DE102009021892B4

DE102009021892B4 - Hochdruckwellenabdichtungsvorrichtung und hydraulisch mittels eines Pedals betätigbare Kupplung mit dieser Hochdruckwellenabdichtungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102009021892B4
Application number: DE102009021892.0A
Authority: DE
Inventors: Marco Grethel; Andrej Lutz
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-06-11
Filing date: 2009-05-18
Publication date: 2019-10-10
Anticipated expiration: 2029-05-19
Also published as: DE102009021892A1

Abstract

Hochdruckwellenabdichtungsvorrichtung (1) bei einer Pumpe (3) zum Fördern eines Hydraulikmediums, bei einem Gehäuse (5) der Pumpe (3) und bei einer in einen Druckbereich (7) der Pumpe (3) des Hydraulikmediums ragenden Welle (9) zur Versorgung der Pumpe (3) mit mechanischer Energie, wobei die Hochdruckwellenabdichtungsvorrichtung (1) der Welle (9) zum Abdichten des Druckbereichs (7) zugeordnet und innerhalb des Gehäuses (5) angeordnet ist, mit einer der Welle (9) drehfest zugeordneten Schleuderscheibe (39) zum Ableiten eines Leckagestroms in Richtung einer Innenwand (47) des Gehäuses (5).

Description

Die Erfindung betrifft eine Hochdruckwellenabdichtungsvorrichtung bei einer Pumpe zum Fördern eines Hydraulikmediums sowie eine mittels der Pumpe antreibbare hydraulische Pedalkraftunterstützungseinrichtung, die auch als Pedalkraftunterstützung bezeichnet wird.
Hochdruckwellenabdichtungsvorrichtungen können einer Welle zum Abdichten zugeordnet werden. Die Hochdruckwellenabdichtungsvorrichtung kann dazu im Wesentlichen drehfest angeordnet und an einem Gleitbereich der Welle zugeordnet sein. Eine Drehung der Welle ist möglich, wobei sich ein dichtender Anlagekontakt zwischen dem Gleitbereich der Welle und der an diesem anliegenden Hochdruckwellenabdichtungsvorrichtungen ergibt. Bekannt sind beispielsweise sogenannte Simmerringe, Hutmanschetten oder Nutringe. Limitiert sind solche Lösungen, abhängig von dem Fluid, das mittels der Dichtung zurückgehalten werden soll, durch einen maximalen Druck und eine maximal mögliche Umdrehungszahl pro Minute und/oder Umfangsgeschwindigkeit der Welle.
Aus den Veröffentlichungen US 4,042,248 A und JP 2000-304138 A sind bereits Hochdruckwellenabdichtungsvorrichtungen bekannt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Hochdruckwellenabdichtungsvorrichtung bereitzustellen, insbesondere für Bremsflüssigkeit, insbesondere bis zu einem Druck von 35 bar oder höher und/oder Wellenumdrehungen von ungefähr bis zu 5.000 Umdrehungen/Minute und/oder Umfangsgeschwindigkeiten bis 3 Meter/Sekunde oder höher. Es ist ebenfalls Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte hydraulisch mittels eines Pedals betätigbare Kupplung mit einer Hochdruckwellenabdichtungsvorrichtung bereitzustellen.
