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Die Erfindung betrifft ein Dichtungssystem zur Abdichtung eines Reinraums von einem Schmutzraum, umfassend eine dem Reinraum zugeordnete, rotierbare Welle zur Übertragung eines Drehmoments, eine Trennwand, die den Schmutzraum von dem Reinraum trennt, einen radförmigen Körper, der koaxial auf der Welle angeordnet ist, eine Öffnung in der Trennwand, die von dem radförmigen Körper durchsetzt ist, so dass der radförmige Körper einen ersten Abschnitt in dem Schmutzraum und einen zweiten Abschnitt in dem Reinraum aufweist und zumindest ein erstes Dichtelement, welches zwischen Reinraum und Schmutzraum angeordnet ist.
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Dichtungssysteme werden im Maschinenbau eingesetzt, um unerwünschte Stoffübergänge von einem Raum in einen anderen zu verhindern bzw. zu minimieren. Diese Räume sind meistens durch eine Trennwand, beispielsweise durch ein Maschinengehäuse, voneinander abgegrenzt, wobei der auf der einen Seite durch die Trennwand gebildete Raum andere Stoffe enthält, als der auf der anderen Seite der Trennwand gebildete Raum. Die Stoffe können in gasförmigem, flüssigem oder festem Aggregatzustand oder als ein Gemisch davon vorliegen.
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In vielen Anwendungen von Maschinen, insbesondere bei Brennkraftmaschinen, ist es erforderlich, ein Drehmoment von dem einen Raum in den anderen Raum zu übertragen. Dazu muss eine Öffnung in der Trennwand gebildet sein, die dann von einer Welle oder einem andersartig gestalteten, rotierbaren Bauteil durchsetzt werden kann, wozu der Öffnungsquerschnitt zumindest minimal größer als der Querschnitt der Welle oder des rotierbaren Bauteils gestaltet sein muss. Dadurch entsteht ein Spalt zwischen der Welle oder dem rotierbaren Bauteil und der Öffnung, durch den Stoffe von dem einen in den anderen Raum und umgekehrt unerwünscht übergehen können. Dieser unerwünschte Übergang kann durch den Einbau eines Dichtungssystems verhindert werden, wobei bei der beschriebenen Anordnung von Welle oder rotierbarem Bauteil und Öffnung die Auswahl eines geeigneten Dichtungssystems aus der Vielzahl an bekannten Systemen insofern eingeschränkt ist, als das Dichtungssystem geeignet sein muss, um zwischen sich relativ zueinander rotierend bewegenden Körpern eingebaut und dichtend wirksam zu sein.
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Derartig geeignete Dichtungssysteme können berührungslos oder berührend aufgebaut sein. Berührungslose Systeme beruhen auf dem Prinzip, den abzudichtenden Spalt auf ein Kleinstmaß zu verringern, wodurch keine vollkommene Abdichtung erreicht werden kann. Bei Anwendungen, bei denen eine vollkommene Abdichtung notwendig ist, werden berührende Dichtungen eingesetzt.
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So ist aus dem Dokument
DE 10 2004 008 154 A1 eine Antriebsanordnung für Nebentriebe von Brennkraftmaschinen bekannt, bei der ein an einer Kurbelwelle angeordnetes Riemenrad eine Öffnung in einem Steuergehäusedeckel durchsetzt. Der Schmieröl aufweisende Steuergehäuseraum ist durch einen Wellendichtring, der auf dem Riemenrad eines außerhalb des Steuergehäusedeckels liegenden Nebentriebs anläuft, nach außen abgedichtet. Für eine ausreichende Lebensdauer von Wellendichtringen im Betrieb ist eine gute Schmierung der Dichtlippe Voraussetzung. Bei der
DE 10 2004 008 154 A1 wird eine gute Schmierung dadurch realisiert, dass der Wellendichtring einen Schmieröl aufweisenden Raum nach außen abdichtet und somit ausreichend Schmiermittel vorhanden ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Dichtungssystem, insbesondere ein Dichtungssystem für eine Brennkraftmaschine, zu schaffen, dass unabhängig von den in den abzudichtenden Räumen vorhandenen Stoffen eine vollkommene Abdichtung einer von einem radförmigen Körper durchsetzten Öffnung in einer Trennwand gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Dichtungssystem mit den kennzeichnenden Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen charakterisiert.
