DE102007037214A1

DE102007037214A1 - Shaft seal system

Info

Publication number: DE102007037214A1
Application number: DE200710037214
Authority: DE
Inventors: Friedrich Boecking
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2007-08-07
Filing date: 2007-08-07
Publication date: 2009-02-12
Also published as: WO2009019137A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Wellendichtringsystem mit zwei Wellendichtringen (11, 12), die jeweils mindestens eine Dichtlippe (17, 18) aufweisen und in axialer Richtung voneinander beabstandet sind. Um die Herstellkosten und/oder den Bauraum zu optimieren, sind die beiden Wellendichtringe (11, 12) einstückig miteinander verbunden.The invention relates to a shaft sealing ring system with two shaft sealing rings (11, 12), each having at least one sealing lip (17, 18) and are spaced apart in the axial direction. In order to optimize the manufacturing costs and / or the space, the two shaft seals (11, 12) are integrally connected.

Description

Die Erfindung betrifft ein Wellendichtringsystem mit zwei Wellendichtringen, die jeweils mindestens eine Dichtlippe aufweisen und in axialer Richtung voneinander beabstandet sind. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Antriebseinheit mit einer Antriebswelle, an welche eine Pumpe direkt angebaut ist und mit einem Gehäuse, in welchem die Antriebswelle gelagert ist.The Invention relates to a shaft seal ring system with two shaft seals, each having at least one sealing lip and in the axial Direction are spaced apart. The invention relates to Further, a drive unit with a drive shaft, to which a pump is directly attached and with a housing in which the drive shaft is stored.

Stand der TechnikState of the art

Je nach Anwendungen können zwei Wellendichtringe miteinander kombiniert werden. Die beiden Wellendichtringe verhindern, dass ein Fluid in axialer Richtung von der einen Seite auf die andere Seite gelangt, und umgekehrt.ever after applications can two shaft seals are combined. The two Shaft seals prevent a fluid in the axial direction from one side to the other, and vice versa.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Wellendichtringsystem mit zwei Wellendichtringen, die jeweils mindestens eine Dichtlippe aufweisen und in axialer Richtung voneinander beabstandet sind, im Hinblick auf die Herstellkosten und/oder den Bauraum zu optimieren.task It is the object of the invention to provide a shaft sealing ring system with two shaft sealing rings, each having at least one sealing lip and in the axial direction spaced apart, in view of the production costs and / or to optimize the installation space.