Die Aufgabe ist mit einer Hochdruckwellenabdichtungsvorrichtung bei einer Pumpe zum Fördern eines Hydraulikmediums, bei einem Gehäuse der Pumpe und bei einer in einen Druckbereich der Pumpe des Hydraulikmediums ragenden Welle zur Versorgung der Pumpe mit mechanischer Energie gelöst, wobei die Hochdruckwellenabdichtungsvorrichtung der Welle zum Abdichten des Druckbereichs zuordenbar und innerhalb des Gehäuse anordenbar ist und eine der Welle drehfest zugeordnete Schleuderscheibe zum Ableiten eines Leckagestroms in Richtung einer Innenwand des Gehäuses aufweist. Vorteilhaft kann ein sich axial in Richtung der Welle ausbreitender Leckagestrom mittels der Schleuderscheibe radial nach außen in Richtung der Innenwand des Gehäuses umgeleitet werden. Der Antrieb erfolgt mittels Zentrifugalkräften, so dass sich die Schleuderscheibe mit der Umdrehungszahl der Welle mitdreht. Vorteilhaft kann die gesamte Hochdruckwellenabdichtungsvorrichtung direkt innerhalb der Pumpe angeordnet werden und kann den Druckbereich fluiddicht im Bereich der Welle abdichten.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Hochdruckwellenabdichtungsvorrichtung ist vorgesehen, dass der Schleuderscheibe eine Ausnehmung zum Ableiten des Leckagestroms zugeordnet ist, insbesondere eine radiale Ausnehmung des Abstandsrings, eine Bohrung des Gehäuses und/oder ein Spalt zwischen einem Motoraufnahmeflansch und dem Gehäuse. Vorteilhaft kann der Leckagestrom über die Ausnehmung von einem Inneren des Gehäuses nach außen abgeleitet werden.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Hochdruckwellenabdichtungsvorrichtung weist diese eine der Welle zuordenbare Hochleistungsdichtmanschette auf. Vorteilhaft kann die Hochleistungsdichtmanschette für vergleichsweise große Drücke und/oder Wellenumdrehungen und/oder Umfangsgeschwindigkeiten, beispielsweise bis zu circa 35 bar Druck und Wellenumdrehungen von etwa 5.000 Umdrehungen/Minute und Umfangsgeschwindigkeiten von etwa 3 Meter/Sekunde ausgelegt sein. Bei dem zurückzuhaltenden Fluid kann es sich beispielsweise um Bremsflüssigkeit handeln. Die Hochleistungsdichtmanschette kann Vorrichtungen zur Reibungsminderung und/oder Verschleißminderung aufweisen, beispielsweise PTFE, insbesondere eine PTFE-Beschichtung.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Hochdruckwellenabdichtungsvorrichtung weist diese eine Dichtungseinheit auf, die mittels eines Sicherungsrings formschlüssig innerhalb des Gehäuses der Pumpe fixierbar ist. Vorteilhaft kann die gesamte Dichtungseinheit vormontiert werden und ist dann mittels des Sicherungsrings formschlüssig innerhalb des Gehäuses der Pumpe fixierbar.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Hochdruckwellenabdichtungsvorrichtung ist vorgesehen, dass die Dichtungseinheit einen Klemmring, einen Gehäusering und die zwischen dem Klemmring und dem Gehäusering angeordnete Hochleistungsdichtmanschette aufweist. Vorteilhaft kann die Hochleistungsdichtmanschette mittels des Klemmrings und des Gehäuserings formschlüssig eingeklemmt und mithin in einer für die Abdichtung korrekten Position relativ zu der Welle gehalten werden.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Hochdruckwellenabdichtungsvorrichtung ist vorgesehen, dass die Dichtungseinheit einen dem Gehäusering axial gegen das Gehäuse dichtenden Axial O-Ring und einen den Gehäusering und/oder den Klemmring radial gegen die Hochleistungsdichtmanschette dichtenden Radial O-Ring aufweist. Vorteilhaft kann mittels der O-Ringe die Dichtungseinheit auch gegen die übrigen Bauteile der Pumpe abgedichtet werden.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Hochdruckwellenabdichtungsvorrichtung weist diese einen Abstandsring und einen dem Abstandsring und der Hochleistungsdichtmanschette zugeordneten Stützring auf. Vorteilhaft kann über dem Abstandsring und dem Stützring eine Endpresskraft auf die Hochleistungsdichtmanschette ausgeübt werden, um diese sicher in einer für den dichtenden Anlagekontakt mit der Welle notwendigen Position zu halten.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Hochdruckwellenabdichtungsvorrichtung ist vorgesehen, dass der Stützring eine Nut zum Ableiten eines Leckagestroms aufweist. Vorteilhaft kann ein sich möglicherweise trotz der Hochleistungsdichtmanschette einstellender Leckagestrom mittels der Nut sicher abgeleitet werden. Vorteilhaft kann so vermieden werden, dass der Leckagestrom einen unerwünschten Verlauf nimmt, beispielsweise axial sich entlang der Welle weiter ausbreitet, beispielsweise zu einem die Welle antreibenden Antrieb.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Hochdruckwellenabdichtungsvorrichtung ist vorgesehen, dass der Ausnehmung, insbesondere der Bohrung des Gehäuses, eine Dichtungsvorrichtung, insbesondere ein Schwimmer, zum Verhindern eines dem Leckagestrom entgegen gerichteten Fluidstroms zugeordnet ist. Ohne die Dichtungsvorrichtung bestünde die theoretische Möglichkeit eines Rückflusses, beispielsweise von Wasser. Dies könnte beispielsweise der Fall sein, wenn die Pumpe in einem Spritzwasser gefährdeten Bereich angeordnet ist. Vorteilhaft kann ein solcher unerwünschter Rückfluss beziehungsweise ein unerwünschtes Eindringen von Wasser in das Innere des Gehäuses mittels der Dichtungsvorrichtung verhindert werden.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Hochdruckwellenabdichtungsvorrichtung ist vorgesehen, dass der Schleuderscheibe eine in die Innenwand des Gehäuses eingelassene Abführnut zum Ableiten des Leckagestroms zugeordnet ist. Die Abführnut kann radial umlaufend in die Innenwand des Gehäuses eingelassen sein und den Leckagestrom in Richtung der Ausnehmung leiten.