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Ein erfindungsgemäßes Dichtungssystem dient zur Abdichtung eines Reinraums von einem Schmutzraum. Die abzudichtende Anordnung umfasst eine dem Reinraum zugeordnete, rotierbare Welle zur Übertragung eines Drehmoments, eine Trennwand, die Schmutz- und Reinraum voneinander trennt, einen radförmigen Körper, der koaxial auf der Welle angeordnet ist, sowie eine Öffnung in der Trennwand, die von dem radförmigen Körper durchsetzt ist, wodurch der radförmige Körper einen ersten Abschnitt in dem Schmutzraum und einen zweiten Abschnitt in dem Reinraum aufweist. Zur Abdichtung ist zwischen Rein- und Schmutzraum ein Dichtelement angeordnet.
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An dem radförmigen Körper ist eine Radkörperfläche und an der Trennwand eine ortsfeste Trennwandfläche ausgebildet, wobei das Dichtelement entweder an der Radkörperfläche oder der Trennwandfläche angeordnet ist. Durch das Dichtelement, welches entweder auf der Trennwandfläche oder der Radkörperfläche dichtend aufliegt, ist eine Schmierkammer wenigstens teilweise begrenzt, wobei das Innere dieser Schmierkammer ein Schmiermittel aufweist. Die Schmierkammer kann weiterhin durch die Radkörperfläche und/oder die Trennwandfläche begrenzt sein.
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Die Bezeichnungen Reinraum und Schmutzraum charakterisieren zwei Räume, die Stoffe in gasförmigem, flüssigem oder festem Zustand oder ein Gemisch daraus enthalten, wobei ein Übergang eines oder mehrerer Stoffe aus dem Schmutzraum in den Reinraum verhindert werden soll, da durch die Stoffe die dem Reinraum zugeordneten Bauteile geschädigt oder in ihrer Funktion beeinträchtigt werden können. Insbesondere wenn der Reinraum als das Innere einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs ausgebildet ist, der insbesondere Bauteile eines Steuertriebs beinhalten kann und der Schmutzraum als die Umgebung des Kraftfahrzeugs ausgebildet ist, die insbesondere Staubpartikel, Spritzwasser oder auch unter Druck stehendes Wasser bei einer Watfahrt oder einer Motorreinigung aufweisen kann, verhindert das erfindungsgemäße Dichtungssystem eine Beeinträchtigung der Funktion der Motorbauteile.
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Die Erfindung berücksichtigt auch vorteilhaft, dass der Übergang von Stoffen des Reinraums in den Schmutzraum unerwünscht sein kann. Sind dem Reinraum beispielsweise geschmierte Bauteile zugeordnet, verhindert das erfindungsgemäße Dichtungssystem einen Übergang des Schmiermittels in den Schmutzraum. Ein derartiger Übergang ist unerwünscht, da das Fehlen von Schmiermittel im Reinraum die Schmierung der Bauteile beeinträchtigt und der Eintrag von Schmiermittel in den Schmutzraum, insbesondere wenn dieser als Umgebung eines Kraftfahrzeugs ausgebildet ist, zu vermeiden ist.
