DE102011087520A1

DE102011087520A1 - Radialwellendichtring

Info

Publication number: DE102011087520A1
Application number: DE201110087520
Authority: DE
Inventors: Julien Oster
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-12-01
Filing date: 2011-12-01
Publication date: 2013-06-06

Abstract

Der Radialwellendichtring 200, 300, umfassend einen Dichtringträger 201, 301 mit einem an diesem befestigten ersten Dichtring 202, 302 mit mindestens einer ringförmige Dichtlippe 203, 205 zur Anlage an einer beweglichen Welle 303 und einen zweiten Dichtring 206, 305 zur Abdichtung gegen ein statisches Bauteil, zeichnet sich dadurch aus, dass der zweite Dichtring 206, 305 über mindestens einen Verbindungsbereich 211, 306 an dem Dichtringträger 201, 301 befestigt ist und mindestens einen Dichtbereich 212, 311 aufweist, der getrennt von dem mindestens einen Verbindungsbereich 211, 306 ausgebildet ist. Der hier gezeigte Radialwellendichtring 300 weist keine Beeinträchtigung der Dichtwirkung des zweiten Dichtrings 305 zur Abdichtung gegen ein statisches Bauteil durch die Ausbildung der Verbindung des zweiten Dichtrings 305 mit dem Dichtringträger 301 auf, da Verbindungsbereiche 306 und Dichtbereiche 311 voneinander getrennt sind und einander insbesondere nicht überlappen.