Die Aufgabe ist außerdem mit einer hydraulisch mittels eines Pedals betätigbaren Kupplung mit einer mittels einer Pumpe antreibbaren hydraulischen Pedalkraftunterstützung mit einer vorab beschriebenen Hochdruckwellenabdichtungsvorrichtung gelöst. Es ergeben sich die vorab beschriebenen Vorteile. Bei der Kupplung kann es sich beispielsweise um eine Kupplung eines Kraftfahrzeugs handeln, insbesondere für hohe Motormomente von bis zu 500 Nm oder mehr. Eine erforderliche Pedalkraft zur Betätigung der Kupplung kann dennoch nieder gehalten werden.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:

1 eine Hochdruckwellenabdichtungsvorrichtung bei einer Pumpe zum Fördern eines Hydraulikmediums;
2 ein Detail einer Dichtmanschette der in 1 gezeigten Hochdruckwellenabdichtungsvorrichtung;
3 ein Detail eines Stützrings der in 1 gezeigten Hochdruckwellenabdichtungsvorrichtung;
4 jeweils Details der Hochdruckwellenabdichtungsvorrichtung aus 1, mit A bis C unterschiedlichen Dichtungsvorrichtungen zum Verhindern eines Rückflusses;
5 eine weitere Hochdruckwellenabdichtungsvorrichtung und
6 eine Dichtungseinheit der in 5 gezeigten Hochdruckwellenabdichtungsvorrichtung.

1 zeigt eine Hochdruckwellenabdichtungsvorrichtung 1 bei einer in 1 nur teilweise dargestellten Pumpe 3 zum Fördern eines Hydraulikmediums. Die Pumpe 3 weist ein ebenfalls nur teilweise dargestelltes Gehäuse 5 auf, das einen Druckbereich 7 des Hydraulikmediums abgrenzt. In den Druckbereich 7 ragt eine Welle 9. Die Welle 9 dient zum Antrieb nicht näher dargestellter Pumpenbauteile zum Fördern des Hydraulikmediums. Bei der Pumpe 3 kann es sich beispielsweise um eine Sichelpumpe mit einem Innenzahnrad und einem Au-ßenzahnrad handeln. Die Welle 9 kann zum Antrieb dem Innenzahnrad zugeordnet sein. Die Welle 9 der Pumpe 3 weist eine Kupplung 11 auf. Mittels der Kupplung 11 kann die Welle 9 drehfest einer Antriebswelle 13 zugeordnet werden. Die Antriebswelle 13 kann beispielsweise einer mechanischen Energiequelle, beispielsweise einem Elektromotor, zugeordnet sein. Mittels des Elektromotors und der Antriebswelle 13 kann mechanische Energie über die Kupplung 11 der Welle 9 und damit der Pumpe 3 zum Fördern des Hydraulikmediums zugeführt werden. Der Elektromotor kann beispielsweise einem Motoraufnahmeflansch 15 zugeordnet sein. In den Motoraufnahmeflansch 15 ragt eine zylindrische Hülse 17 des Gehäuses 5 der Pumpe 3. Die Hülse 17 weist eine Fase 19 auf, der ein O-Ring 21 in einem dichtenden Anlagekontakt zuordenbar ist. Der O-Ring 21 ist auch in einem dichtenden Anlagekontakt mit dem Motoraufnahmeflansch 15 bringbar und dichtet das Gehäuse 5 und den Motoraufnahmeflansch 15 gegeneinander ab. In einem zylindrischen Innenraum der Hülse 17 des Gehäuses 5 ist ein Abstandsring 23 angeordnet, der an den Motoraufnahmeflansch 15 anschlägt. Mittels des Abstandsrings 23 kann eine axiale Anpresskraft auf einen Stützring 25 der Hochdruckwellenabdichtungsvorrichtung 1 übertragen werden, die in Ausrichtung der 1 gesehen nach rechts gerichtet ist. Der Stützring 25 drückt eine Dichtmanschette 29 gegen eine Zylindergrundfläche 27 des Gehäuses 5. In die Zylindergrundfläche 27 des Gehäuses 5 ist eine ringförmige Nut 31 eingelassen, in der ein Radial O-Ring 33 angeordnet ist. Der Radial O-Ring 33 dichtet den Druckbereich 7 radial nach außen hin im Bereich der Dichtmanschette 29, der ringförmigen Nut 31 und der Zylindergrundfläche 27 des Gehäuses 5 ab.