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Um ein Drehmoment von einer Seite einer Trennwand auf die andere Seite zu übertragen, wird bekanntermaßen eine Welle oder ein andersartig gestaltetes, rotierbares Bauteil durch eine Öffnung in der Trennwand hindurchgeführt. Insbesondere Kurbelwellen von Brennkraftmaschinen oder auf solchen Kurbelwellen angeordnete radförmige Körper sind oft durch eine insbesondere als Motorgehäusewand oder Steuergehäusewand der Brennkraftmaschine ausgebildete Trennwand nach außen geführt. Solch ein auf der Kurbelwelle angeordneter radförmiger Körper kann insbesondere ein Keilriemenrad mit zugeordnetem Keilriemen, beispielsweise zum Antrieb von Nebenaggregaten der Brennkraftmaschine über einen Nebentrieb, ein Zahnriemenrad mit zugeordnetem Zahnriemen oder ein mit zumindest einem anderen Zahnrad in Eingriff stehendes Zahnrad sein. Eine Abdichtung der Öffnung kann gemäß diesem Aufbau nur durch ein Dichtungssystem erfolgen, welches zwischen Trennwand und Welle oder Trennwand und radförmigem Körper angeordnet ist.
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Der radförmige Körper kann einerseits einstückig hergestellt sein oder andererseits auch einen mehrteiligen Aufbau aufweisen. Insbesondere ist es eine mögliche Ausgestaltung des radförmigen Körpers, dass die Nabe durch ein Bauteil gebildet wird, während der Rest des radförmigen Körpers durch ein weiteres Bauteil gebildet wird. Hierdurch kann vorzugsweise für die Nabe ein alternatives Material ausgewählt werden oder eine Bearbeitung der Nabe im Herstellungsprozess erleichtert werden.
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Die Welle kann einen mehrteiligen Aufbau aufweisen, wodurch der radförmige Körper nicht zwangsweise auf dem eigentlichen Schaft der Welle angeordnet sein muss. Vielmehr kann an dem Schaftende ein zusätzliches Bauteil angeordnet sein, an welchem dann der radförmige Körper angeordnet ist. Eine solche Ausgestaltung der Welle ist technisch gleichwirkend zu einer Ausgestaltung, bei der der radförmige Körper an dem Wellenschaft an sich angeordnet ist und ist demnach auch gemeint, wenn von einem koaxial auf einer Welle angeordneten radförmigen Körper gesprochen wird. Beispielsweise kann das dem Wellenende zugeordnete, zusätzliche Bauteil ein Riemenrad eines Steuertriebs einer Brennkraftmaschine sein.
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Erfindungsgemäß ist an dem radförmigen Körper eine Radkörperfläche ausgebildet, die bei Rotation der Welle mit dieser um die Achse der Welle rotiert. An der Trennwand ist eine ortsfeste Trennwandfläche ausgebildet, d. h. bezogen auf die beschriebene Anordnung ist diese Fläche auch bei Rotation der Welle stillstehend. Bei rotierender Welle führen die Radkörperfläche und die Trennwandfläche infolgedessen eine rotierende Relativbewegung zueinander aus.
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Für die dichtende Trennung des Reinraums von dem Schmutzraum ist erfindungsgemäß zwischen den beiden Räumen ein Dichtelement angeordnet. Dieses Dichtelement ist zur Befestigung entweder an der Radkörperfläche oder der Trennwandfläche angeordnet. Folglich rotiert bei einer Anordnung des Dichtelements an der Radkörperfläche das Dichtelement bei Rotation der Welle um die Achse der Welle, während bei einer Anordnung des Dichtelements an der Trennwandfläche das Dichtelement auch bei Rotation der Welle stillsteht.
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Bei einer Anordnung des Dichtelements an der Radkörperfläche liegt das Dichtelement dichtend auf der Trennwandfläche auf. Bei rotierender Welle führt das Dichtelement auf der Trennwandfläche eine gleitende Bewegung aus, während bei Stillstand der Welle das Dichtelement ohne eine Relativbewegung auf der Trennwandfläche aufliegt. Anderenfalls, bei Anordnung des Dichtelements an der Trennwandfläche, gleitet das Dichtelement bei rotierender Welle auf der Radkörperfläche bzw. liegt bei Stillstand ohne Relativbewegung auf dieser auf.