Die Aufgabe ist bei einem Wellendichtringsystem mit zwei Wellendichtringen, die jeweils mindestens eine Dichtlippe aufweisen und in axialer Richtung voneinander beabstandet sind, dadurch gelöst, dass die beiden Wellendichtringe einstückig miteinander verbunden sind. Der Begriff axial ist auf die Drehachse einer Welle bezogen, der das Wellendichtringsystem so zugeordnet ist, dass die Dichtlippen der beiden Wellendichtringe an der Welle anliegen. Durch die einstückige Verbindung der beiden Wellendichtringe wird die Montage erheblich vereinfacht.The The task is with a shaft seal ring system with two shaft seals, each having at least one sealing lip and in the axial direction spaced from each other, achieved in that the two shaft seals one piece connected to each other. The term axial is on the axis of rotation a shaft related to the shaft seal system so assigned is that the sealing lips of the two shaft seals on the shaft issue. By the one-piece Connection of the two shaft seals will increase the assembly considerably simplified.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Wellendichtringsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Wellendichtringe einen gemeinsamen Ringkörper aufweisen, von dem sich radial innen, im Ringquerschnitt betrachtet, zwei Dichtschenkel in entgegengesetzte Richtungen erstrecken. Vorzugsweise ist an den freien Enden der Dichtschenkel jeweils eine Dichtlippe ausgebildet.One preferred embodiment of the shaft sealing ring system is characterized in that the two shaft seals have a common annular body, of which radially inside, viewed in the ring cross-section, two sealing legs extend in opposite directions. Preferably, the free ends of the sealing legs each formed a sealing lip.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Wellendichtringsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkörper radial innen zwischen den Dichtschenkeln einen Freiraum aufweist. Der Freiraum, der auch als Innenraum bezeichnet wird, erstreckt sich radial innen zwischen den Dichtlippen beziehungsweise den Dichtschenkeln.One Another preferred embodiment of the shaft sealing ring system is characterized in that the ring body radially inside between the sealing legs has a free space. Of the Free space, which is also referred to as interior, extends radially inward between the sealing lips or the sealing legs.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Wellendichtringsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass sich radial außen von dem Ringkörper, im Querschnitt betrachtet, zwei Befestigungsschenkel in entgegengesetzte Richtungen erstrecken. Die Befes tigungsschenkel dienen dazu, das Wellendichtringsystem zum Beispiel in beziehungsweise an einem Gehäuse zu befestigen.One Another preferred embodiment of the shaft sealing ring system is characterized in that radially outside from the ring body, viewed in cross section, two mounting legs in opposite directions Extend directions. The fastening legs serve the purpose of the shaft seal ring system for example, in or to attach to a housing.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Wellendichtringsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkörper radial außen zwischen den Befestigungsschenkeln eine Nut aufweist. Vorzugsweise mündet im Bereich der Nut ein Leckagekanal, der in einem Gehäuse ausgespart ist und das Abführen einer im Betrieb auftretenden Leckage ermöglicht.One Another preferred embodiment of the shaft sealing ring system is characterized in that the ring body radially outside between the mounting legs has a groove. Preferably ends in the region of the groove, a leakage channel recessed in a housing is and the discharge allows a occurring during operation leakage.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Wellendichtringsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkörper mindestens einen Verbindungskanal aufweist, der den Freiraum mit der Nut verbindet. Der Verbindungskanal erstreckt sich vorzugsweise in radialer Richtung. Durch den Verbindungskanal gelangt eine sich in dem Freiraum sammelnde Leckage in die Nut.One Another preferred embodiment of the shaft sealing ring system is characterized in that the ring body Has at least one connecting channel, which with the free space the groove connects. The connecting channel preferably extends in the radial direction. Through the connection channel enters a in the free space accumulating leakage into the groove.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Wellendichtringsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippen durch jeweils einen Stützkörper abgestützt sind. Der Stützkörper ist vorzugsweise aus Metall gebildet und als Stützring ausgeführt.One Another preferred embodiment of the shaft sealing ring system is characterized in that the Sealing lips are supported by a respective supporting body. The support body is preferably made of metal and designed as a support ring.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Wellendichtringsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass sich die Stützkörper jeweils zwischen einem der Dichtschenkel und dem zugehörigen Befestigungsschenkel erstrecken. Vorzugsweise haben die Stütz körper einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt.One Another preferred embodiment of the shaft sealing ring system is characterized in that the support body respectively between one of the sealing legs and the associated mounting leg extend. Preferably, the support body have a substantially U-shaped Cross-section.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Wellendichtringsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Dichtlippen durch ein Vorspannelement vorgespannt sind. Bei dem Vorspannelement handelt es sich vorzugsweise um eine Feder, insbesondere eine Schlauchfeder.One Another preferred embodiment of the shaft sealing ring system is characterized in that the two sealing lips are biased by a biasing element. at the biasing element is preferably a spring, in particular a hose spring.

Bei einem Antriebselement mit einer Antriebswelle, an welche eine Pumpe direkt angebaut ist und mit einem Gehäuse, in welchem die Antriebswelle gelagert ist, ist die oben angegebene Aufgabe dadurch gelöst, dass zwischen einer Antriebsseite und einer Pumpenseite ein vorab beschriebenes Wellendichtringsystem vorgesehen ist. Bei der Antriebseinheit handelt es sich vorzugsweise um eine Brennkraftmaschine. Bei der Antriebswelle handelt es sich vorzugsweise um eine Nockenwelle. Bei der Pumpe handelt es sich vorzugsweise um eine Kraftstoffpumpe, insbesondere eine Kraftstoffhochdruckpumpe.at a drive element with a drive shaft, to which a pump is directly attached and with a housing in which the drive shaft is stored, the above object is achieved in that between a drive side and a pump side, a previously described shaft seal system is provided. The drive unit is preferably to an internal combustion engine. The drive shaft is preferably around a camshaft. The pump is preferably to a fuel pump, in particular a high-pressure fuel pump.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind.Further Advantages, features and details of the invention will become apparent the following description, with reference to the drawing various embodiments are described in detail.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 zeigt einen Ausschnitt einer Antriebseinheit mit einer Antriebswelle und einem Wellendichtringsystem gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel und 1 shows a section of a drive unit with a drive shaft and a shaft seal ring system according to a first embodiment and

