DE102009024018A1

DE102009024018A1 - Dichtpaket mit Ringscheiben-Trennelement

Info

Publication number: DE102009024018A1
Application number: DE102009024018A
Authority: DE
Inventors: Marion Jack Ince; Charles M. Schwab
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2009-05-06
Filing date: 2009-06-05
Publication date: 2010-11-11
Also published as: US20100283212A1

Abstract

Dichtpaket, umfassend einen zylindrischen Ring, welcher umlaufende Ränder mit sich radial erstreckenden Flanschen aufweist, die axial gegenüberliegende Flächen aufweisen. Auf jeder der axial gegenüberliegenden Flächen der Flansche des zylindrischen Rings ist ein entsprechender Dichtungsring derart angeordnet, dass ein Kanal zwischen den Dichtungsringen gebildet wird. Eine Wellenringscheibe ist derart zwischen den Dichtungsringen angeordnet, dass die Dichtungsringe in einer Position gehalten werden, welche eine Abdichtung gegen die Flansche ermöglicht.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Dichtpaket zum Abdichten des Raumes zwischen einer rotierenden Komponente und einer stationären Komponente. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Dichtpaket zum Leiten oder Kanalisieren des Flusses eines Schmiermittels zwischen der rotierenden Komponente und der stationären Komponente.
Ein Beispiel für die Verwendung eines solchen Dichtpakets ist die Leitung des Flusses eines Schmiermittels von einer stationären Welle im Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeugs durch das Dichtpaket hindurch und in ein rotierendes Gehäuse hinein, um eine Ölbad-Lamellenkupplung zu betätigen oder einen kontinuierlichen Schmiermittelfluss zu ermöglichen.
Bei einer rotierenden Welle weist die Welle eine Ausgangsöffnung für den Fluidfluss auf. Das Fluid, welches durch die Ausgangsöffnung austritt, muss in eine stationäre Öffnung in dem Gehäuse geleitet werden, in welchem die Welle rotiert. Diesen geleiteten Fluss erreicht man durch einen Kanal mit Dichtungs ringen am Außenrand, wodurch eine Abdichtung zwischen der Welle und dem Gehäuse gebildet wird. Der Schmiermittelfluss tritt unter Druck aus der Öffnung der rotierenden Welle aus, fließt um den abgedichteten Kanal herum und tritt in die stationäre Öffnung in dem Gehäuse ein.
Herkömmlicher Weise wird der Fluidfluss in einer Anwendung, wie sie oben beschrieben ist, geleitet, indem eine Nut in die Welle geschnitten wird, um einen Kanal zu erzeugen und Dichtungsringe an den Außenrändern anzuordnen, um dadurch eine Abdichtung zwischen der Welle und dem Gehäuse zu bilden. Das Problem bei dieser Art der Konstruktion ist, dass die Nut dazu führt, dass die Welle geschwächt wird, insbesondere bei dünnen radialen Querschnitten. Außerdem wird bei einigen Anwendungen eine Welle benutzt, die für einen Abrieb durch die Dichtungsringe anfällig ist, z. B. aus Aluminium.
Eine andere Lösung des Standes der Technik umfasst das Anordnen eines inneren Flanschrings auf der Welle. Der innere Ring wird derart angebracht, dass eine Öffnung in dem inneren Ring auf die Austrittsöffnung der Welle ausgerichtet ist. Auf dem inneren Ring werden Dichtungsringe angeordnet, um eine Abdichtung zwischen der Welle/dem inneren Ring und dem Gehäuse zu bilden. Da die Dichtungsringe in einem Abstand voneinander angeordnet werden müssen, um einen Kanal zu erzeugen, besteht das Problem, die Dichtungsringe in diesem Abstand zu halten. Im Stand der Technik wurde dies durch einen profilierten inneren Ring erreicht. Solche inneren Ringe sind jedoch teuer und in der Herstellung komplex. Eine andere Lösung des Standes der Technik ist es, einen profilierten Abstandhalter zu verwenden, um die Dichtungsringe zu trennen. Ein solcher profilierter Abstandhalter macht kostspieliges Gerät für die Herstellung erforderlich, wodurch diese Lösung uninteressant wird.
Ein Beispiel für eine Dichtung des Standes der Technik findet sich in der US-Patentschrift 3,917,288 , welche ein Dichtpaket offenbart, bei welchem umlaufende Nuten in der Welle bereitgestellt werden und dann Dichtungen in den Nuten angeordnet werden.
Es sind komplexe Dichtungen für Wellen bekannt, für welche es nicht erforderlich ist, in der Welle Nuten zu bilden. Beispiele für solche Abdichtungen finden sich in den US-Patentschriften 4,381,867 ; 4,522,410 ; 3,441,284 und 5,409,240 . Wie bereits angeführt, ist das Problem bei diesen Dichtungen ihre äußerst komplexe Konstruktion, welche ihre Herstellung sehr teuer macht und sie allein aufgrund der Anzahl der Teile in einigen der Dichtungen anfällig für Fehler macht.
Die Dichtungsringe müssen einen Abstand voneinander aufweisen, um den Kanal zu bilden. Dies kann durch Verwendung eines profilierten inneren Rings erreicht werden, welcher einen Buckel aufweist, so dass die Dichtungsringe an jedem axialen Ende des inneren Rings zwischen dem Flansch und dem Buckel eingebettet sind, wodurch für die Trennung der Dichtungsringe gesorgt ist.