Die Dichtmanschette 29 weist eine mit der Welle in einem dichtenden Anlagekontakt stehende Lippe 35 auf. Mittels der Lippe 35 der Dichtmanschette 29 kann der Druckbereich 7 im Bereich der Welle in axialer Richtung entlang einer Oberfläche der Welle 9 abgedichtet werden. Bei der Dichtmanschette 29 kann es sich um eine Hochleistungsdichtmanschette handeln.
Trotz der Lippe 35 kann es zu einem Leckagestrom kommen. Der Leckagestrom ist in 1 mittels Pfeilen 37 angedeutet. Vorteilhaft kann der Leckagestrom, der sich zwischen dem Stützring 25 und der Welle 9 in axialer Richtung, in Ausrichtung der 1 gesehen nach links, ausbreiten kann, mittels einer Schleuderscheibe 39 mittels Fliehkräften radial nach außen abgelenkt werden. Die Schleuderscheibe 39 ist dazu der Welle 9 drehfest zugeordnet. Der mittels der Pfeile 37 angedeutete Leckagestrom kann über radiale Aussparungen 41 des Abstandsrings 23, eine radiale Bohrung 43 durch die Hülse 17 des Gehäuses 5 der Pumpe 3 sowie einen zwischen dem Motoraufnahmeflansch 15 und dem Gehäuse 5 verbleibenden Spalt 45 nach außen hin abgeleitet werden.
Ein weiterer Fluidpfad des Leckagestroms, der zunächst radial nach außen entlang der Dichtungsmanschette 29 und/oder radial nach außen entlang des Stützrings 25 verläuft und dann in axialer Richtung zwischen dem Stützring 25 und einer Innenwand 47 des Gehäuses 5 hindurch, kann vorteilhaft mittels einer Vertiefungsnut 49 des Stützrings 25 abgeleitet werden. Eine entsprechende Detailansicht ist in 3 gezeigt. Die Darstellung gemäß der 1 kann einer tatsächlichen Einbaulage entsprechen, so dass sich der Leckagestrom entsprechend der herrschenden Schwerkraft von oben nach unten entlang der Vertiefungsnut 49 in Richtung der radialen Aussparungen 41 des Abstandsrings 23 bewegt. Die radialen Aussparungen 41 des Abstandrings 23 sind dem Stützring 25 so zugeordnet, dass der Leckagestrom in die radialen Aussparungen 41 hineinfließen kann. Vorteilhaft kann auch der mittels der Schleuderscheibe 39 radial nach außen geschleuderte Leckagestrom mittels der Vertiefungsnut 49 des Stützrings 25 entsprechend der Schwerkraft in Richtung der radialen Aussparungen 41 des Abstandsrings 23 geleitet werden. Die Schleuderscheibe 39 weist dazu eine tellerförmige in Richtung des Abstandsrings 23 zeigende Abschrägung 51 auf.
2 zeigt ein Detail mit der Welle 9, dem Stützring 25 und der Dichtmanschette 29. Es sind die den Leckagestrom anzeigenden Pfeile 37 eingezeichnet. Es ist ersichtlich, dass dieser durch einen zwischen dem feststehenden Stützring und der sich drehenden Welle 9 verbleibenden Spalt 53 hindurchfließt. Eine Stützschulter 83 des Stützrings 25 stützt die Dichtmanschette 29.
Die 4 A bis 4 C zeigen Detailansichten des Gehäuses 5 der in 1 dargestellten Hochdruckwellenabdichtungsvorrichtung 1 im Bereich der Bohrung 43. Zur Verhinderung eines Rückflusses eines Fluids, beispielsweise von Wasser, beispielsweise von Spritzwasser, ist in die Bohrung 43 eine Dichtungseinheit 55 integriert. Die Dichtungseinheit 55 weist einen Schwimmer 57 auf. Gemäß den Darstellungen der 4 A und 4 B ist der Schwimmer stabförmig mit einer Abrundung gestaltet. Die Abrundung des Schwimmers 57 kann an einer Stufe 59 der Bohrung 43 des Gehäuses 5 anschlagen und damit die Bohrung 43 im Wesentlichen fluiddicht verschließen. 4 A zeigt den Schwimmer 57 in einer Ruhestellung. 4 B zeigt den Schwimmer in einer Dichtstellung, wobei dieser aufschwimmt und mittels der Auftriebskräfte an der Stufe 59 der Bohrung 43 in einem dichtenden Anlagekontakt anschlägt. In der Ruhestellung, wie in 4 A gezeigt, kann der Schwimmer 57 an dem Motoraufnahmeflansch 15 anschlagen, der dazu etwas in die Bohrung 43 hineinragt, diese also teilweise verdeckt. Vorteilhaft kann so auch ein Eintreten von Schmutz bestmöglich verhindert werden.