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Die Radkörperfläche und die Trennwandfläche sind folglich an Bauteilen ausgebildete Oberflächen, die dazu geeignet sind, dass entweder das Dichtelement an der Oberfläche angeordnet werden kann oder das Dichtelement, sowohl ruhend als auch bei einer Relativbewegung des Dichtelements zur Oberfläche, auf der Oberfläche aufliegen kann und dabei dichtend wirkt. Oberflächen, die als Radkörperfläche oder Trennwandfläche geeignet sind, weisen beispielsweise eine besondere Bearbeitung der Oberfläche auf, um eine möglichst geringe Rauheit oder eine gezielt ausgerichtete Spiralstruktur aufzuweisen.
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Das Dichtelement ist erfindungsgemäß derart ausgebildet, dass es sowohl bei stillstehendem radförmigen Körper als auch bei rotierendem radförmigen Körper die Dichtwirkung gewährleistet. Das Dichtelement kann radial als auch axial wirkend sein. Das Dichtelement weist bevorzugt wenigstens zwei Dichtlippen von der Art auf, die beispielsweise von den genormten Radialwellendichtringen bekannt ist. Eine derartige Dichtlippe kann stoffschlüssig und/oder formschlüssig an der Radkörper- oder Trennwandfläche befestigt sein. Die wenigstens zwei Dichtlippen des Dichtelements können einstückig ausgebildet sein oder jeweils einzeln an der Radkörper- oder Trennwandfläche befestigt sein. Alternativ kann die Dichtlippe in einem vorgeschalteten Fertigungsprozess an einem ringförmigen Bauteil befestigt sein. Dieses ringförmige Bauteil kann dann stoffschlüssig, formschlüssig und/oder kraftschlüssig an der Radkörper- oder Trennwandfläche angeordnet werden. Die Befestigung der Dichtlippe an einem ringförmigen Körper weist die Vorteile auf, dass die Montage solch eines Körpers an der Radkörper- oder Trennwandfläche mit geringem Aufwand erfolgen kann und die Befestigung der Dichtlippe an dem Körper häufig einfacher ist als die Befestigung der Dichtlippe an der Radkörper- oder Trennwandfläche selbst. Beispielsweise kann der ringförmige Körper einfach in eine vorgefertigte Bohrung eingeschoben werden und über einen Presssitz in seiner Position festgelegt werden. Das Dichtelement kann sowohl einen ringförmigen Körper mit wenigstens zwei daran befestigten Dichtlippen als auch wenigstens zwei ringförmige Körper mit jeweils einer daran befestigten Dichtlippe aufweisen.
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Bei einer Ausgestaltung des Dichtelements mit zwei unabhängig voneinander ausgebildeten Dichtlippen kann die eine Dichtlippe an der Trennwandfläche angeordnet sein und auf der Radkörperfläche dichtend aufliegen und die andere Dichtlippe an der Radkörperfläche angeordnet sein und auf der Trennwandfläche dichtend aufliegen.
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Erfindungsgemäß wird durch das Dichtelement eine Schmierkammer gebildet, die ein Schmiermittel aufweist. Dazu muss durch das Dichtelement zwischen Schmutz- und Reinraum ein zusätzlicher, abgeschlossener Raum geschaffen werden, der als Schmierkammer bezeichnet ist. Die Schmierkammer wird durch die wenigstens zwei Dichtlippen gebildet, von denen eine erste den Schmutzraum gegen die Schmierkammer und eine zweite die Schmierkammer gegen den Reinraum abdichtet.
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Die durch das Dichtungssystem gebildete Schmierkammer weist ein Schmiermittel auf. Vorzugsweise ist die Schmierkammer mit einem Schmieröl oder Schmierfett gefüllt, die u. a. hinsichtlich der Reibungs- und Verschleißminderung, der Korrosionsverhinderung sowie der Alterungsbeständigkeit gute Eigenschaften aufweisen.
