DE102004056599A1

DE102004056599A1 - Anordnung zur Abdichtug von zwei fluidführenden Baugruppen

Info

Publication number: DE102004056599A1
Application number: DE102004056599A
Authority: DE
Inventors: Stefan Tölle
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2004-11-24
Filing date: 2004-11-24
Publication date: 2006-06-01
Also published as: US20060108746A1; US7578528B2; FR2878931B1; FR2878931A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Abdichtung von zwei fluidführenden Baugruppen, insbesondere zur Abdichtung von einem Gehäuse, dessen Innenraum mit einem ersten Fluid gefüllt ist und durch dessen Innenraum eine Rohrleitung geführt ist, die mit einem anderen Fluid gefüllt ist, das in einen Bauraum strömt, der von dem mit dem ersten Fluid gefüllten Innenraum durch eine Gehäusewand getrennt ist. Es wird die Aufgabe gelöst, eine solche Anordnung zu schaffen, die mit geringem Bauteil-, Kosten- und Montageaufwand eine wirksame Abdichtung ermöglicht. Dies wird erreicht, indem zwischen einem ersten Dichtelement (4) und einem zweiten Dichtelement (5) ein Stützring (6) angeordnet ist, der an seinen den Dichtelementen (4; 5) zugeordneten Seitenflächen jeweils eine Kontur (7; 8) zur Aufnahme und Ableitung von Fluidvolumen aufweist, das infolge Leckage im Bereich des jeweils zugeordneten Dichtelementes (4; 5) an den Stützring (6) geströmt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Abdichtung von zwei fluidführenden Baugruppen, insbesondere zur Abdichtung von einem Gehäuse, dessen Innenraum mit einem ersten Fluid gefüllt ist und durch dessen Innenraum eine Rohrleitung geführt wird, die mit einem anderen Fluid gefüllt ist, das in einen Bauraum strömt, der von dem mit dem ersten Fluid gefüllten Innenraum durch eine Gehäusewand getrennt ist und wobei im Bereich der Durchführung der Rohrleitung durch die Gehäusewand zumindest zwei auf der Rohrleitung abgestützte Dichtelemente vorgesehen sind.
Für zahlreiche technische Anwendungen ist eine Abdichtung fluidführender Baugruppen notwendig, um sowohl die Funktionsfähigkeit der jeweiligen Baugruppe zu gewährleisten als auch Umweltprobleme, beispielsweise durch austretende Schmierstoffe zu vermeiden. Ein diesbezüglich typisches Anwendungsgebiet sind Brennkraftmaschinen, bei denen neben einer Gasabdichtung (zum Beispiel zwischen Kurbelgehäuse und Zylinderkopf) an zahlreichen Baugruppen im Flüssigkeitsbereich (zum Beispiel für Motoröl und Kühlmittel) eine Abdichtung notwendig ist, um einen Austritt des jeweiligen Fluids zu verhindern.

In DE 203 14 842 U1 wird eine Anordnung zur Verbindung zwischen einer Rohrleitung und einem zylindrischen Anschlussteil beschrieben. Die freien Endabschnitte vom Anschlussteil und der als Wellrohr ausgestalteten Rohrleitung werden zunächst ineinander geschoben und nachfolgend mit einem Sicherungsring axial fixiert, Der Sicherungsring wird zusätzlich von einer Halteklammer umgriffen, die beidseitig vom Sicherungsring jeweils auf den zu verbindenden Bauteilen aufliegt. Weiterhin sind in zwei Wellen des Wellrohres jeweils O-Ringe zur Flüssigkeitsabdichtung eingelegt. In einer alternativen Ausführung wird der Sicherungsring nicht von außen aufgedrückt, sondern als Federring an der Innenkontur einer Welle des Wellrohres abgestützt. Auch bei dieser Ausführung werden in zwei weiteren Wellrohrwellen O-Ringe zur Flüssigkeitsabdichtung eingelegt.