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Radialwellendichtring, der bevorzugt im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs eingesetzt werden kann, um den Austritt von Getriebeöl an einer Getriebewelle zu verhindern.
Radialwellendichtringe werden üblicherweise mit festem Sitz eingebaut und weisen mindestens eine Dichtlippe auf, die auf der Oberfläche der sich drehenden Welle läuft und die regelmäßig von einer Schlauchfeder oder Wurmfeder radial auf die Oberfläche der Welle gedrückt wird. Diese Dichtlippe fungiert als dynamische Dichtung Oftmals weisen Radialwellendichtringe ein zweite Lippe auf, die in axialer Richtung versetzt zur ersten Dichtlippe ausgebildet ist und die ein Eindringen von Schmutz wie beispielsweise Staub in das Getriebeöl verhindern soll und die als weiteres Dichtmittel dienen kann, sollte die erste Dichtlippe versagen. Diese Dichtlippen sind üblicherweise an einem Dichtringträger befestigt. Um ein Eindringen von Getriebeöl aus dem Bereich der Welle in statische Bauteile wie beispielsweise Kupplungsgehäuse oder auch weitere Bauteile wie beispielsweise Ausrückelemente zum Ausrücken der Kupplung zu verhindern, ist es bekannt, einen weiteren statischen Dichtring auszubilden, mit dem eine Abdichtung des Dichtringträgers gegenüber dem statischen Bauteil erreicht werden kann. Die notwendige Fixierung dieses statischen Dichtrings macht dabei regelmäßig Probleme, da beispielsweise eine Verklebung des üblicherweise aus einem elastomeren Material ausgebildetem statischen Dichtrings an dem Dichtringträger zu einer Versprödung des Dichtrings führt, die eine Einschränkung der Dichtwirkung bewirkt.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Probleme zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere einen Radialwellendichtring anzugeben, welcher eine verbesserte Dichtwirkung gegenüber einem statischen Bauteil aufweist.
Diese Aufgaben werden gelöst durch einen Radialwellendichtring mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs. Die abhängigen Ansprüche sind auf vorteilhafte Weiterbildungen gerichtet.
Die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in beliebiger, technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können durch erläuternde Sachverhalte aus der Beschreibung und Details aus den Figuren ergänzt werden, wobei weitere Ausführungsvarianten der Erfindung aufgezeigt werden.
Ein erfindungsgemäßer Radialwellendichtring umfasst einen Dichtringträger mit einem an diesem befestigten ersten Dichtring mit mindestens einer ringförmigen Dichtlippe zur Anlage an einer beweglichen Welle und einen zweiten Dichtring zur Abdichtung gegen ein statisches Bauteil und zeichnet sich dadurch aus, dass der zweite Dichtring über mindestens einen Verbindungsbereich an dem Dichtringträger befestigt ist und mindestens einen Dichtbereich aufweist, der getrennt von dem mindestens einen Verbindungsbereich ausgebildet ist.
Unter einer getrennten Ausbildung von Dichtbereich und dem mindestens einen Verbindungsbereich wird insbesondere verstanden, dass Dichtbereich und der mindestens eine Verbindungsbereich, bevorzugt alle Verbindungsbereiche, einander nicht überlappen, diese beispielsweise in unterschiedlichen Winkelbereichen des zweiten Dichtrings ausgebildet sind. So kann beispielsweise in einer bestimmten Ausrichtung eine Verklebung des zweiten Dichtrings mit dem Dichtringträger an einer seitlichen Fläche als Verbindungsbereich erfolgt, während der Dichtbereich unten und/oder oben ausgebildet ist. Eine Befestigung des zweiten Dichtrings am Dichtringträger ist also möglich, ohne dass die Befestigung die Dichtwirkung beeinträchtigt, beispielsweise durch Versprödung im Bereich einer Klebeverbindung.
Gemäß einer Ausgestaltung des Radialwellendichtrings weist der Dichtringträger mindestens eine kreisring- und wannenförmige Dichtringaufnahme zur Aufnahme des zweiten Dichtrings auf.