4 C zeigt eine weitere Dichtungseinheit 55 analog der in den 4 A und 4 B dargestellten. Im Unterschied ist der Schwimmer 57 nicht stabförmig, sondern kugelförmig gestaltet und weist eine Kugel 61 auf. 4 C zeigt die Kugel 61 des Schwimmers 57 in Ruhelage, wobei diese an einem Vorsprung beziehungsweise an dem über die Bohrung 43 vorspringenden Motoraufnahmeflansch 15 anschlägt.
5 zeigt eine weitere Hochdruckwellenabdichtungsvorrichtung 1. 6 zeigt ein Detail einer Dichtungseinheit 63 der in 5 dargestellten Hochdruckwellenabdichtungsvorrichtung 1. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Im Folgenden wird lediglich auf die Unterschiede zur Darstellung gemäß den 1 bis 4 eingegangen.
Im Unterschied ist die Dichtungseinheit 63 als vormontierbare Baugruppe im Inneren des Gehäuses 5 der Pumpe 3 montierbar. Hierzu kann die Dichtungseinheit 63 als Ganzes über die Welle 9 in das Innere des Gehäuses 5 eingeschoben werden. Mittels eines in 5 gezeigten Sicherungsrings 65 kann die Dichtungseinheit 63 formschlüssig im Inneren des Gehäuses 5 der Pumpe 3 fixiert werden. Hierzu greift der Sicherungsring 65 in eine Sicherungsnut 67 des Gehäuses 5 ein. Um eine einfachere Montage der Dichtungseinheit 63 zu ermöglichen, kann das Gehäuse 5 im Bereich der Sicherungsnut 67 eine Montagefase 69 aufweisen. Im Unterschied zur Darstellung gemäß den 1 bis 5, übernimmt der Sicherungsring 65 die Funktion des Abstandsrings 23.
Als weiterer Unterschied weist die Innenwand 47 des Gehäuses 5 im Bereich der Schleuderscheibe 39 eine Abführnut 71 zum Ableiten des Leckagestroms in Richtung der Bohrung 43 des Gehäuses 5 auf.
Mittels des Sicherungsrings 65 kann zwischen diesem und der Zylindergrundfläche 27 des Gehäuses 5 ein Längspressverbund hergestellt werden. Dieser Längspressverbund weist, in Ausrichtung der 6 gesehen von links nach rechts, einen Gehäusering 73, den Radial O-Ring 33, die Dichtmanschette 29 und einen Klemmring 75 auf. Der Gehäusering 73 schlägt an den Sicherungsring 65 und der Klemmring 75 an der Zylindergrundfläche 27 des Gehäuses 5 an. Zwischen Gehäusering 73 und dem Klemmring 75 sind in einem dichtenden Anlagekontakt die Dichtmanschette 29 sowie der Radial O-Ring 33 angeordnet. Alternativ zur Darstellung gemäß 6 ist es möglich, die ringförmige Nut 31 nicht im Gehäusering 73, sondern im Klemmring 75 vorzusehen. Es ergibt sich die gleiche Dichtfunktion. Zur Abdichtung des Gehäuserings 73, der eine Art Gehäuse der Dichtungseinheit 63 bildet, weist dieser eine ringförmig umlaufende Nut 77 auf, in der ein Axial O-Ring 79 angeordnet ist. Der Axial O-Ring 79 steht in einem dichtenden Anlagekontakt zur Nut 77 des Gehäuserings 73 und zu der Innenwand 47 des Gehäuses 5.