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Durch den beschriebenen Aufbau des erfindungsgemäßen Dichtungssystems wird vorteilhaft erzielt, dass unabhängig von den in den abzudichtenden Räumen vorhandenen Stoffen eine vollkommene Abdichtung der von dem radförmigen Körper durchsetzten Öffnung in der Trennwand gewährleistet ist. Dadurch, dass die Schmierkammer selbst ein Schmiermittel aufweist, werden die Dichtlippen des Dichtelementes geschmiert, auch wenn in dem Schmutzraum und/oder dem Reinraum kein Schmiermittel vorhanden ist, wodurch die Lebensdauer der Dichtlippen vorteilhaft verlängert wird. Das Dichtungssystem stellt darüber hinaus eine vollkommene Abdichtung des Schutzraums gegen den Reinraum, auch gegen Staub und unter Druck stehendes Wasser, sicher.
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Die Radkörperfläche kann als eine Teiloberfläche des radförmigen Körpers selbst ausgebildet sein. Dadurch wird vorteilhaft erreicht, dass für die Ausbildung der Radkörperfläche keine zusätzlichen Bauteile benötigt werden, wodurch die Kosten des Dichtungssystems reduziert werden und das Gewicht des gesamten Dichtungssystems sowie das Massenträgheitsmoment der rotierenden Bauteile nicht erhöht wird.
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Die Trennwandfläche kann als eine Teiloberfläche der Trennwand selbst ausgebildet sein. Dadurch wird vorteilhaft erreicht, dass für die Ausbildung der Trennwandfläche keine zusätzlichen Bauteile benötigt werden, wodurch die Kosten des Dichtungssystems reduziert werden und das Gewicht des gesamten Dichtungssystems nicht erhöht wird.
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Alternativ kann zur Ausbildung der Radkörperfläche ein zusätzliches Bauteil an dem radförmigen Körper angeordnet werden. Das bedeutet, dass die Radkörperfläche durch eine Oberfläche eines an dem radförmigen Körper angeordneten, zusätzlichen Bauteils ausgebildet ist. Die Ausführung des Dichtungssystems mit einem zusätzlichen Bauteil bietet den Vorteil, dass das zusätzliche Bauteil aus einem Werkstoff hergestellt sein kann, der für die Schaffung einer Radkörperfläche besonders gut geeignet sein kann. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn der radförmige Körper aus einem Werkstoff ist, der für die Schaffung solch einer Fläche weniger geeignet ist, da anderenfalls für den gesamten radförmigen Körper ein anderer Werkstoff ausgewählt werden müsste. Darüber hinaus ermöglicht die Verwendung eines zusätzlichen Bauteils, dass bei einer bestehenden Anordnung aus Welle, radförmigen Körper und Trennwand das Dichtungssystem auf einfache Weise wahlweise verbaut werden kann. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn die Anordnung Teil einer Vorrichtung ist, die teilweise so verwendet werden soll, dass ein Dichtungssystem notwendig ist und teilweise so, dass auf das Dichtungssystem verzichtet werden kann.
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Alternativ kann zur Ausbildung der Trennwandfläche ein zusätzliches Bauteil an der Trennwand angeordnet werden. Das bedeutet, dass die Trennwandfläche durch eine Oberfläche eines an der Trennwand angeordneten, zusätzlichen Bauteils ausgebildet ist. Die Ausführung des Dichtungssystems mit einem zusätzlichen Bauteil bietet den Vorteil, dass das zusätzliche Bauteil aus einem Werkstoff hergestellt sein kann, der für die Schaffung einer Trennwandfläche besonders gut geeignet sein kann. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn die Trennwand aus einem Werkstoff ist, der für die Schaffung solch einer Fläche weniger geeignet ist, da anderenfalls für die gesamte Trennwand ein anderer Werkstoff ausgewählt werden müsste. Darüber hinaus ermöglicht die Verwendung eines zusätzlichen Bauteils, dass bei einer bestehenden Anordnung aus Welle, radförmigen Körper und Trennwand das Dichtungssystem auf einfache Weise wahlweise verbaut werden kann. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn die Anordnung Teil einer Vorrichtung ist, die teilweise so verwendet werden soll, dass ein Dichtungssystem notwendig ist und teilweise so, dass auf das Dichtungssystem verzichtet werden kann.
