DE102005007392A1

DE102005007392A1 - Dichtsystem für hochdynamische Beanspruchungen, insbesondere zur Abdichtung der Druckräume des Variators eines Stufenlos-Getriebes

Info

Publication number: DE102005007392A1
Application number: DE200510007392
Authority: DE
Inventors: Matthias Dipl.-Ing. List; Linus Dipl.-Ing. Eschenbeck; Uwe Dipl.-Ing. Firzlaff; Eckart Dipl.-Ing. Gühne; Anton Dipl.-Ing. Parzefall
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2005-02-18
Filing date: 2005-02-18
Publication date: 2006-08-31

Abstract

Es wird ein Dichtsystem für hochdynamische Beanspruchungen, insbesondere zur Abdichtung der Druckräume (7) des Variators eines Stufenlos-Getriebes, umfassend einen Dichtungsträger (1) und einen Gleitring, vorgeschlagen, bei dem der Gleitring als Kunststoffgleitring (3) ausgebildet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Dichtsystem für hochdynamische Beanspruchungen, insbesondere zur Abdichtung der Druckräume des Variators eines Stufenlos-Getriebes gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Nach dem Stand der Technik werden die Druckräume bzw. Hydraulikräume der Variatoren bei Stufenlos-Getrieben aufgrund der hohen dynamischen Beanspruchung mit einer Gleitdichtung, bestehend aus einem O-Ring und einem PTFE(Polytetrafluorethylen)-Gleitring abgedichtet.
Hierbei haben sich der O-Ring und der PTFE-Gleitring aufgrund der starken Axial- und Radialbewegungen zwischen den Bauteilen, welche gegeneinander abgedichtet werden sollen, als sehr verschleißanfällig erwiesen. Des weiteren erfordern die aus Bauteilverformungen unter Last resultierenden großen Dichtspaltänderungen ein spezielles und teures Gleitringprofil; es sind auch hochwertige Oberflächen in der Nut und an der Gleitfläche erforderlich.
Außerdem können PTFE-Gleitringe in nachteiliger Weise nur gesintert und spanend hergestellt bzw. verarbeitet werden, da ein Spritzgussverfahren aufgrund der geringen Fließfähigkeit nicht möglich ist. Ferner ist die Montage des PTFE-Gleitrings aufwendig, da das erforderliche verschleißfeste Material eine geringe Dehnung aufweist, wodurch der Gleitring nicht geschlossen montiert werden kann.
Wenn offene Gleitringe oder Rechteckringe zur Abdichtung verwendet werden, läuft der Kolbenraum leer, was in nachteiliger Weise in längeren Befüllzeiten resultiert, was wiederum den Fahrkomfort beeinträchtigt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Dichtsystem für hochdynamische Beanspruchungen, insbesondere zur Abdichtung der Druckräume des Variators eines Stufenlos-Getriebes anzugeben, welches die erwähnten Nachteile der Dichtsysteme nach dem Stand der Technik nicht aufweist. Insbesondere soll das erfindungsgemäße Dichtsystem kostengünstig herstellbar und einfach montierbar sein. Des weiteren soll der Verschleiß im Vergleich zum Stand der Technik reduziert werden.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Demnach wird ein Dichtsystem vorgeschlagen, welches einen in einer Nut des Dichtungsträgers angeordnetem Gleitring umfasst, der als Kunststoffgleitring ausgebildet ist. Der Kunststoffgleitring ist gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform derart angeordnet, dass er an den Flächen anliegt, wo hoher Verschleiß auftreten kann, vorzugsweise an der Gleitfläche und an der druckbeaufschlagten Nutflanke.

Hierbei wird im Rahmen einer ersten Ausführungsform der Erfindung der Kunststoffgleitring unter Vorspannung montiert und durch seine Vorspannung derart gegen die Gleitfläche und den Nutgrund gedrückt, dass ein Leerlaufen der Hydraulikräume vermieden wird. Ferner weist die Verwendung des Kunststoffgleitrings den Vorteil auf, dass dieser geschlossen montiert werden kann.

Durch die Verwendung eines Kunststoffgleitrings wird eine problemlose Kompensation von großen Dichtspaltänderungen zwischen Dichtungsträger und Gleitfläche ermöglicht, wobei das geringe Kriechverhalten des Kunststoffgleitrings den Einsatz des Dichtsystems bei hohen Drücken ermöglicht.

Im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist zusätzlich zum Kunststoffgleitring ein Elastomerprofil vorgesehen, derart, dass der Kunststoffgleitring durch das vorgespannte Elastomerprofil gegen die Gleitfläche gedrückt wird, wobei der Nutraum durch das Elastomerprofil so ausgefüllt ist, dass ein Leerlaufen von Hydraulikräumen weitestgehend vermieden wird.

Gemäß der Erfindung sind der Kunststoffgleitring und das Elastomerprofil als Einheit montierbar, was zum einen die Montage erleichtert und zum anderen eine Fehlmontage ausschließt. Diese Ausgestaltung des Dichtsystems weist den Vorteil auf, dass sich der Kunststoffgleitring und das Elastomerprofil bei Axialbewegungen im drucklosen Zustand nicht voneinander lösen können, so dass sie als Einheit in der Nut bleiben.

Durch die erfindungsgemäße Konzeption wird eine signifikante Verschleißreduzierung am Gleitring erzielt, da der Kunststoffgleitring einen niedrigeren Gleitverschleiß als ein PTFE-Gleitring aufweist. Ferner können die Oberflächenanforderungen an der Nut und der Gleitfläche reduziert werden; bei Verwendung von Kunststoffen mit guten Gleiteigenschaften entstehen in vorteilhafter Weise geringe Verschiebekräfte.

