DE102007059282A1

DE102007059282A1 - Radial-Axialabdichtung und Verfahren zur Herstellung einer Radial-Axialabdichtung

Info

Publication number: DE102007059282A1
Application number: DE102007059282A
Authority: DE
Inventors: Tom During; Norbert Metten; Thomas Wiesneth
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2007-12-08
Filing date: 2007-12-08
Publication date: 2009-06-10
Also published as: WO2009071397A1

Abstract

Es sind eine Radial-Axialabdichtung und ein Verfahren zur Herstellung einer Radial-Axialabdichtung offenbart. Die Radial-Axialabdichtung ist zwischen einem Gehäuse (1) und einer drehbaren Welle (2) angeordnet. Die Radial-Axialabdichtung umfasst einen Käfig (6) mit zwei Borden (6a, 62) und eine Hülse (4), die ebenfalls zwei Borde (41, 42) ausgebildet hat. Zwischen jedem Bord (61, 62) des Käfigs (6) und jedem Bord (41, 42) der Hülse (4) ist jeweils ein Dichtring (8) eingesetzt. Die Hülse (4) ist mittels eines Presssitzes am Gehäuse (1) oder an der Welle (2) angebracht.

Description

Die gegenwärtige Erfindung betrifft eine Radial-Axialabdichtung zwischen einem Gehäuse und einer drehenden Welle. Die Radial-Axialabdichtung besitzt einen Käfig, der zwei Borde ausgebildet hat. Ebenso besitzt die Radial-Axialabdichtung eine Hülse, die ebenfalls zwei Borde ausgebildet hat. Zwischen den Borden des Käfigs und der Borde der Hülse ist jeweils ein Dichtring eingesetzt.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Radial-Axialabdichtung.
Die Erfindung findet hauptsächlich in Getrieben mit einer Nasskupplung Einsatz. In Getrieben wird die Nasskupplung über hydraulischen Druck angesteuert. Der Ölstrom wird über Kanäle und Zuleitungen zu der jeweiligen erforderlichen Position transportiert. Da die Kupplung rotativ ist, muss der erforderliche Ölstrom an dem Übergang vom Gehäuse und Kupplungsscheibe abgedichtet werden. Dies geschieht in der Regel mit einer Drehdurchführung.
Die Deutsche Offenlegungsschrift DE 42 381 47 A1 offenbart eine Radial-Nadellager-Baueinheit mit integrierter Radial-Axialabdichtung. Die Radial-Nadellager-Baueinheit umfasst eine Außenhülse mit zumindest einem nach innen weisenden Bord und einem die Nadeln führenden Käfig, der in Verbindung mit einer Anschlagscheibe und einem elastischen Ring steht, die innerhalb der Außenhülse liegen und ebenfalls eine Axialabdichtung bilden. Eine Innenhülse ist zumindest mit einem nach außen weisenden Bord versehen, das einem nach innen weisenden Bord der Außenhülse gegenüberliegt. Zwischen dem Bord des Käfigs und dem benachbarten Bord der Innenhülse ist ein nach außen spreizender Dichtring angeordnet. Zwischen dem Bord der Innenhülse und dem Bord der Außenhülse ist ein Axial-Gleitring angeordnet. Die Radial-Nadellager-Baueinheit, wie sie in der DE 42 381 47 offenbart ist, weist einen recht komplizierten Aufbau auf, da mit dieser Baueinheit eine Lagerung und eine Abdichtung gleichzeitig erreicht werden soll.
Das U.S.-Patent 6,224,063 B1 offenbart eine Dichtungsanordnung. Hierzu sind zwei axial voneinander beabstandete Dichtungsringe auf einer ringförmigen Nut eines Trägers angeordnet. Mit dieser Anordnung wird eine Abdichtung zwischen einem zylindrischen Schaft und einer Gehäusebohrung erreicht. Der ringförmige Träger bildet eine Presspassung mit dem Schaft und wird von einem Ende her auf den Schaft gepresst. Der ringförmige Träger ist dabei derart bemessen, dass die Größe der Presspassung ausreichend radiale Spannung erzeugt, damit der radiale Träger an einem festen axialen Platz auf dem Schaft positioniert bleibt. Der radiale Träger kann dabei eine Vielzahl von Konfigurationen haben und der radiale Träger kann ebenfalls durch spannende Herstellung, durch Spritzgießen oder durch metallische Umformung hergestellt werden. Die hier dargestellte Dichtungsanordnung ist jedoch nicht für die Abdichtung einer Radial-Axialdichtung geeignet.