Eine weitere Alternative ist es, einen inneren Flanschring mit einem profilierten Abstandhalter zu benutzen, um die Dichtungsringe zu trennen. Auch dies macht teures Herstellungsgerät erforderlich, um einen solchen profilierten Abstandhalter zu produzieren. Beispiele für solche Konstruktionen finden sich in den US-Patentschriften 3,767,212 und 2,402,033 .
In der US-Patentschrift 6,224,063 wird ein Zwischenelement benutzt, welches zwischen dem Gehäuse und der Welle angeordnet ist. Das Zwischenelement weist Nuten auf, in welche Dichtungsringe passen, so dass die Dichtungsringe in einem definierten Abstand gehalten werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Dichtpaket bereitzustellen, welches eine einfache Konstruktion aufweist und kostengünstig herzustellen ist.
Zur Erfüllung dieser und anderer Aufgaben, welche in der Folge noch besser ersichtlich werden, liegt eine Erscheinungsform der vorliegenden Erfindung in dem Dichtpaket, welches einen zylindrischen Ring mit umlaufenden Rändern aufweist, von welchen sich radial Flansche erstrecken. Gegen jeden Flansch ist ein Dichtungsring angeordnet, so dass zwischen den Dichtungsringen und der Fläche des zylindrischen Rings ein Kanal gebildet wird. Zwischen den Dichtungsringen ist eine Wellenringscheibe angeordnet, um die Ringe in einer Position zu halten, welche eine Abdichtung gegen die Flansche ermöglicht.
Auf diesem Wege können die Dichtungsringe in kostengünstiger Weise in Position gehalten werden, sogar wenn von dem Schmiermittel in dem Kanal kein Druck gegen die Innenfläche der Ringe erzeugt wird.
Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der Erfindung ersichtlich, die auf die begleitenden Zeichnungen Bezug nimmt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Ansicht des zusammengebauten Dichtpakets;
2 ist eine perspektivische Ansicht des Trägerrings;
3 ist eine perspektivische Ansicht eines Dichtungsrings;
4 ist eine Rissansicht der Wellenringscheibe;
4a ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie A-A der 4 und
5 ist eine Seitenansicht der Ringscheibe der 4.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Wie in den Zeichnungen zu sehen ist, umfasst die Erfindung einen zylindrischen Trägerring 1 mit ringförmigen Flanschen 2, welche sich von der äußeren Fläche des Trägerrings 1 aus radial erstrecken. Beim Gebrauch ist der Trägerring 1 derart auf einer Welle angebracht, dass eine Öffnung 3 in dem Trägerring 1 an einer entsprechenden Schmiermittel-Austrittsöffnung in der Welle angeordnet ist.
Ein Dichtungsring 4 ist derart gegen die Innenfläche jedes der Flansche 2 angeordnet, dass ein Kanal gebildet wird.
Eine Wellenringscheibe 5 ist derart zwischen zwei Dichtungsringen 4 angeordnet, dass die Dichtungsringe 4 auf jeder Seite der Ringöffnung 3 an der Austrittöffnung platziert sind. Die Wellenringscheibe 5 dient dazu, die Dichtungsringe 4 im richtigen Abstand und in einer richtigen Position zu halten, so dass die Dichtungsringe 4 unter Druck gesetzt werden können, wenn ein Schmiermittel von der Austrittsöffnung durch den Kanal fließt. Die Unterdrucksetzung in dem Kanal erzeugt eine nach außen gerichtete Kraft, welche die Dichtungsringe 4 derart anschiebt, dass sie axial gegen die Ringflansche 2 abdichten, und führt auch dazu, dass die Dichtungsringe 4 für eine radiale Abdichtung sorgen. Während der Unterdrucksetzung kann die Wellenringscheibe 5 mit den Dichtungsringen 4 in Kontakt stehen oder nicht.
Obwohl die Wellenringscheibe 5 in dem Kanal angeordnet ist, wird dem Schmiermittel aufgrund ihrer Konstruktion ermöglicht, von der Austrittsöffnung der Welle durch die Öffnung 3 in dem Trägerring 1 hindurch um den Kanal herum, der durch die Dichtungsringe 4 gebildet wird, und dann in das stationäre Gehäuse hinein zu fließen, in welchem die Welle angebracht ist.
Obwohl sich die beschriebene Ausführungsform auf das Anbringen des Trägerrings als äußerer Ring auf einer Welle bezieht, ist es gleichermaßen möglich, die Konstruktion derart umzukehren, dass der Trägerring als innerer Ring an dem Gehäuse angebracht ist, wodurch die Dichtungsringe eine Abdichtung zwischen der Welle und dem Trägerring bilden. Für das Dichtpaket der vorliegenden Erfindung gibt es viele Anwendungen, einschließlich der Verwendung an einem rotierende Gehäuse und einer stationären Welle, einer entgegengesetzt rotierenden Welle und einem Gehäuse oder einer nicht rotierenden Welle und einem Gehäuse. Ferner versteht es sich, dass die Erfindung, obwohl sie in Bezug auf ein Schmiermittel beschrieben wurde, in jeder Fluidflussumgebung angewendet werden kann.
Obwohl die vorliegende Erfindung in Bezug auf spezielle Ausführungsformen beschrieben wurde, werden viele der Variationen und Modifikationen und anderen Verwendungen für den Fachmann ersichtlich sein. Die Erfindung soll deswegen nicht durch die hier gegebene spezielle Beschreibung beschränkt werden, sondern nur durch die folgenden Patentansprüche.
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