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Um die Radkörperfläche und/oder die Trennwandfläche durch einen einfachen Fertigungsprozess herstellen zu können und das Gewicht des gesamten Dichtungssystems sowie das Massenträgheitsmoment der rotierenden Bauteile so gering wie möglich zu halten, kann die Radkörperfläche und/oder die Trennwandfläche als Teiloberfläche eines zylindrischen Rohrabschnittes ausgebildet sein. Der Begriff Rohrabschnitt definiert dabei einen dünnwandigen, hohlen Körper, dessen äußere und innere Oberfläche eine zylindrische Form aufweisen. Durch die Dünnwandigkeit steht eine ausreichend große Oberfläche zur Ausbildung der Radkörperfläche bzw. der Trennwandfläche zur Verfügung, während die Masse des Rohrabschnitts gering sein kann.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung des Dichtungssystems besteht darin, dass die Trennwandfläche als eine Teiloberfläche eines an der Trennwand angeordneten, zusätzlichen Bauteils ausgebildet ist und das Dichtelement an der Trennwandfläche angeordnet ist, wobei das zusätzliche Bauteil derart ausgebildet ist, dass zwischen Dichtelement und Schmutzraum eine zusätzliche, berührungslos wirkende Spaltdichtung geschaffen ist. Beispielsweise kann das zusätzliche Bauteil dafür so geformt und mit seiner Kontur an den radförmigen Körper angenähert sein, dass ein zwischen Bauteil und radförmigem Körper gebildeter Spalt auf ein Kleinstmaß reduziert wird. Dieses Kleinstmaß wird oftmals durch Bauteiltoleranzen, unterschiedliche, thermisch bedingte Ausdehnungen der Bauteile und Verformung von Bauteilen unter Betriebskräften bestimmt.
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Eine solche Weiterbildung des Dichtungssystems mit einer zusätzlichen Spaltdichtung verbessert die Erfindung dahingehend, dass die Schmutzmenge, die zu dem Dichtelement und der Schmierkammer gelangt, reduziert wird. Durch die berührungslose Wirkungsweise der Spaltbildung entstehen keine zusätzlichen Reibungsverluste. Durch Ausbildung mehrerer Spaltdichtungen kann die Schmutzmenge weiter reduziert werden.
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Das Dichtungssystem kann bevorzugt ein Keilriemenrad als radförmigen Körper aufweisen.
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Weiterhin kann die Welle als Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine ausgebildet sein, da in diesem Bereich ein besonderes Augenmerk auf eine geeignete Abdichtung gerichtet wird.