Mit dieser technischen Lösung, die gemäß den Darlegungen in der Druckschrift vorzugsweise für Sammelleitungen an Sonnenkollektoren geeignet ist, kann grundsätzlich eine funktionsfähige Verbindung zwischen zwei fluidführenden Baugruppen realisiert werden. Dabei ist eine geringfügige Leckage unerheblich, sofern in beiden Baugruppen das gleiche Fluid geführt wird. Probleme durch eine Vermischung unterschiedlicher Fluide sind folglich ausgeschlossen. Weiterhin ist das Fluidvolumen im System ausreichend groß, so dass auch bei einem Austritt kleiner Fluidmengen an die Umgebung keine funktionellen Mängel zu erwarten sind. Ferner ergibt eine solche geringfügige Leckage auch keine umweltrelevanten Bedenken, weil als Fluid überwiegend Wasser verwendet wird.

Eine Anwendung der technischen Lösung gemäß DE 203 14 842 U1 bzw. von ähnlichen Abdichtungen ist allerdings problematisch, sofern in den gegenseitig abzudichtenden Baugruppen unterschiedliche Fluide geführt werden. Dies ist für Konstruktionen relevant, die ein Gehäuse aufweisen, dessen Innenraum mit einem ersten Fluid gefüllt ist. Dabei wird durch das Gehäuse außerdem eine Rohrleitung geführt, deren Innenraum mit einem anderen Fluid gefüllt ist und das in einen Bauraum strömt, der von dem mit dem ersten Fluid gefüllten Innenraum lediglich durch eine Gehäusewand getrennt ist. Eine solche Anordnung wird zum Beispiel für Brennkraftmaschinen zur Wasserdurchführung im Ölraum benötigt. Für derartige Anwendungen kann auch eine geringfügige Leckage und eine somit eintretende Vermischung von unterschiedlichen Fluiden nicht akzeptiert werden. Vielmehr ist am Durchgang der Rohrleitung durch die Gehäusewand zwingend eine leckagefreie Dichtung notwendig.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung zu schaffen, die mit geringem Bauteil-, Kosten- und Montageaufwand eine wirksame Abdichtung zwischen zwei Baugruppen ermöglicht, die vorzugsweise mit unterschiedlichen Fluiden gefüllt sind.

Diese Aufgabe wird gelöst, indem zwischen dem ersten Dichtelement und dem zweiten Dichtelement ein Stützring angeordnet ist, der an seinen den Dichtelementen zugeordneten Seitenflächen jeweils eine Kontur zur Aufnahme und Ableitung von Fluidvolumen aufweist, das infolge Leckage im Bereich des jeweils zugeordneten Dichtelementes an den Stützring geströmt ist. Weitere Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, deren technische Merkmale und Funktionen im Ausführungsbeispiel näher beschrieben werden.

Die erfindungsgemäße Anordnung ist für zahlreiche technische Anwendungen geeignet, bei denen eine gegenseitige Abdichtung von Baugruppen notwendig ist, in denen unterschiedliche Fluide geführt werden. Eine bevorzugte Anwendung sind hierbei Brennkraftmaschinen, wobei diese Anordnung beispielsweise für die Wasserdurchführung im Ölraum verwendet werden kann.