Die Hochdruckwellenabdichtungsvorrichtung 1 kann Teil einer mittels des Bezugszeichens 81 angedeuteten Pedalkraftunterstützung 81 einer hydraulisch mittels eines Pedals betätigbaren Kupplung, beispielsweise eines Kraftfahrzeuges, sein. Bei dem zur Pedalkraftunterstützung verwendeten Fluid kann es sich beispielsweise um Bremsflüssigkeit handeln. Vorteilhaft können Drücke bis zu 35 bar oder höher, bei Umdrehungszahlen der Welle 9 bis zu 5.000 Umdrehungen/Minute oder höher und/oder Umfangsgeschwindigkeiten bis 3 Meter/Sekunde oder höher, abgedichtet werden. Vorteilhaft kann auch mittels der Dichtungseinheit 55 ein Eindringen von flüssigen Medien, beispielsweise Wasser, verhindert werden.
Die Dichtmanschette, beispielsweise ausgeführt als Hochleistungsdichtmanschette, kann direkt in dem Gehäuse 5 der Pumpe 3 angeordnet werden. Vorteilhaft kann es sich bei der Dichtungsmanschette 29 um ein gebräuchliches, leicht erhältliches Bauteil handeln, das mittels der in den 1 bis 6 beschriebenen zusätzlichen Funktionsteile auf den speziellen Einsatz bei der Pumpe 3 hin adaptierbar ist.
Vorteilhaft kann die Dichtungseinheit 63 in einem Längspressverbund als Baugruppe mittels des Sicherungsrings 65 formschlüssig im Inneren des Gehäuses 5 der Pumpe 3 fixiert werden.
Vorteilhaft kann als zusätzliches Sicherheitselement die Schleuderscheibe 39 bei der Hochdruckwellenabdichtungsvorrichtung 1 integriert werden, wobei vorteilhaft eventuell auftretendes Leckagefluid zu der Vertiefungsnut 49 beziehungsweise Abführnut geschleudert werden kann, wobei vorteilhaft ein Durchdringen von Flüssigkeit in Richtung des Antriebs der Pumpe 3, beispielsweise eines Elektromotors, verhinderbar ist.
Vorteilhaft ist die Dichtungseinheit 55 vorgesehen, die insbesondere mittels des Schwimmers 57 eventuell auftretende Leckage sicher nach außen durchlässt und gleichzeitig das äußere Eindringen von flüssigen Medien, beispielsweise Wasser, erschwert beziehungsweise verhindert.
Der Motoraufnahmeflansch 15 und das Gehäuse 5 der Pumpe 3 bilden einen geschlossenen Raum. Die Gestaltung des Gehäuses 5 der Pumpe 3 weist eine O-Ring-Nutaufnahme beziehungsweise die ringförmige Nut 31 auf, die zu Dichtzwecken dient.
Die Hochdruckwellenabdichtungsvorrichtung 1 verfügt über den Stützring 25, der zur gleichmäßigen Anpressung der Dichtmanschette 29 und zur Abstützung dieser im Lastfall dient, wobei ein weiteres Merkmal des Stützrings 25 die radiale Vertiefungsnut 49 ist, die zur Aufnahme und Weiterleitung der mittels der Pfeile 37 angedeuteten eventuell anfallenden Leckageflüssigkeit dient.
Durch den Abstandsring 23 wird der Stützring 25 axial festgehalten, weiterhin sind im Abstandring 23 radiale Aussparungen 41 zur Leckagesammlung beziehungsweise -abführung vorhanden.
Wie in den 5 und 6 ersichtlich, wird die Dichtungseinheit 55 im Gehäuse 5 der Pumpe 3 integriert, über den Axial O-Ring 79 axial abgedichtet und gegen Verdrehung, insbesondere form- und/oder reibschlüssig gesichert, wobei eine axiale Fixierung über den Sicherungsring 65 erfolgt.
Die Dichtungseinheit 63, kann aus dem Gehäusering 73, dem Klemmring 75, der Dichtmanschette 29 sowie dem Axial O-Ring 79 und dem Radial O-Ring 33 bestehen.
Der Gehäusering 73 verfügt zur Aufnahme der O-Ringe 33, 79 über die ringförmige Nut 31 und die Nut 77. Außerdem verfügt der Gehäusering 73 über eine Stützschulter 83 zum Abstützen der Dichtmanschette 29. Die O-Ring-Nut beziehungsweise die ringförmige Nut 31 für den Radial O-Ring 33 kann alternativ auch in dem Klemmring 75 vorhanden sein.
Die Fixierung der Dichtmanschette 29 erfolgt mit Hilfe des Klemmrings 75 über den Längspressverband zwischen dem Gehäusering 73 und dem Klemmring 75.
In der Hochdruckwellenabdichtungsvorrichtung 1 ist die Schleuderscheibe 39 integriert, die durch ihre Ausführungsform auftretendes Leckagefluid aufgrund von Fliehkräften radial wegschleudert.