Das U.S.-Patent 5,619,130 offenbart die Befestigung eines ringförmigen Elements auf einem Schaft. Es ist in diesem Dokument nicht offenbart, dass es sich bei dem ringförmigen Element ausschließlich um eine Dichtung handelt.
Aufgabe der gegenwärtigen Erfindung ist, eine Radial-Axialabdichtung herzustellen, die kostengünstig zu produzieren ist und gleichzeitig wenige Produktionsschritte bei der Herstellung benötigt.
Die obige Aufgabe wird gelöst durch eine Radial-Axialabdichtung, die die Merkmale des Anspruchs 1 umfasst. Ebenso wird die obige Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer Radial-Axialabdichtung, welches die Merkmale des Anspruchs 9 umfasst.
Es ist von Vorteil, wenn die Radial-Axialabdichtung zwischen einem Gehäuse und einer drehenden Welle angeordnet ist. Die Radial-Axialabdichtung umfasst einen Käfig mit zwei Borden und einer Hülse, die ebenfalls zwei Borde ausgebildet hat. Zwischen dem Bord des Käfigs und dem Bord der Hülse ist jeweils ein Dichtring eingesetzt. Die Hülse ist mittels eines Presssitzes am Gehäuse oder an der Welle angebracht.
Die Radial-Axialabdichtung ist ein Ring. Der Käfig ist gestanzt und wird anschließend zu einem Ring gebogen und verschweißt. Ebenso kann der Käfig aus Stahl oder aus Kunststoff hergestellt sein.
Die Borde der Hülse können nach außen auf- oder nach innen eingebogen sein. Bei dem Presssitz der Hülse am Gehäuse sind die Borde der Hülse eingebogen. Bei dem Presssitz der Hülse auf der Welle sind die Borde der Hülse aufgebogen.
Jeder der Dichtringe ist mittels eines T-Schlosses zwischen den Borden des Käfigs und den Borden der Hülse montiert.
Das Verfahren zur Herstellung einer Radial-Axialabdichtung zeichnet sich dadurch aus, dass zunächst die Hülse aus einem Bandmaterial zu einem Ring gebogen wird. Ebenso wird der Käfig als Ring ausgebildet. Der ringförmige Käfig kann entweder auf die Ringinnenfläche oder auf die Ringaußenfläche der Hülse gesetzt werden. Der Käfig hat dabei bereits zwei Borde ausgebildet. Beidseitig der Hülse wird dann ein Bord ausgeformt, wobei jeweils zwischen einem Bord der Hülse und einem Bord des Käfigs ein Zwischenraum ausgebildet wird. In den Zwischenraum wird letztendlich ein Dichtring eingesetzt.
Bei einem Sitz des Käfigs auf der Ringinnenfläche werden die Borde der Hülse eingebogen. Bei einem Sitz des Käfigs auf der Ringaußenfläche werden die Borde nach außen aufgebogen.
Die folgenden Ausführungsbeispiele sollen die Erfindungen und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutern.
1 zeigt die Befestigung der Hülse mittels Presssitz am Gehäuse
2 zeigt die Befestigung der Hülse mittels Presssitz an der Welle
3 zeigt eine Schnittansicht der Radial-Axialabdichtung
4 zeigt eine vergrößerte Darstellung des in 3 mit dem Kreis gekennzeichneten Bereichs
5 zeigt eine Draufsicht auf die Radial-Axialabdichtung an einer Stelle, an der die beiden Dichtringe miteinander verbunden sind
6 zeigt eine vergrößerte Darstellung, an der einer der beiden Dichtringe verbunden ist
1 zeigt eine schematische Anordnung, bei der die Hülse 4 der Radial-Axialabdichtung 10 mittels eines Presssitzes am Gehäuse 1 befestigt ist. Die Hülse 4 weist ein erstes Bord 4₁ und ein zweites Bord 4₂ auf. Bei der Anordnung, bei der die Hülse 4 am Gehäuse 1 sitzt, ist das erste Bord 4₁ und das zweite Bord 4₂ eingebogen. Auf der Hülse 4 sitzt ein Käfig 6, der ebenfalls ein erstes Bord 6₁ und ein zweites Bord 6₂ besitzt. Zwischen dem ersten Bord 4₁ der Hülse 4 und dem ersten Bord 6₁ des Käfigs 6 ist ein Zwischenraum ausgebildet. Ebenso ist zwischen dem zweiten Bord 4₂ der Hülse 4 und dem zweiten Bord 6₂ des Käfigs 6 ein Zwischenraum ausgebildet. In den so ausgebildeten Zwischenräumen sitzt jeweils eine Dichtung 8. In der in 1 dargestellten Ausführungsform schleift somit die Dichtung an der drehenden Welle 2.