Mit dieser Anordnung werden sowohl Beeinträchtigungen der Funktionssicherheit als auch der Umwelt durch auftretende Leckagen oder Vermischung von unterschiedlichen Fluiden vermieden, wobei diese Abdichtung eine einfache Montage ermöglicht und lediglich geringe Bauteil- und Herstellungskosten erfordert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Es zeigen:
1 den grundsätzlichen Aufbau einer erfindungsgemäßen Anordnung in perspektivischer Ansicht
2 eine Schnittdarstellung der Anordnung im montierten Zustand
3 ein Detail der Anordnung
4 ein weiteres Detail der Anordnung
5 ein weiteres Detail der Anordnung
Die in 1 dargestellte Anordnung wird zur Abdichtung von zwei fluidführenden Baugruppen verwendet, beispielsweise für die Wasserdurchführung im Ölraum einer Brennkraftmaschine.
Hierbei ist ein Gehäuse 1 vorgesehen, dessen Innenraum mit einem ersten Fluid gefüllt ist. Dieses erste Fluid ist in der Zeichnung mit einem Pfeil stilisiert, der mit einer Angabe „Medium 1" bezeichnet ist. Durch den Innenraum des Gehäuses 1 wird eine Rohrleitung 2 geführt, die mit einem anderen Fluid gefüllt ist. Dieses zweite Fluid ist in der Zeichnung mit einem Pfeil stilisiert, der mit einer Angabe „Medium 2" bezeichnet ist. Das zweite Fluid aus der Rohrleitung 2 strömt in einen Bauraum 3, der als eigenständige Baugruppe ausgestaltet sein kann. Der Bauraum 3 ist von dem mit dem ersten Fluid gefüllten Innenraum des Gehäuses 1 durch eine Wand getrennt.
Wie insbesondere aus 2 bis 4 ersichtlich ist, sind im Bereich der Durchführung der Rohrleitung 2 durch die Wand des Gehäuses 1 auf der Rohrleitung 2 zwei Dichtelemente 4 und 5 abgestützt. Dabei steht das erste Dichtelement 4 mit dem Durchbruch in der Wand des Gehäuses 1 in Wirkverbindung. Dieses Dichtelement 4 ist so ausgestaltet, dass eine radiale Verformung zum Ausgleich von Toleranzen möglich ist und dichtet den mit dem ersten Fluid (Medium 1) beaufschlagten Innenraum des Gehäuses 1 ab. Das zweite Dichtelement 5 dichtet die Rohrleitung 2 und das zweite Fluid (Medium 2) gegenüber dem Gehäuse 1 ab.
Um eine Durchmischung der zwei unterschiedlichen Fluide bei Leckage durch ein Eindringen in den jeweils anderen Raum zu unterbinden, ist zwischen beiden Dichtelementen 4 und 5 ein zusätzlicher Stützring 6 angeordnet, der gegenüber den Dichtelementen 4 und 5 eine Stützschulter und einen Ablauf ausbildet und der drei Funktionen erfüllt:

a) eine leichte Montage und Demontage der Dichtungselemente
b) eine Abstützung und Sicherung der Dichtungselemente
c) eine Ausbildung eines nach außen geöffneten Raumes, der bei einer Leckage das entsprechende Fluid ableitet sowie ein Eindringen und Vermischen in den anderen fluidführenden Raum verhindert

Hierfür weist der Stützring 6 an seinen den Dichtelementen 4 und 5 zugeordneten Seitenflächen jeweils eine Kontur 7 bzw. 8 zur Aufnahme und Ableitung von Fluidvolumen auf, das infolge Leckage im Bereich des jeweils zugeordneten Dichtelementes 4 oder 5 an den Stützring 6 geströmt ist. Diese Konturen 7 und 8 zur Aufnahme und Ableitung von Leckage-Fluidvolumen sind vorzugsweise an der einen Seitenfläche des Stützrings 6 an der zur Rohrleitung 2 gerichteten Seite und an der anderen Seitenfläche des Stützrings 6 an der zur Rohrleitung 2 entgegengesetzten Seite ausgestaltet. Weiterhin weisen diese Konturen 7 und 8 zumindest eine Austrittsöffnung 9 für das jeweilige Fluid auf. Schließlich weist der Stützring 6 an seinen den Dichtelementen 4 und 5 zugeordneten Seitenflächen neben den Konturen 7 und 8 zur Aufnahme und Ableitung von Fluidvolumen jeweils als Abstützung der Dichtelemente 4 und 5 wirkende Abschnitte 10 auf. Diese Abschnitte 10 haben eine Kontur, die weitgehend kongruent ausgestaltet ist zu der Kontur, die das jeweils zugeordnete Dichtelement 4 oder 5 in diesem Übergangsbereich zum Stützring 6 aufweist.
Montagevorteile ergeben sich, sofern zumindest ein Abschnitt einer Dichtungsnut einseitig geöffnet ausgestaltet ist, wie dies aus 5 mit dem Bezugszeichen 11 ersichtlich ist.
Die Montage wird weiter vereinfacht, sofern der Stützring 6 an seinem Umfang zumindest einen radial nach außen gerichteten Vorsprung 12 aufweist, der mit einer weitgehend kongruenten Aussparung im Gehäuse 1 oder in der Baugruppe 3 in Wirkverbindung steht. In einer bevorzugten Ausführung sind zwei derartige Vorsprünge 12 vorgesehen, die an ihrem Endabschnitt jeweils eine klammerartige Kontur aufweisen, siehe hierzu 5. Mit diesen Bauelementen wird eine lösbare Verrastung des Stützringes 6 im Gehäuse 1 bzw. der Baugruppe 3 möglich. Im Bereich dieser Vorsprünge 12 können auch die am Stützring 6 ausgebildeten Leckage-Austrittsöffnungen 9 ausgestaltet werden.