Das Gehäuse 5 der Pumpe 3 verfügt über die Bohrung 43 beziehungsweise eine Ablaufbohrung, wobei ein Bohrungsdurchmesser und eine Länge der Bohrung 43 so ausgeführt sind, dass das Hydraulikmedium beziehungsweise die Bremsflüssigkeit problemlos ablaufen kann. Weiterhin bilden der Motoraufnahmeflansch 15 und das Gehäuse 5 der Pumpe 3 im Bereich der Ablaufbohrung beziehungsweise Bohrung 43 den Spalt 45, der die Bohrung 43 gegen das Verschmutzen schützen kann.
Um das äußere Eindringen von flüssigen Medien, beispielsweise Wasser, zu vermeiden, sind folgende Funktionen der in den 4 A bis 4 C dargestellten Dichtungseinheit 55 denkbar.
Die Ablaufbohrung beziehungsweise die Bohrung 43 ist so ausgeführt, dass diese einen Hohlkörper, beispielsweise einen Zylinder oder die Kugel 61 des Schwimmers 57 aufnehmen und führen kann. Kommt es zu einem Flüssigkeitseintritt, so schwimmt der Schwimmer 57, der als Hohlkörper ausgeführt sein kann, infolge der Auftriebskraft auf und versperrt die Bohrung 43, insbesondere im Bereich der Stufe 59 der Bohrung 43. Im Normalzustand kann eventuell auftretendes Leckagefluid infolge der Spaltausführung ablaufen.
Die Hochdruckwellenabdichtungsvorrichtung 1 wird zum Beispiel in einem Pedalkraft-Servosystem, beispielsweise der Pedalkraftunterstützungseinrichtung 81, eingesetzt. Die Hochdruckwellenabdichtungsvorrichtung 1 weist ein Standarddichtelement, beispielsweise eine Hutmanschette, insbesondere die Dichtmanschette 29 sowie Klemm- und Stützelemente für die Dichtmanschette 29, die Schleuderscheibe 39 sowie eine Ablauföffnung, insbesondere die Bohrung 43, auf. Die Schleuderscheibe 39 sorgt dafür, dass gegebenenfalls an der Dichtung austretendes Fluid (Kleinstmengen) in einen Ablaufkanal geschleudert wird, ohne in Richtung des die Pumpe 3 antreibenden Elektromotors zu gelangen. Die Ablauföffnung ermöglicht einerseits den Austritt des Systemfluids und verhindert andererseits das Eindringen von Schmutz und Wasser.
Vorteilhaft können im Vergleich zum Stand der Technik Drücke für Bremsflüssigkeit bis zu 35 bar oder höher bei Wellenumdrehungen von etwa 5.000 Umdrehungen/Minute oder höher und/oder Umfangsgeschwindigkeiten von 3 Meter/Sekunde oder höher abgedichtet werden. Es ist vorgesehen, eine Hochleistungsdichtmanschette, beispielsweise die Dichtmanschette 29 direkt im Gehäuse 5 der Pumpe 3 anzuordnen. Bei dem Gehäuse 5 der Pumpe 3 kann es sich um eine elektrisch angetriebene Pumpe für ein Pedalkraft-Servo, beispielsweise die Pedalkraftunterstützung 81 handeln. Zum vollständigen Abdichten und Arretieren sind weitere Bauelemente vorgesehen. Die Hochdruckwellenabdichtungsvorrichtung 1 verfügt beispielsweise über den Stützring 25, der zur gleichmäßigen Anpressung der Dichtmanschette 29 und deren Abstützung im Lastfall dient, wobei der Stützring 25 die radiale Vertiefungsnut 49 zur Aufnahme und Weiterleitung eventuell anfallender Leckageflüssigkeit aufweist. Mittels des Abstandsrings 23 wird der Stützring 25 axial gehalten. Weiterhin sind im Abstandsring 23 radiale Aussparungen 41 zur Leckagesammlung beziehungsweise -abführung vorhanden. Um das Eindringen flüssiger Medien, also in der Hauptsache Spritzwasser, zu vermeiden, wird die Ablaufbohrung beziehungsweise die Bohrung 43 so ausgeführt, dass diese einen Hohlkörper, insbesondere den Schwimmer 57, aufnehmen und führen kann. Bei Flüssigkeitseintritt schwimmt der Schwimmer 57 infolge der Auftriebskraft auf und versperrt die Bohrung 43.