2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt II aus 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. 2 shows an enlarged section II out 1 according to a second embodiment.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

In 1 ist ein Ausschnitt einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit einer Antriebswelle 1 im Längsschnitt dargestellt. Bei der Antriebswelle 1 handelt es sich um eine Nockenwelle, die mit Hilfe einer Lagereinrichtung 2 in einem Gehäuse 4 drehbar gelagert ist. Die Seite mit der Lagereinrichtung 2 wird auch als Motorseite oder Antriebsseite 5 bezeichnet.In 1 is a section of an internal combustion engine of a motor vehicle with a drive shaft 1 shown in longitudinal section. At the drive shaft 1 it is a camshaft, with the help of a bearing device 2 in a housing 4 is rotatably mounted. The page with the storage facility 2 is also called motor side or drive side 5 designated.

Die Motorseite 5 ist in 1 rechts angeordnet. Die linke Seite 6 wird auch als Pumpenseite bezeichnet, weil auf dieser Seite eine (nicht dargestellte) Pumpe direkt an die Nockenwelle 1 angebaut ist. Die Motorseite 5 und die Pumpenseite 6 können auch andersherum angeordnet sein. Wesentlich ist, dass auf der Motorseite 5 ein anderes Fluid wie auf der Pumpenseite 6 angeordnet ist. Auf der Motorseite 5 ist zum Beispiel Motoröl vorhanden. Auf der Pumpenseite 6 ist zum Beispiel Kraftstoff vorhanden.The engine side 5 is in 1 arranged to the right. The left side 6 is also referred to as the pump side, because on this side a (not shown) pump directly to the camshaft 1 is grown. The engine side 5 and the pump side 6 can also be arranged the other way around. It is essential that on the engine side 5 another fluid as on the pump side 6 is arranged. On the engine side 5 For example, engine oil is present. On the pump side 6 For example, fuel is available.

Das Gehäuse 4 weist zwischen der Pumpenseite 6 und der Motorseite 5 eine Ausnehmung 8 auf, die im Wesentlichen die Gestalt eines Kreiszylindermantels hat, der koaxial so zu der Antriebswelle 1 angeord net ist, dass sich zwischen der Antriebswelle 1 und der Ausnehmung 8 ein Ringraum 9 ergibt. In dem Ringraum 9 ist ein Wellendichtringsystem 10 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel angeordnet. Das Wellendichtringsystem 10 verhindert zum einen, dass Kraftstoff von der Pumpenseite 6 auf die Motorseite 5 gelangt. Zum anderen verhindert das Wellendichtringsystem 10, dass Motoröl von der Motorseite 5 auf die Pumpenseite 6 gelangt.The housing 4 points between the pump side 6 and the engine side 5 a recess 8th substantially having the shape of a circular cylinder jacket coaxial with the drive shaft 1 angeord net is that between the drive shaft 1 and the recess 8th an annulus 9 results. In the annulus 9 is a shaft seal system 10 arranged according to a first embodiment. The shaft seal ring system 10 prevents for one, that fuel from the pump side 6 on the engine side 5 arrives. On the other hand, the shaft seal ring system prevents 10 that engine oil from the engine side 5 on the pump side 6 arrives.

Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung sind in dem Wellendichtringsystem 10 ein erster Wellendichtring 11 und ein zweiter Wellendichtring 12 durch einen gemeinsamen Ringkörper 14 einstückig miteinander verbunden. Von dem gemeinsamen Ringkörper 14 erstreckt sich radial innen ein erster Dichtschenkel 15 zur Motorseite 5 hin. Ein zweiter Dichtschenkel 16 erstreckt sich in entgegengesetzter Richtung zur Pumpenseite 6 hin. Im Bereich des freien Endes der Dichtschenkel 15, 16 ist jeweils eine Dichtlippe 17, 18 ausgebildet, die an der Antriebswelle 1 anliegt. Durch Vorspannelemente 19, 20 werden die Dichtlippen 17, 18 in Anlage an der Antriebswelle 1 gehalten. Bei den Vorspannelementen 19, 20 handelt es sich vorzugsweise um Schlauchfedern.According to an essential aspect of the invention are in the shaft seal ring system 10 a first shaft seal 11 and a second shaft seal 12 through a common ring body 14 integrally connected. From the common ring body 14 extends radially inwardly a first sealing leg 15 to the engine side 5 out. A second sealing leg 16 extends in the opposite direction to the pump side 6 out. In the area of the free end of the sealing leg 15 . 16 is each a sealing lip 17 . 18 formed on the drive shaft 1 is applied. By biasing elements 19 . 20 become the sealing lips 17 . 18 in contact with the drive shaft 1 held. At the preload elements 19 . 20 are preferably hose springs.