2 zeigt diejenige Ausführungsform, bei der die Hülse 4 auf der drehenden Welle 2 mittels eines Presssitzes befestigt ist. Bei dieser Anordnung ist das erste Bord 4₁ der Hülse 4 und das zweite Bord 4₂ der Hülse 4 nach außen aufgebogen. Ebenso wie bereits in 1 beschrieben, sitzt auf der Hülse 4 ein Käfig 6. Der Käfig 6 besitzt ebenfalls ein erstes Bord 6₁ und ein zweites Bord 6₂ . In dem analog zu 1 ausgebildeten Zwischenraum zwischen dem ersten Bord 4₁ der Hülse 4 und dem ersten Bord 6₁ des Käfigs 6, sowie zwischen dem zweiten Bord 4₂ der Hülse 4 und dem zweiten Bord 6₂ des Käfigs 6 ist ein Dichtring 8 eingesetzt. In der in 2 dargestellten Ausführung schleift der Dichtring 8 am Gehäuse wenn die Welle gedreht wird, da die Hülse 4 mittels eines Presssitzes auf der Welle 2 befestigt ist.
3 zeigt eine Schnittdarstellung der Radial-Axialabdichtung 10. In der hier gewählten Darstellung sind am oberen und am unteren Ende jeweils die Dichtungen 8 vorgesehen, die, wie aus der Beschreibung der 1 und 2 zu entnehmen ist, entweder am Gehäuse 1 oder an der Welle 2 schleifen.
4 zeigt die vergrößerte Darstellung des in 3 mit dem Kreis 12 gekennzeichneten Bereichs der Radial-Axialabdichtung 10. Wie bereits in 1 und 2 beschrieben, umfasst die Hülse ein erstes Bord 4₁ und ein zweites Bord 4₂ . Ebenso hat die Hülse 4 eine zentrale Bohrung 15 ausgebildet, durch die evtl. das Schmiermittel in Betrieb treten kann. Auf der Hülse sitzt der Käfig 6, der ebenfalls ein erstes Bord 6₁ und ein zweites Bord 6₂ ausgebildet hat. Der Käfig 6 kann dabei aus Stahl hergestellt sein. Für den Fall, dass der Käfig 6 aus Stahl hergestellt ist, wird die Hülse mittels Umformung aus einem Bandmaterial hergestellt. In einer anderen Ausführungsform kann die Hülse 6 aus Kunststoff hergestellt sein. Hier kann die Hülse 6 dann in einem Arbeitsgang mittels Spritzgießens hergestellt werden. Die Hülse 4 wird ebenfalls aus einem Bandmaterial hergestellt. Dabei werden je nach Anbringung der Hülse am Gehäuse 1 oder auf der Welle 2 die Borde eingebogen oder aufgebogen.
Bevor das erste Bord 4₁ und das zweite Bord 4₂ der Hülse aufgebogen oder eingebogen werden, wird der Käfig 6 auf die Hülse gesetzt und entsprechend positioniert. Anschließend wird das erste Bord 4₁ und das zweite Bord 4₂ der Hülse 4 aufgebogen. Dadurch entsteht zwischen dem ersten Bord 4₁ der Hülse 4 und dem ersten Bord 6₁ des Käfigs 6 ein Zwischenraum 20. Ebenso entsteht zwischen dem zweiten Bord 4₂ der Hülse 4 und dem zweiten Bord 6₂ des Käfigs 6 ein Zwischenraum 20. In den Zwischenraum 20 wird jeweils ein Dichtring 8 gesetzt.
5 zeigt eine schematische Draufsicht auf die Radial-Axialabdichtung 10, bei der die beiden Dichtringe 8 am Randbereich der Radial-Axialabdichtung 10 positioniert sind.
6 zeigt eine vergrößerte Darstellung des in 5 mit dem Bezugszeichen 22 gekennzeichneten Bereichs des Dichtrings 8. Wie bereits mehrfach erwähnt, ist der Dichtring 8 zwischen dem zweiten Bord 4₂ der Hülse 4 und dem zweiten Bord 6₂ des Käfigs 6 angeordnet. Der Dichtring 8 wird dabei jeweils mittels eines T-Schlosses 14 in den Zwischenraum montiert und befestigt. Das T-Schloss 14 verbindet somit die beiden Enden des Dichtrings.
Die vorliegende Erfindung wurde unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsbeispiele beschrieben. Es ist für einen Fachmann selbstverständlich, dass Änderungen und Abwandlungen durchgeführt werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 4238147 A1 [0004]
- DE 4238147 [0004]
- US 6224063 B1 [0005]
- US 5619130 [0006]