Bezugszeichenliste

1.: Hochdruckwellenabdichtungsvorrichtung
3.: Pumpe
5.: Gehäuse
7.: Druckbereich
9.: Welle
11.: Kupplung
13.: Antriebswelle
15.: Motoraufnahmeflansch
17.: Hülse
19.: Fase
21.: O-Ring
23.: Abstandsring
25.: Stützring
27.: Zylindergrundfläche
29.: Dichtmanschette
31.: Nut
33.: Radial O-Ring
35.: Lippe
37.: Pfeil
39.: Schleuderscheibe
41.: radiale Aussparung
43.: Bohrung
45.: Spalt
47.: Innenwand
49.: Vertiefungsnut
51.: Abschrägung
53.: Spalt
55.: Dichtungseinheit
57.: Schwimmer
59.: Stufe
61.: Kugel
63.: Dichtungseinheit
65.: Sicherungsring
67.: Sicherungsnut
69.: Montagefase
71.: Abführnut
73.: Gehäusering
75.: Klemmring
77.: Nut
79.: Axial O-Ring
81.: Pedalkraftunterstützung
83.: Stützschulter

Claims

Hochdruckwellenabdichtungsvorrichtung (1) bei einer Pumpe (3) zum Fördern eines Hydraulikmediums, bei einem Gehäuse (5) der Pumpe (3) und bei einer in einen Druckbereich (7) der Pumpe (3) des Hydraulikmediums ragenden Welle (9) zur Versorgung der Pumpe (3) mit mechanischer Energie, wobei die Hochdruckwellenabdichtungsvorrichtung (1) der Welle (9) zum Abdichten des Druckbereichs (7) zugeordnet und innerhalb des Gehäuses (5) angeordnet ist, mit einer der Welle (9) drehfest zugeordneten Schleuderscheibe (39) zum Ableiten eines Leckagestroms in Richtung einer Innenwand (47) des Gehäuses (5).
Hochdruckwellenabdichtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei der Schleuderscheibe (39) eine Ausnehmung zum Ableiten des Leckagestroms zugeordnet ist, insbesondere eine radiale Aussparung (41) eines Abstandsrings (23), eine Bohrung (43) des Gehäuses (5) und/oder ein Spalt (45) zwischen einem Motoraufnahmeflansch (15) und dem Gehäuse (5).
Hochdruckwellenabdichtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 2, wobei der Ausnehmung, insbesondere der Bohrung (43) des Gehäuses (5), eine Dichtungsvorrichtung (55), insbesondere ein Schwimmer (57), zum Verhindern eines dem Leckagestrom entgegen gerichteten Fluidstroms zugeordnet ist.
Hochdruckwellenabdichtungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Schleuderscheibe (39) eine in die Innenwand (47) des Gehäuses (5) eingelassene Abführnut (71) zum Ableiten des Leckagestroms zugeordnet ist.
Hochdruckwellenabdichtungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit einer Dichtungseinheit (63), die mittels eines Sicherungsrings (65) formschlüssig innerhalb des Gehäuses (5) der Pumpe (3) fixiert ist.
Hochdruckwellenabdichtungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einer der Welle (9) zuordenbaren beziehungsweise zugeordneten Hochleistungsdichtmanschette (29).
Hochdruckwellenabdichtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 6, mit einem Abstandsring (23) und einem dem Abstandsring (23) und der Hochleistungsdichtmanschette (29) zugeordneten Stützring (25).
Hochdruckwellenabdichtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 7, wobei der Stützring (25) eine Vertiefungsnut (49) zum Ableiten eines Leckagestroms aufweist.
Hochdruckwellenabdichtungsvorrichtung (1) nach den Anspruch 5 oder 6, wobei die Dichtungseinheit (63) einen Klemmring (75), einen Gehäusering (73) und die zwischen dem Klemmring (75) und dem Gehäusering (73) angeordnete Hochleistungsdichtmanschette (29) aufweist.
Hochdruckwellenabdichtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 9, wobei die Dichtungseinheit (63) einen den Gehäusering (73) axial gegen das Gehäuse (5) dichtenden Axial O-Ring (79) und einen den Gehäusering (73) und/oder den Klemmring (75) radial gegen die Hochleistungsdichtmanschette (29) dichtenden Radial O-Ring (33) aufweist.
Hydraulisch mittels eines Pedals betätigbare Kupplung mit einer mittels einer Pumpe (3) antreibbaren hydraulischen Pedalkraftunterstützungseinrichtung (81) mit einer Hochdruckwellenabdichtungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10.