DE102013114662A1 - A shaft seal assembly - Google Patents
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Abstract
Eine Wellendichtungsanordnung umfasst einen Radialwellendichtring sowie einen Stützring, in dessen Innenwand eine Schmiermittelnut eingebracht ist, welche sich zwischen den axialen Stirnseiten des Stützrings erstreckt.A shaft seal assembly comprises a radial shaft seal and a support ring, in the inner wall of a lubricant groove is introduced, which extends between the axial end faces of the support ring.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Wellendichtungsanordnung, insbesondere für eine Welle in einem Lenksystem in einem Fahrzeug, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. The invention relates to a shaft seal arrangement, in particular for a shaft in a steering system in a vehicle, according to the preamble of
In der
Bei Radialwellendichtringen ist darauf zu achten, dass die Reibung zwischen der Dichtlippe und der Welle nicht zu einem Verschleiß führt, der die Dichtfunktion beeinträchtigt. In the case of radial shaft seals, it must be ensured that the friction between the sealing lip and the shaft does not lead to wear that impairs the sealing function.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Wellendichtungsanordnung mit einem Radialwellendichtring so auszuführen, dass eine dauerhafte Schmierung gewährleistet ist. The invention is based on the object, a shaft seal assembly with a radial shaft seal to be designed so that a permanent lubrication is guaranteed.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an. This object is achieved with the features of
Die erfindungsgemäße Wellendichtungsanordnung umfasst einen Radialwellendichtring, der auf eine Welle aufschiebbar ist und axial Räume mit unterschiedlich hohem Druck separiert. Der Radialwellendichtring weist einen Trägerabschnitt auf, der Träger einer Primärdichtlippe ist, die im montierten Zustand unmittelbar an der Mantelfläche der Welle anliegt. An dem Trägerabschnitt liegt außerdem ein Stützring an, der ebenfalls um die Welle gelegt ist und gemeinsam mit dem Radialwellendichtring die Wellendichtungsanordnung bildet. Der Stützring liegt axial versetzt zur Primärdichtlippe und besteht üblicherweise aus einem Metall. Der Radialwellendichtring ist vorteilhafterweise aus einem Dichtungsmaterial gefertigt. The shaft seal assembly according to the invention comprises a radial shaft sealing ring, which can be pushed onto a shaft and axially separates spaces with different levels of pressure. The radial shaft sealing ring has a carrier section, which is a carrier of a primary sealing lip, which rests in the mounted state directly on the lateral surface of the shaft. On the support portion also lies on a support ring, which is also placed around the shaft and forms the shaft seal assembly together with the radial shaft seal. The support ring is axially offset from the primary sealing lip and usually consists of a metal. The radial shaft seal is advantageously made of a sealing material.
Für eine ausreichende Schmierung ist in die Innenwand des Stützrings mindestens eine Schmiermittelnut eingebracht, die sich zwischen den axialen Stirnseiten des Stützrings erstreckt. Über die Schmiermittelnut kann Schmiermittel, insbesondere Öl, axial über die Innenseite des Stützrings in Richtung der Primärdichtlippe transportiert werden und dort für eine ausreichende Schmierung sorgen. Vorteilhafterweise befindet sich der Stützring auf der Seite mit niedrigerem Druck, insbesondere der Luft- bzw. Atmosphärenseite, und ist der Wellendichtungsanordnung ein zusätzliches Schmiermittel- bzw. Ölreservoir zur Aufnahme des Schmiermittels – in der Regel Öl – zugeordnet. Aus dem Schmiermittelreservoir kann Öl über die Schmiermittelnut an der Innenwand des Stützrings axial von der Seite mit geringem Druck in Richtung der Primärdichtlippe gelangen. Ein zusätzliches Dichtungselement zur Abdichtung des Ölreservoirs unterliegt lediglich dem geringen Druck auf der Luft- bzw. Atmosphärenseite, da der hohe Öldruck auf der axial gegenüberliegenden Seite von dem Radialwellendichtring und dem Stützring aufgenommen wird. For adequate lubrication, at least one lubricant groove is inserted in the inner wall of the support ring, which extends between the axial end faces of the support ring. Lubricant, in particular oil, can be transported axially over the inside of the support ring in the direction of the primary sealing lip via the lubricant groove, where it ensures sufficient lubrication. Advantageously, the support ring is located on the side with lower pressure, in particular the air or atmosphere side, and the shaft seal assembly is an additional lubricant or oil reservoir for receiving the lubricant - usually associated with oil. From the lubricant reservoir oil can pass axially through the lubricant groove on the inner wall of the support ring from the side with low pressure in the direction of the primary seal lip. An additional sealing element for sealing the oil reservoir is only subject to the low pressure on the air or atmosphere side, since the high oil pressure is absorbed on the axially opposite side of the radial shaft seal and the support ring.