1: Gehäuse (erstes Fluid)
2: Rohrleitung (zweites Fluid)
3: Baugruppe (zweites Fluid)
4: Dichtelement
5: Dichtelement
6: Stützring
7: Kontur für Leckageführung
8: Kontur für Leckageführung
9: Austrittsöffnung für Leckageablauf
10: Kontur für Abstützung Dichtelement
11: offener Abschnitt der Dichtungsnut
12: Vorsprung am Stützring

Claims

Anordnung zur Abdichtung von zwei fluidführenden Baugruppen, insbesondere zur Abdichtung von einem Gehäuse, dessen Innenraum mit einem ersten Fluid gefüllt ist und durch dessen Innenraum eine Rohrleitung geführt wird, die mit einem anderen Fluid gefüllt ist, das in einen Bauraum strömt, der von dem mit dem ersten Fluid gefüllten Innenraum durch eine Gehäusewand getrennt ist und wobei im Bereich der Durchführung der Rohrleitung durch die Gehäusewand zumindest zwei auf der Rohrleitung abgestützte Dichtelemente vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Dichtelement (4) und dem zweiten Dichtelement (5) ein Stützring (6) angeordnet ist, der an seinen den Dichtelementen (4; 5) zugeordneten Seitenflächen jeweils eine Kontur (7; 8) zur Aufnahme und Ableitung von Fluidvolumen aufweist, das infolge Leckage im Bereich des jeweils zugeordneten Dichtelementes (4; 5) an den Stützring (6) geströmt ist.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die am Stützring (6) ausgebildeten Konturen (7; 8) zur Aufnahme und Ableitung von Leckage-Fluidvolumen an der einen Seitenfläche des Stützrings (6) an der zur Rohrleitung (2) gerichteten Seite und an der anderen Seitenfläche des Stützrings (6) an der zur Rohrleitung (6) entgegengesetzten Seite ausgestaltet sind.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die am Stützring (6) ausgebildeten Konturen (7; 8) zur Aufnahme und Ableitung von Leckage-Fluidvolumen eine Austrittsöffnung (9) für das jeweilige Fluid aufweisen.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützring (6) an seinen den Dichtelementen (4; 5) zugeordneten Seitenflächen neben den Konturen (7; 8) zur Aufnahme und Ableitung von Fluidvolumen jeweils Abschnitte (10) aufweist mit einer Kontur, die weitgehend kongruent ausgestaltet ist zu der Kontur, die das jeweils zugeordnete Dichtelement (4; 5) in diesem Übergangsbereich zum Stützring (6) aufweist.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Abschnitt einer Dichtungsnut (11) einseitig geöffnet ausgestaltet ist.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützring (6) an seinem Umfang zumindest einen radial nach außen gerichteten Vorsprung (12) aufweist, der mit einer weitgehend kongruenten Aussparung im Gehäuse (1) bzw. in einer anderen zugeordneten Baugruppe (3) in Wirkverbindung bringbar ist.
Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass am Stützring (6) zwei radial nach außen gerichtete Vorsprünge (12) vorgesehen sind, die an ihrem Endabschnitt jeweils eine klammerartige Kontur aufweisen.
Anordnung nach den Ansprüchen 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die am Stützring (6) ausgebildeten Leckage-Austrittsöffnungen (9) im Bereich des radial nach außen gerichteten Vorsprungs (12) ausgestaltet sind.