Radial außen erstreckt sich von dem gemeinsamen Ringkörper 18 ein erster Befestigungsschenkel 23 zu der Motorseite 5 hin. Ein zweiter Befestigungsschenkel 24 erstreckt sich von dem Ringkörper 14 zur Pumpenseite 6 hin. Die beiden Befestigungsschenkel 23, 24 dienen dazu, das Wellendichtringsystem 10 in der Ausnehmung 8 zu fixieren. Das Wel lendichtringsystem 10 ist in 1 im Querschnitt dargestellt. Die Dichtschenkel 15, 16 und die Befestigungsschenkel 23, 24 erstrecken sich wie der Ringkörper 14 vollständig um die Antriebswelle 1 herum.Radially outwardly extends from the common annular body 18 a first attachment leg 23 to the engine side 5 out. A second attachment leg 24 extends from the ring body 14 to the pump side 6 out. The two attachment legs 23 . 24 serve to the shaft seal system 10 in the recess 8th to fix. The Wel lendichtringsystem 10 is in 1 shown in cross section. The sealing legs 15 . 16 and the attachment legs 23 . 24 extend like the ring body 14 completely around the drive shaft 1 around.

Radial innen, also auf der der Antriebswelle 1 zugewandten Seite, weist der gemeinsame Ringkörper 14 einen Freiraum 26 auf, der auch als Innenraum bezeichnet wird. Der Innenraum 26 hat im Querschnitt die Gestalt eines Kreissegments, dessen gerade Seite der Antriebswelle 1 zugewandt ist. Von dem Freiraum 26 erstreckt sich mindestens ein Verbindungskanal 28 in radialer Richtung nach außen und mündet in eine Ringnut 30, die radial außen in dem gemeinsamen Ringkörper 14 ausgespart ist. Die Ringnut 30 hat im Querschnitt die Gestalt eines Kreissegments, dessen gerade Seite der Ausnehmung 8 zugewandt ist. Im Bereich der Ringnut 30 mündet ein Leckagekanal 32, der in dem Gehäuse 4 ausgespart ist. Bei dem Leckagekanal 32 handelt es sich vorzugsweise um eine Entlastungsbohrung.Radially inside, so on the drive shaft 1 facing side, has the common ring body 14 a free space 26 on, which is also referred to as interior. The interior 26 has in cross section the shape of a circle segment, the straight side of the drive shaft 1 is facing. From the open space 26 at least one connecting channel extends 28 in the radial direction outwards and opens into an annular groove 30 radially outward in the common annular body 14 is omitted. The ring groove 30 has in cross section the shape of a circle segment, the straight side of the recess 8th is facing. In the area of the ring groove 30 opens a leakage channel 32 in the case 4 is omitted. At the leakage channel 32 it is preferably a relief hole.

In 2 ist ein Ausschnitt II gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel vergrößert dargestellt. In 2 ist in dem Ringraum zwischen der Antriebswelle 1 und dem Gehäuse 4 ein Wellendichtringsystem 50 mit einem gemeinsamen Ringkörper 54 angeordnet. Von dem gemeinsamen Ringkörper 54 erstreckt sich ein Dichtschenkel 56 zur Antriebsseite 6 hin. Im Bereich des freien Endes des Dichtschenkels 56 ist eine Dichtlippe 58 ausgebildet, die durch ein Vorspannelement 60 gegen die Antriebswelle 1 vorgespannt ist.In 2 is a section II shown enlarged according to another embodiment. In 2 is in the annulus between the drive shaft 1 and the housing 4 a shaft seal system 50 with a common ring body 54 arranged. From the common ring body 54 extends a sealing leg 56 to the drive side 6 out. In the area of the free end of the sealing leg 56 is a sealing lip 58 formed by a biasing element 60 against the drive shaft 1 is biased.