Des weiteren wird eine kostengünstige, einfache und schnelle Montage ermöglicht. Die Kosten werden zudem dadurch gesenkt, dass der Kunststoffgleitring im Gegensatz zum PTFE-Gleitring spritzgegossen wird.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Es stellen dar:
1 eine schematische Schnittansicht einer ersten Ausführungsform des Dichtsystems gemäß der vorliegenden Erfindung; und
2 eine schematische Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform des Dichtsystems gemäß der vorliegenden Erfindung.
In 1 ist der Dichtungsträger mit 1 bezeichnet. Er weist eine Nut 2 auf, in der der erfindungsgemäße Kunststoffgleitring 3 derart angeordnet ist, dass er an der Gleitfläche 4 und an der druckbeaufschlagten Nutflanke 5 anliegt. Der obere Pfeil verdeutlicht den hydraulischen Druck; die Bewegungsrichtung des Dichtsystems ist durch den Doppelpfeil angedeutet.
Der Kunststoffgleitring 3 ist erfindungsgemäß unter Vorspannung montierbar; diese Vorspannung führt dazu, dass er gegen die Gleitfläche 4 und den Nutgrund 6 gedrückt wird, so dass ein Leerlaufen der Hydraulikräume bzw. Druckräume 7 weitgehend vermieden wird. Die gezeigte Konstruktion weist auch den Vorteil auf, dass der Kunststoffgleitring 3 bei Axialbewegungen im drucklosen Zustand in der Nut 2 bleibt. Zur Vereinfachung der Montage kann der Kunststoffgleitring 3 Schlitze 8 aufweisen, die vorzugsweise an dessen am Nutgrund 6 anliegender Seite vorgesehen sind.
Bei der in 2 gezeigten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dichtsystems ist zusätzlich zum Kunststoffgleitring 3 ein vorgespanntes Elastomerprofil 9 vorgesehen. Hierbei wird der Kunststoffgleitring 3 durch das vorgespannte Elastomerprofil 9 gegen die Gleitfläche 4 gedrückt, wobei der Nutraum durch das Elastomerprofil 9 so ausgefüllt ist, dass ein Leerlaufen von Hydraulikräumen 7 weitgehend vermieden werden kann.
Der Kunststoffgleitring 3 und das Elastomerprofil 9 sind als Einheit montierbar, wobei zur Vermeidung einer Fehlmontage das vorgespannte Elastomerprofil 9 an dessen dem Hydraulikraum zugewandter Seite eine Nase 10 aufweisen kann.
Bei der gezeigten Ausführungsform wird ein Teil des Kunststoffgleitrings 3, nämlich der dem Nutgrund 6 zugewandte Teil, vom Elastomerprofil 9 umhüllt. Diese Ausgestaltung des Dichtsystems weist den Vorteil auf, dass der Kunststoffgleitring 3 und das Elastomerprofil 9 bei Axialbewegungen als Einheit in der Nut 2 bleiben.
Durch die vorliegende Erfindung wird ein einfach aufgebautes, leicht montierbares und kostengünstig herstellbares Dichtsystem zur Verfügung gestellt, welches für alle Variatortypen geeignet ist. Selbstverständlich fällt auch jede konstruktive Ausbildung, insbesondere jede räumliche Anordnung des Kunststoffgleitringes, die Ausgestaltung der Nut sowie die Anordnung und Form des Elastomerprofils soweit technisch sinnvoll unter den Schutzumfang der vorliegenden Ansprüche, ohne die Funktion des Dichtsystems, wie sie in den Ansprüchen angegeben ist, zu beeinflussen, auch wenn diese Ausbildungen nicht explizit in den Figuren oder in der Beschreibung dargestellt sind.

1: Dichtungsträger
2: Nut
3: Kunststoffgleitring
4: Gleitfläche
5: Nutflanke
6: Nutgrund
7: Hydraulikraum
8: Schlitz
9: Elastomerprofil
10: Nase

Claims

Dichtsystem für hochdynamische Beanspruchungen, insbesondere zur Abdichtung der Druckräume des Variators eines Stufenlos-Getriebes, umfassend einen Dichtungsträger und einen Gleitring, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleitring als Kunststoffgleitring (3) ausgebildet ist.
Dichtsystem für hochdynamische Beanspruchungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffgleitring (3) derart in einer Nut (2) des Dichtungsträgers (1) angeordnet ist, dass er an der Gleitfläche (4) und an der druckbeaufschlagten Nutflanke (5) anliegt.
Dichtsystem für hochdynamische Beanspruchungen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffgleitring (3) unter Vorspannung montierbar ist.
Dichtsystem für hochdynamische Beanspruchungen nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffgleitring (3) zur Vereinfachung der Montage Schlitze (8) aufweist, die an dessen am Nutgrund (6) anliegender Seite vorgesehen sind.
Dichtsystem für hochdynamische Beanspruchungen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es zusätzlich zum Kunststoffgleitring (3) ein vorgespanntes Elastomerprofil (9) umfasst, wobei in einer Nut (2) Dichtungsträger (1) derart angeordnet ist, dass der Kunststoffgleitring (3) durch das vorgespannte Elastomerprofil (9) gegen die Gleitfläche (4) gedrückt wird.
Dichtsystem für hochdynamische Beanspruchungen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffgleitring (3) und das Elastomerprofil (9) als Einheit montierbar sind.
Dichtsystem für hochdynamische Beanspruchungen nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vermeidung einer Fehlmontage das vorgespannte Elastomerprofil (9) an dessen dem Hydraulikraum bzw. Druckraum (7) zugewandter Seite eine Nase (10) aufweist.
Dichtsystem für hochdynamische Beanspruchungen nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Nutgrund (6) zugewandte Teil des Kunststoffgleitrings (3) vom Elastomerprofil (9) umhüllt ist.