Zudem ist der Flanschring 5 gemäß 11 sehr
einfach und kostengünstiger herzustellen und stellt somit
eine optimierte Variante dar.
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Zur
Erzielung einer statischen Dichtung bis zu einem Grenzwert, wie
dies erfindungsgemäß erreicht wird, kann auch
eine Ausführung dienen, wie sie in der 12 gezeigt
ist. Hierbei besteht der Flanschring 5 aus einem sehr einfachen,
magnetischen oder magnetisierbaren Werkstoff und weist im Querschnitt
betrachtet etwa eine L-förmige Kontur auf. Die Anlagefläche 9 ragt
damit etwa rechtwinklig von der Ringfläche 4 ab.
Die Anlagefläche 9 liegt wiederum mit einer großen
Anlagefläche eben unmittelbar an dem Anschlussbauteil 11 an.
Darüber hinaus weist auch die Ringfläche 4 eine
ebene und über einen großen Bereich an den Zapfen 7 anliegende
Fläche auf. In den Randabschnitt 1 der Dichtungsmanschette 2 sind
magnetische oder magnetisierbare Partikel 19 eingearbeitet.
Da der Flanschring 5 aus einem magnetischen oder magnetisierbaren
Werkstoff besteht und die magnetischen beziehungsweise magnetisierbaren
Partikel 19 im Randabschnitt 1 der Dichtungsmanschette 2 vorhanden
sind, bilden Flanschring und Randabschnitt 1 gemeinsam
eine statische Dichtung, die bei Überschreiten eines Grenzwertes
ein Durchrutschen des Randabschnittes 1 der Dichtungsmanschette 2 gestattet
und somit in eine Gleitreibung übergeht. Diese Lösung
lässt sich für nahezu beliebige Geometrien umsetzen
und ist somit sehr einfach, weil die magnetischen oder magnetisierbaren
Partikel 19 unmittelbar bei der Herstellung der Dichtungsmanschette 2 in
den Werkstoff, beziehungsweise bevorzugt nur in den Randabschnitt 1 eingebracht
werden können.
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- 1
- Randabschnitt
- 2
- Dichtungsmanschette
- 3
- Innenmantel
(der Ringfläche)
- 4
- Ringfläche
- 5
- Flanschring
- 6
- Außenmantel
(der Ringfläche)
- 7
- Zapfen
- 8
- Innenmantel
(der Anlagefläche)
- 9
- Anlagefläche
- 10
- Außenmantel
(der Anlagefläche)
- 11
- Anschlussbauteil
- 12
- Dichtelement
- 13
- Dichtelement
- 14
- Dichtlippe
(des Dichtelements)
- 15
- Übergangsbereich
- 16
- Dichtlippe
(der Dichtmanschette)
- 17
- Verstärkungseinlage
- 18
- Steg
- 19
- magnetische
oder magnetisierbare Partikel
- 20
- Öffnung
- 21
- Mulde
- 22
- Labyrinthstruktur
- 23
- Außenrand
- 24
- Außenrand
- 25
- Schlitz
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102004063013
A1 [0003]
- - DE 102004001465 A1 [0003]
- - DE 10239266 C2 [0004]
- - DE 20116794 U1 [0004]
- - DE 10124295 C2 [0004]
- - DE 19911770 C2 [0004]
- - DE 19910689 C1 [0004]