Dies bedeutet, dass der Dichtringträger eine wannenartige Dichtringaufnahme aufweist, die kreisringförmig ausgebildet ist und bevorzugt außerhalb des ersten Dichtrings liegt. Wannenförmig bedeutet insbesondere, dass die Dichtringaufnahme einen Bodenbereich und zwei radiale Wandbereiche, also einen innere radiale Wand und eine äußere radiale Wand aufweist und in einer Richtung entgegengesetzt zum Bodenbereich offen ist. Im nach oben offenen Bereich kann es dann zur Anlage an ein anderes Bauteil kommen. Bei der Montage kann der zweite Dichtring in die Dichtringaufnahme eingebracht und dort fixiert werden. Bevorzugt ist eine Ausgestaltung, bei der die Befestigung des zweiten Dichtrings an den radialen Innenund Außenwänden erfolgt, während der Dichtbereich im Bodenbereich der Wanne beziehungsweise im nach oben offenen Bereich ausgebildet wird. Bevorzugt ist eine Ausgestaltung, bei der der zweite Dichtring höher ist als die Erstreckung der Wanne in axialer Richtung, mithin der zweite Dichtring nach Einlegen und Fixieren in der Dichtringaufnahme aus dieser herausragt. Die Erstreckung der Wanne in axialer Richtung ist durch die kleinste Erstreckung der inneren radialen Wand und der äußeren radialen Wand gegeben. So kann es beim Anlegen an ein statisches Bauteil zu einer elastischen Verformung des zweiten Dichtrings kommen, durch welche der Dichtbereich und damit die Dichtwirkung vergrößert werden.
Gemäß einer Ausgestaltung des Radialwellendichtrings ist mindestens ein Verbindungsbereich mit dem Dichtringträger verklebt.
Durch eine Verklebung des zweiten Dichtrings in mindestens in einem Verbindungsbereich mit dem Dichtringträger kann auf einfache Art eine dauerhafte Fixierung des zweiten Dichtring am Dichtringträger erreicht werden, wobei ein üblicher Dichtring wie beispielsweise ein O-Ring als zweiter Dichtring eingesetzt werden kann. Bevorzugt ist eine Ausgestaltung, bei der der zweite Dichtring umlaufend mit der inneren radialen Wand oder der äußeren radialen Wand der Dichtringaufnahme verklebt ist. Bei einer Verklebung des zweiten Dichtrings zumindest in Teilbereichen mit der inneren radialen Wand und/oder der äußeren radialen Wand wird bevorzugt erreicht, dass trotz einer möglichen Versprödung im Bereich des mindestens einen Verbindungsbereichs des zweiten Dichtrings die Dichtfläche im Dichtbereich nicht davon beeinträchtigt wird, so dass diese elastisch bleibt und eine gute Dichtwirkung erreicht werden kann.
Gemäß einer Ausgestaltung des Radialwellendichtrings weist der Dichtringträger mindestens eine kreisring- und wannenförmige Dichtringaufnahme zur Aufnahme des zweiten Dichtrings auf, wobei mindestens ein Verbindungsbereich mit einer radialen Wand der Dichtringaufnahme verklebt ist.
Es kann sich hierbei um die innere radiale Wand der Dichtringaufnahme und/oder die äußere radiale Wand der Dichtringaufnahme handeln. Bevorzugt ist eine Ausgestaltung, bei der eine Verklebung mit der äußeren radialen Wand der Dichtringaufnahme erfolgt. Die Verklebung mit einer radialen Wand der Dichtringaufnahme kann radial umlaufend, das heißt über einen Winkelbereich von 360° oder in Teilbereichen erfolgen. So ist es möglich, den zweiten Dichtring in mehreren diskontinuierlichen Verbindungsbereichen mit einer der radialen Wände der Dichtringaufnahme zu verkleben.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Radialwellendichtring ist mindestens ein Verbindungsbereich kraftschlüssig mit dem Dichtringträger verbunden.
Insbesondere kann hier eine Klemmverbindung ausgebildet sein, bei der der zweite Dichtring als Verbindungsbereich mindestens ein Klemmelement aufweist, welches den zweiten Dichtring gegen die Dichtringaufnahme verklemmt.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Radialwellendichtrings weist der Dichtringträger mindestens eine kreisring- und wannenförmige Dichtringaufnahme zur Aufnahme des zweiten Dichtrings auf, wobei mindestens ein Verbindungsbereich über mindestens ein Klemmelement gegen mindestens eine radiale Wand der Dichtringaufnahme geklemmt ist.
Als Klemmelement kann hier beispielsweise eine Klemmnase ausgebildet sein, die am äußeren radialen Rand des Dichtrings und/oder am inneren radialen Rand des zweiten Dichtrings ausgebildet ist.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung weist mindestens ein Verbindungsbereich mindestens ein radial innenseitiges Klemmelement zur Klemmung an eine radiale Innenwand der Dichtringaufnahme und mindestens ein radial außenseitiges Klemmelement zur Klemmung an eine radiale Außenwand der Dichtringaufnahme auf.
Eine Ausgestaltung, bei der ein Verbindungsbereich innen- und außenseitige Klemmelemente aufweist, bewirkt eine Fixierung des zweiten Dichtrings und gleichzeitig eine Zentrierung des zweiten Dichtrings. Der zweite Dichtring wird somit in eine definierte radiale Position gebracht und dort fixiert. Die radial innenseitigen Klemmelemente und die radial außenseitigen Klemmelemente können dabei direkt gegenüber ausgebildet sein.
Gemäß einer Ausgestaltung des Radialwellendichtrings ist mindestens einer der folgenden Dichtringe aus einem elastischen Material ausgebildet:

a) der erste Dichtring und
b) der zweite Dichtring.

Bevorzugt ist eine Ausgestaltung, bei der erster Dichtring und zweiter Dichtring aus einem elastischen Material, bevorzugt aus einem elastomeren Material ausgebildet sind. Bevorzugt sind Ausgestaltungen, bei denen der erste und der zweite Dichtring aus einem Material umfassend mindestens einen der folgenden Kunststoffe: Perfluorkatuschuk, Polyethylen und Polytetrafluorethylen ausgebildet ist.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Figuren näher erläutert, ohne dass sie auf die dort gezeigten Details und Ausführungsbeispiele beschränkt wäre. Es zeigen schematisch und exemplarisch:
1: einen Ausschnitt eines als bekannt angenommenen Radialwellendichtrings;
2: einen Ausschnitt eines Radialwellendichtrings; und
3: eine perspektivische Ansicht eines verbauten Radialwellendichtrings.
1 zeigt einen als bekannt angenommenen Radialwellendichtring 100. Dieser umfasst einen Dichtringträger 101 und einen an diesem befestigten ersten Dichtring 102. Dieser umfasst eine ringförmige erste Dichtlippe 103. Diese erste Dichtlippe 103 wird über eine Feder 104, bevorzugt eine Schlauchfeder, an die hier nicht gezeigte bewegte Welle angepresst. Weiterhin umfasst der erste Dichtring 101 eine zweite Dichtlippe 105, die als Staublippe dient und das Eindringen von Staub verhindert. Der Radialwellendichtring 100 wird eingesetzt, um über die erste Dichtlippe 103 das Eindringen von Getriebeöl in den Raum im Bild unterhalb des Radialwellendichtrings 100 zu verhindern. Weiterhin umfasst der Radialwellendichtring 100 einen zweiten Dichtring 106. Dieser ist in einem Verbindungsbereich 107 in eine kreisring- und wannenförmige Dichtringaufnahme 108 eingeklebt. Die Verbindung zwischen zweiten Dichtring 106 und Dichtringaufnahme 108 erfolgt dabei in einem Bodenbereich 109 der Dichtringaufnahme 108. Der Verbindungsbereich 107 wirkt gleichzeitig als Dichtbereich 110. In Anlage an ein statisches Bauteil, welches in diesem Beispiel oberhalb des zweiten Dichtrings 106 ausgebildet wird, erfolgt eine Quetschung des elastischen zweiten Dichtrings 106, so dass sich ein zweiter Dichtbereich 110 gegenüberliegend zum Verbindungsbereich 107 ausbildet. Durch die Überlappung von Verbindungsbereich 107 und Dichtungsbereich 110 kommt es bei Ausbildung einer Klebeverbindung zwischen zweitem Dichtring 106 und Dichtringaufnahme 108 zu einer Versprödung des elastomeren Materials des zweiten Dichtrings 106 im Verbindungsbereich 107. Diese Versprödung beeinträchtigt die Dichtwirkung des zweiten Dichtrings 106, so dass es möglich ist, dass Getriebeöl den zweiten Dichtring 106 passiert.
2 zeigt schematisch einen Radialwellendichtring 200, der einen Dichtringträger 201 umfasst. Der Dichtringträger 201 weist einen ersten Dichtring 202 auf, der aus einem elastomeren Material hergestellt ist. Der erste Dichtring 202 weist eine ringförmige erste Dichtlippe 203 auf, über die eine Abdichtung zu einer hier nicht gezeigten drehbaren Welle erfolgt. Die erste Dichtlippe 203 wird über eine Feder 204, hier eine Schlauchfeder, gegen die Welle gedrückt. Weiterhin umfasst der erste Dichtring 202 eine zweite Dichtlippe 205, die üblicherweise als Staublippe bezeichnet wird. Diese verhindert das Eindringen von Staub und Schmutz in das Getriebeöl und dient als weitere Sicherheitsmaßnahme, falls Getriebeöl die erste Dichtlippe 203 passieren sollte. Weiterhin ist an dem Dichtringträger 201 ein zweiter Dichtring 206 befestigt. Auch dieser ist aus einem elastomeren Material aufgebaut. Die Befestigung erfolgt in einer Dichtringaufnahme 207 des Dichtringträgers 201. Die Dichtringaufnahme 207 ist kreisring- und wannenförmig und weist eine innere radiale Wand 208, eine äußere radiale Wand 209 und einen Boden 210 auf. Der zweite Dichtring 206 weist einen umlaufenden Verbindungsbereich 211 auf, in dem der zweite Dichtring 206 mit der äußeren radialen Wand 209 der Dichtringaufnahme 207 des Dichtringträgers 201 durch Kleben stoffschlüssig verbunden ist. Die Abdichtung zu einem statischen Bauteil erfolgt jedoch in zwei Dichtbereichen 212, in denen der zweite Dichtring 206 am Boden 210 der Dichtringaufnahme 207 des Dichtringträger 201 anliegt und auf einer entgegengesetzten Seite, mit der es bei Anlage an ein weiteres Bauteil durch ein Verquetschen des elastormeren zweiten Dichtrings 206 zu einer Vergrößerung des Dichtbereichs 212 kommt. Der zweite Dichtring 206 ist höher als die Höhe der wannenförmigen Dichtringaufnahme 207, die durch die Maße der äußeren radialen Wand 209 bestimmt wird.
3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines weiteren Beispiels eines Radialwellendichtrings 300. Dieser weist einen Dichtringträger 301 auf, an dem ein erster Dichtring 302 befestigt ist. Mit mindestens einer hier nicht gezeigten Dichtlippe liegt der erste Dichtring 302 an der Welle 303 an. Dadurch wird ein Durchdringen des Getriebeöls in dieser Darstellung in den Bereich unterhalb des ersten Dichtrings 302 vermieden. Der Dichtringträger 301 umfasst eine kreisring- und wannenförmige Dichtringaufnahme 304. In dieser ist ein zweiter Dichtring 305 aufgenommen und befestigt. Die Befestigung erfolgt über vier Verbindungsbereiche 306. Jeder Verbindungsbereich 306 weist ein radial außenseitiges Klemmelement 307 und zwei radial innenseitiges Klemmelement 308 auf. Der Verbindungsbereich 306 umfasst also die radial außenliegenden Kontaktflächen der radial außenseitigen Klemmelemente 307, mit dem der Kontakt zu einer radialen Außenwand 310 der Dichtringaufnahme 304 hergestellt wird und die radial innenliegenden Kontaktflächen der radial innenseitigen Klemmelemente 308, mit denen der Kontakt zu einer radialen Innenwand 309 der Dichtringaufnahme 304 hergestellt wird.
Die Verbindungsbereiche 306 sind wie 3 zeigt jeweils um 90° zueinander versetzt ausgebildet. Die Verbindungsbereiche 306 verklemmen den zweiten Dichtring 306 zwischen der radialen Innenwand 309 und der radialen Außenwand 310 der Dichtringaufnahme 304 des Dichtringträgers 301. Durch die Ausgestaltung mit radial außenseitigen Klemmelementen 307 und radial innenseitigen Klemmelementen 308 kommt es gleichzeitig zu einer Zentrierung beziehungsweise zu einer definierten Ausrichtung des zweiten Dichtrings 305 in der Dichtringaufnahme 304. Der zweite Dichtring 305 weist zwei Dichtbereiche 311 auf, wobei ein Dichtbereich in der Anlage an einen Boden 312 der Dichtringaufnahme und der andere in der Anlage an ein statisches Bauteil gegenüberliegend von dem ersten Dichtbereich 311 beruht.
Der hier gezeigte Radialwellendichtring 300 weist keine Beeinträchtigung der Dichtwirkung des zweiten Dichtrings 305 zur Abdichtung gegen ein statisches Bauteil durch die Ausbildung der Verbindung des zweiten Dichtrings 305 mit dem Dichtringträger 301 auf, da Verbindungsbereiche 306 und Dichtbereiche 311 voneinander getrennt sind und einander insbesondere nicht überlappen.
Bezugszeichenliste