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Die Verwendung des erfindungsgemäßen Dichtungssystems in einer Brennkraftmaschine wird bevorzugt, da insbesondere die bekannten Brennkraftmaschinen zumindest einen Reinraum und einen Schmutzraum sowie wenigstens eine Welle, die eine Trennwand durchsetzt, aufweisen. Eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine weist wenigstens ein erfindungsgemäßes Dichtungssystem auf.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Figuren, in denen beispielhaft bevorzugte Ausführungsbeispiele und Weiterbildungen der Erfindung dargestellt sind. Es zeigt im Einzelnen:
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1 Eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dichtungssystems
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2 Eine Querschnittsansicht einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dichtungssystems
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3 Eine Querschnittsansicht einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dichtungssystems
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4 Eine Querschnittsansicht einer vierten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dichtungssystems
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5 Eine Detailansicht des in 4 mit „Y” markierten Ausschnittes
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Die 1 zeigt eine Trennwand 16, die einen Reinraum 10 von einem Schmutzraum 12 trennt. Eine rotierbare Welle 14 zur Übertragung eines Drehmoments ist dem Reinraum 10 zugeordnet. Auf der Welle 14 ist ein radförmiger Körper 20 angeordnet, der die Trennwand 16 durchsetzt. Dazu weist die Trennwand 16 eine Öffnung 18 auf, durch die der radförmige Körper 20 hindurchgeführt ist. Der radförmige Körper 20 weist folglich einen ersten Abschnitt in dem Schmutzraum 12 und einen zweiten Abschnitt in dem Reinraum 10 auf. Zur Abdichtung des Schmutzraums 12 von dem Reinraum 10 ist ein erfindungsgemäßes Dichtungssystem vorgesehen. Dazu ist an der Trennwand 16 eine Trennwandfläche 26 als Teiloberfläche der Trennwand 16 ausgebildet, an der ein Dichtelement 22 angeordnet ist. Zusätzlich ist an dem radförmigen Körper 20 eine Radkörperfläche 24 als Teiloberfläche des radförmigen Körpers 20 derart ausgebildet, dass das Dichtelement 22 axial dichtend auf der Radkörperfläche 24 aufliegt. Durch die Radkörperfläche 24 und das Dichtelement 22 ist eine Schmierkammer 28 begrenzt, deren Inneres ein Schmiermittel aufweist.
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Bei den in den 2, 3 und 4 dargestellten weiteren Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Dichtungssystems sind funktionsgleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet wie in 1, so dass zu deren Erläuterung auf die Beschreibung der 1 verwiesen wird.
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Abweichend von der in 1 dargestellten ersten Ausführungsform des Dichtungssystems ist in 2 die Trennwandfläche 26 als Teiloberfläche eines an der Trennwand 16 angeordneten, zusätzlichen Bauteils 32 ausgebildet. In dem Bereich der Trennwandfläche 26 weist das zusätzliche Bauteil 32 die Form eines zylindrischen Rohrabschnitts 36 auf. Das Dichtelement 22 ist an der Trennwandfläche 26 angeordnet und liegt radial dichtend auf der Radkörperfläche 24 auf. Die Schmierkammer 28 ist durch die Radkörperfläche 24 und das Dichtelement 22 begrenzt.
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Die in 3 dargestellte Ausführungsform des Dichtungssystems weist zunächst einen mit der in der 2 dargestellten Ausführungsform identischen Aufbau auf. An der Trennwand 16 ist ein zusätzliches Bauteil 32 befestigt, welches im Bereich der Trennwandfläche 26 die Form eines zylindrischen Rohrabschnitts 36 aufweist. Abweichend von der Ausführungsform gemäß 2 ist an dem radförmigen Körper 20 ein weiteres zusätzliches Bauteil 30 befestigt, welches ebenfalls die Gestalt eines zylindrischen Rohrabschnitts 34 hat. An dem zusätzlichen Bauteil 30 ist die Radkörperfläche 24 geschaffen. Das Dichtelement 22 ist an der Radkörperfläche angeordnet und liegt radial dichtend auf der Trennwandfläche 26 auf, welche auf der radial nach außen weisenden Seite des zusätzlichen Körpers 32 an der Trennwand 16 aufliegt. Die Schmierkammer 28 ist durch die Radkörperfläche 26 und das Dichtelement 22 begrenzt.