Claims

Radial-Axialabdichtung zwischen einem Gehäuse (1) und einer drehenden Welle (2), wobei die Radial-Axialabdichtung einen Käfig (6) mit zwei Borde (6₁ , 6₂ ) und eine Hülse (4), die ebenfalls zwei Borde (4₁ , 4₂ ) ausgebildet hat, aufweist, wobei zwischen jedem Bord (6₁ , 6₂ ) des Käfigs (6) und jedem Bord (4₁ , 4₂ ) der Hülse (4) jeweils ein Dichtring (8) eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (4) mittels eines Presssitzes am Gehäuse (1) oder an der Welle (2) angebracht ist.
Radial-Axialabdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Radial-Axialabdichtung ein Ring (10) ist.
Radial-Axialabdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (6) gestanzt, zu einem Ring gebogen und verschweißt ist.
Radial-Axialabdichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (6) aus Stahl oder aus Kunststoff hergestellt ist.
Radial-Axialabdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Borde (4₁ , 4₂ ) der Hülse (4) nach außen auf- oder nach innen eingebogen sind.
Radial-Axialabdichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Presssitz der Hülse (4) am Gehäuse (1) die Borde (4₁ , 4₂ ) der Hülse (4) eingebogen sind.
Radial-Axialabdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Presssitz der Hülse (4) auf der Welle (2) die Borde (4₁ , 4₂ ) der Hülse (4) aufgebogen sind.
Radial-Axialabdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Dichtringe mittels eines T-Schlosses (14) zwischen den Borden (6₁ , 6₂ ) des Käfigs (6) und den Borden (4₁ , 4₂ ) der Hülse (4) montiert ist.
Verfahren zur Herstellung einer Radial-Axialabdichtung, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: – dass die Hülse (4) aus einem Bandmaterial zu einem Ring gebogen wird; – dass der Käfig (6) ebenfalls als Ring ausgebildet ist und auf die Ringinnenfläche oder auf die Ringaußenfläche der Hülse (4) gesetzt wird, wobei der Käfig (6) zwei Borde (6₁ , 6₂ ) ausgebildet hat, – dass beidseitig der Hülse (4) jeweils ein Bord (4₁ , 4₂ ) ausgeformt wird, wobei jeweils zwischen einem Bord (4₁ , 4₂ ) der Hülse (4) und einem Bord (6₁ , 6₂ ) des Käfigs (6) ein Zwischenraum (20) ausgebildet wird, und – dass in dem Zwischenraum (20) jeweils ein Dichtring (8) eingesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Sitz des Käfigs (6) auf der Ringinnenfläche die Borde (4₁ , 4₂ ) der Hülse (4) eingebogen werden.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Sitz des Käfigs (6) auf der Ringaußenfläche die Borde (4₁ , 4₂ ) der Hülse (4) nach außen aufgebogen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (8) im Zwischenraum (20) mittels eines T-Schlosses (20) gehalten und geformt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Radial-Axialabdichtung mittels eines Presssitzes am Gehäuse (1) oder an der Welle (1) befestigt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (6) gestanzt, zu einem Ring gebogen und verschweißt wird.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (6) aus Stahl oder aus Kunststoff hergestellt wird.