100: Radialwellendichtring
101: Dichtringträger
102: erster Dichtring
103: erste Dichtlippe
104: Feder
105: zweite Dichtlippe
106: zweiter Dichtring
107: Verbindungsbereich
108: Dichtringaufnahme
109: Bodenbereich
110: Dichtbereich
200: Radialwellendichtring
201: Dichtringträger
202: erster Dichtring
203: erste Dichtlippe
204: Feder
205: zweite Dichtlippe
206: zweiter Dichtring
207: Dichtringaufnahme
208: innere radiale Wand
209: äußere radiale Wand
210: Boden
211: Verbindungsbereich
212: Dichtbereich
300: Radialwellendichtring
301: Dichtringträger
302: erster Dichtring
303: Welle
304: Dichtringaufnahme
305: zweiter Dichtring
306: Verbindungsbereich
307: radial außenseitiges Klemmelement
308: radial innenseitige Klemmelement
309: radiale Innenwand
310: radiale Außenwand
311: Dichtbereich
312: Boden

Claims

Radialwellendichtring (200, 300), umfassend einen Dichtringträger (201, 301) mit einem an diesem befestigten ersten Dichtring (202, 302) mit mindestens einer ringförmige Dichtlippe (203, 205) zur Anlage an einer beweglichen Welle (303) und einen zweiten Dichtring (206, 305) zur Abdichtung gegen ein statisches Bauteil, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Dichtring (206, 305) über mindestens einen Verbindungsbereich (211, 306) an dem Dichtringträger (201, 301) befestigt ist und mindestens einen Dichtbereich (212, 311) aufweist, der getrennt von dem mindestens einen Verbindungsbereich (211, 306) ausgebildet ist.
Radialwellendichtring (200, 300) nach Anspruch 1, bei dem der Dichtringträger (201, 301) mindestens eine kreisring- und wannenförmige Dichtringaufnahme (207, 304) zur Aufnahme des zweiten Dichtrings (206, 305) aufweist.
Radialwellendichtring (200, 300) nach Anspruch 1 oder 2, bei dem mindestens ein Verbindungsbereich (211) mit dem Dichtringträger (201) verklebt ist.
Radialwellendichtring (200, 300) nach Anspruch 3, bei dem der Dichtringträger (201) mindestens eine kreisring- und wannenförmige Dichtringaufnahme (207) zur Aufnahme des zweiten Dichtrings (206) aufweist und mindestens ein Verbindungsbereich (211) mit einer radialen Wand der Dichtringaufnahme (207) verklebt ist.
Radialwellendichtring (200, 300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem mindestens ein Verbindungsbereich (306) kraftschlüssig mit dem Dichtringträger (301) verbunden ist.
Radialwellendichtring (200, 300) nach Anspruch 5, bei dem der Dichtringträger (301) mindestens eine kreisring- und wannenförmige Dichtringaufnahme (304) zur Aufnahme des zweiten Dichtrings (305) aufweist und mindestens ein Verbindungsbereich (306) über mindestens ein Klemmelement (307, 308) gegen mindestens eine radiale Wand (309, 310) der Dichtringaufnahme (305) geklemmt ist.
Radialwellendichtring (200, 300) nach Anspruch 6, bei dem mindestens ein Verbindungsbereich (306) mindestens ein radial innenseitiges Klemmelement (308) zur Klemmung an eine radiale Innenwand (309) der Dichtringaufnahme (304) und mindestens ein radial außenseitiges Klemmelement (307) zur Klemmung an eine radiale Außenwand (310) der Dichtringaufnahme (304) aufweist.
Radialwellendichtring (200, 300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem mindestens einer der folgenden Dichtringe (202, 206, 302, 305) aus einem elastischen Material ausgebildet ist: a) der erste Dichtring (202, 302) und b) der zweite Dichtring (206, 305).