Radial außen erstreckt sich von dem gemeinsamen Ringkörper 54 ein Befestigungsschenkel 64 zur Antriebsseite 6 hin. Das Wellendichtringsystem 50 ist, ebenso wie das in 1 dargestellte Wellendichtringsystem 10, in sich symmetrisch. Die Symmetrieachse verläuft durch den gemeinsamen Ringkörper 14; 54 senkrecht zur Drehachse der Antriebswelle 1.Radially outwardly extends from the common annular body 54 a mounting leg 64 to the drive side 6 out. The shaft seal ring system 50 is, as well as in 1 illustrated shaft seal system 10 , symmetrical in itself. The symmetry axis runs through the common annular body 14 ; 54 perpendicular to the axis of rotation of the drive shaft 1 ,

Die beiden Schenkel 56, 64 verlaufen im Wesentlichen parallel zueinander. Zwischen dem Dichtschenkel 56 und der Antriebswelle 1 ist ein Freiraum 66 ausgebildet, der zur Pumpenseite 6 hin von der Dichtlippe 58 begrenzt wird.The two thighs 56 . 64 are essentially parallel to each other. Between the sealing leg 56 and the drive shaft 1 is a free space 66 formed, the pump side 6 out from the sealing lip 58 is limited.

Die beiden Schenkel 56, 64 sind durch einen Stützkörper 70 abgestützt, der von einem Stützring mit einem U-förmigen Querschnitt gebildet wird. Der U-förmige Querschnitt des Stützrings 70 umfasst eine Basis 72, die an dem gemeinsamen Ringkörper 54 anliegt. Von der Basis 72 geht ein Schenkel 73 aus, der an dem Dichtschenkel 56 anliegt. Ein weiterer Schenkel 74, der radial außen von der Basis 72 ausgeht, liegt an dem Befestigungsschenkel 64 an.The two thighs 56 . 64 are through a support body 70 supported, which is formed by a support ring with a U-shaped cross-section. The U-shaped cross section of the support ring 70 includes a base 72 attached to the common ring body 54 is applied. From the base 72 goes a thigh 73 off, on the sealing leg 56 is applied. Another thigh 74 that is radially outward of the base 72 goes out, lies on the mounting leg 64 at.

Claims

Shaft seal system with two shaft seals ( 11 . 12 ), each having at least one sealing lip ( 17 . 18 ; 58 ) and are spaced apart in the axial direction, characterized in that the two shaft sealing rings ( 11 . 12 ) are integrally connected.

Shaft sealing ring system according to claim 1, characterized in that the two shaft sealing rings ( 11 . 12 ) a common annular body ( 14 ; 54 ), from which radially inward, viewed in the ring cross-section, two sealing legs ( 15 . 16 ; 56 ) extend in opposite directions.

Shaft sealing ring system according to claim 2, characterized in that the annular body ( 14 ; 54 ) radially inward between the sealing legs ( 15 . 16 ; 56 ) a free space ( 26 ; 66 ) having.

Shaft sealing ring system according to claim 2 or 3, characterized in that radially outwardly of the annular body ( 14 ; 54 ), viewed in the ring cross-section, two mounting legs ( 23 . 24 ; 64 ) extend in opposite directions.

Shaft sealing ring system according to claim 4, characterized in that the annular body ( 14 ; 54 ) radially outward between the mounting legs ( 23 . 24 ; 64 ) a groove ( 30 ) having.

Shaft sealing ring system according to claim 5, characterized in that the annular body ( 14 ; 54 ) at least one connection channel ( 28 ) having the free space with the groove ( 30 ) connects.

Shaft sealing ring system according to one of claims 4 to 6, characterized in that the sealing lips ( 58 ) by a respective support body ( 70 ) are supported.

Shaft sealing ring system according to claim 7, characterized in that the supporting body ( 70 ) between one of the sealing legs ( 56 ) and the associated attachment leg ( 64 ).

Shaft sealing ring system according to one of the preceding claims, characterized in that the two sealing lips ( 17 . 18 ; 58 ) by a biasing element ( 19 . 20 ; 60 ) are biased.

Drive unit with a drive shaft ( 1 ), to which a pump is directly attached, and with a housing ( 4 ), in which the drive shaft ( 1 ) is mounted, characterized in that between a drive side ( 5 ) and a pump side ( 6 ) a shaft seal ring system ( 10 ; 50 ) is provided according to one of the preceding claims.