- US 3917288 [0006]
- US 4381867 [0007]
- US 4522410 [0007]
- US 3441284 [0007]
- US 5409240 [0007]
- US 3767212 [0009]
- US 2402033 [0009]
- US 6224063 [0010]

Claims

Dichtpaket, welches das Folgende umfasst: einen zylindrischen Ring, welcher umlaufende Ränder mit sich radial erstreckenden Flanschen aufweist, welche axial gegenüberliegende Flächen aufweisen; einen entsprechenden Dichtungsring, welcher auf jeder der axial gegenüberliegenden Flächen der Flansche des zylindrischen Rings derart angeordnet ist, dass ein Kanal zwischen den Dichtungsringen gebildet wird; und eine Wellenringscheibe, welche derart zwischen den Dichtungsringen angeordnet ist, dass die Dichtungsringe in einer Position gehalten werden, welche eine Abdichtung gegen die Flansche ermöglicht.
Dichtpaket nach Anspruch 1, wobei der zylindrische Ring mindestens eine Öffnung in einer Fläche zwischen den Flanschen aufweist.
Dichtpaket nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem zylindrischen Ring um einen äußeren Ring handelt, der an einem Schaft angebracht werden kann, wobei sich die Flansche radial nach außen erstrecken.
Dichtpaket nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem zylindrischen Ring um einen inneren Ring handelt, der in einem Gehäuse angebracht werden kann, wobei sich die Flansche radial nach innen erstrecken.