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4 zeigt eine beispielhafte Verwendung des erfindungsgemäßen Dichtungssystems in einer Brennkraftmaschine. Die Brennkraftmaschine weist eine Welle 14 als die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine auf. Auf der Welle 14 ist ein Riemenrad 44 angeordnet und mittels einer Zentralschraube 46 an der Welle 14 befestigt. Das Riemenrad 44 treibt über einen Zahnriemen (nicht dargestellt) eine oder mehrere Nockenwellen (nicht dargestellt) der Brennkraftmaschine an und ist somit Bestandteil des Steuertriebs der Brennkraftmaschine. Eine Trennwand 16 dient als Einhausung des Steuertriebs und trennt den eingehausten Reinraum 10 der Brennkraftmaschine von dem die Brennkraftmaschine umgebenden Schmutzraum 12. Der Reinraum 10 der Brennkraftmaschine ist demnach das Innere des Steuertriebgehäuses, während der Schmutzraum 12 die Umgebung der Brennkraftmaschine mit den bereits aufgeführten möglichen Schmutzstoffen ist. An dem an der Welle 14 angeordneten Riemenrad 44 ist ein radförmiger Körper 20 befestigt. Der radförmige Körper 20 ist als Keilriemenrad der Brennkraftmaschine gestaltet und treibt Nebenaggregate der Brennkraftmaschine an. Der radförmige Körper 20 weist einen zweiteiligen Aufbau aus einer Nabe und einer Scheibe mit außenliegendem Keilriemenprofil auf. Er ist beispielhaft in der Ausführungsform mittels einer Verschraubung 48 befestigt. Die Öffnung 18 der Trennwand 16 ist von dem radförmigen Körper 20 durchsetzt.
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Das in dem Ausschnitt „Y” befindliche Dichtungssystem der Ausführungsform in 4 ist in der 5 vergrößert dargestellt. An der Trennwand 16 ist ein Bauteil 32 angeordnet, welches im Bereich der Trennwandfläche 26 die Form eines zylindrischen Rohrabschnitts 36 aufweist. Eine Teiloberfläche des zylindrischen Rohrabschnitts 36 ist als Trennwandfläche 26 ausgebildet und ein Dichtelement 22 ist daran angeordnet. Das Dichtelement 22 ist als Dichtring aufgebaut und besitzt zwei Dichtlippen, die auf der an einer Teiloberfläche der Nabe des radförmigen Körpers gebildeten Radkörperfläche 24 dichtend aufliegen. Die Schmierkammer 28 ist durch die Radkörperfläche 24 und das Dichtelement 22, insbesondere durch die beiden Dichtlippen und den Ringkörper, begrenzt. Die Schmierkammer 28 ist mit einem Schmierfett gefüllt und derart vor der Öffnung 18 der Trennwand 16 angeordnet, dass eine vollkommene Abdichtung des Reinraums 10 gegenüber dem Schmutzraum 12 gewährleistet ist.
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Das Dichtungssystem ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel einer Brennkraftmaschine noch durch eine zusätzliche, berührungslos wirkende Spaltdichtung 50 verbessert. Dazu weist das an der Trennwand 16 angeordnete Bauteil 32 einen Kragen auf, der mit möglichst geringem Abstand an eine dem Kragen angepasste Kontur der Nabe des radförmigen Körpers 20 angenähert ist. Durch die zwischen Schmutzraum 12 und Dichtelement 22 angeordnete Spaltdichtung 50 wird ein Anteil der von dem Dichtelement 22 abzuweisenden Schmutzpartikel bereits von der Spaltdichtung 50 aufgehalten, wodurch die Lebensdauer der Dichtlippen des Dichtelements 22 nochmals gesteigert wird.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Reinraum
- 12
- Schmutzraum
- 14
- Welle
- 16
- Trennwand
- 18
- Öffnung
- 20
- Radförmiger Körper
- 22
- Dichtelement
- 24
- Radkörperfläche
- 26
- Trennwandfläche
- 28
- Schmierkammer
- 30
- Bauteil
- 32
- Bauteil
- 34
- Rohrabschnitt
- 36
- Rohrabschnitt
- 44
- Riemenrad
- 46
- Zentralschraube
- 48
- Verschraubung
- 50
- Spaltdichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004008154 A1 [0005, 0005]