Es genügt grundsätzlich eine einzige Schmiermittelnut an der Innenwand des Stützrings zwischen den axialen Stirnseiten für den Transport des Schmiermittels. Möglich sind aber auch Ausführungen mit mehreren Schmiermittelnuten, die über den Umfang verteilt an der Innenwand des Stützrings angeordnet sind. Die Schmiermittelnuten verlaufen entweder ausschließlich in axialer Richtung oder mit einer Komponente in Umfangsrichtung, also unter einem Winkel zur Achsrichtung, der beispielsweise bei 30° oder 45° liegt. Sofern mehrere Schmiermittelnuten in die Innenwand des Stützrings eingebracht sind, können diese entweder alle die gleiche Ausrichtung aufweisen oder eine unterschiedliche Ausrichtung, beispielsweise teilweise ausschließlich axial und teilweise unter einem Winkel zur Längsachse verlaufen. It is sufficient in principle a single lubricant groove on the inner wall of the support ring between the axial end faces for the transport of the lubricant. However, it is also possible embodiments with a plurality of lubricant grooves, which are arranged distributed over the circumference on the inner wall of the support ring. The lubricant grooves extend either exclusively in the axial direction or with a component in the circumferential direction, ie at an angle to the axial direction, which is for example at 30 ° or 45 °. If a plurality of lubricant grooves are introduced into the inner wall of the support ring, they can either all have the same orientation or a different orientation, for example, partially exclusively axially and partially extend at an angle to the longitudinal axis.
Gemäß einer weitern vorteilhaften Ausführung ist am Trägerabschnitt des Radialwellendichtrings eine Sekundärdichtlippe angeformt, die axial versetzt zur Primärdichtlippe angeordnet ist. Die Sekundärdichtlippe liegt im montierten Zustand ebenfalls an der Mantelfläche der abzudichtenden Welle an, sie erstreckt sich jedoch im unverformten Ausgangszustand vorteilhafterweise radial weniger weit als die Primärdichtlippe, so dass der Primärdichtlippe die primäre Dichtfunktion und der Sekundärdichtlippe nur eine unterstützende Dichtfunktion zukommt. Die Sekundärdichtlippe befindet sich insbesondere zwischen dem Stützring und der Primärdichtlippe, so dass beim Transport des Schmiermittels aus dem Schmiermittel- bzw. Ölreservoir durch die Schmiermittelnut im Stützring auch die Sekundärdichtlippe geschmiert wird. Zwischen der Sekundärdichtlippe und der Primärdichtlippe befindet sich vorteilhafterweise eine umlaufende Aufnahmenut, welche gegenüber der Sekundärdichtlippe und der Primärdichtlippe radial zurückgesetzt ist und in die das Schmiermittel strömen kann. Gegebenenfalls sind unmittelbar an der Sekundärdichtlippe eine oder mehrere Quernuten eingebracht, welche die Schmierung im Bereich der Sekundärdichtlippe unterstützen. Zusätzlich oder alternativ können in die Sekundärdichtlippe eine oder mehrere in Achsrichtung verlaufende Nuten eingebracht sein, durch die der Transport des Schmiermittels axial in Richtung der Primärdichtlippe unterstützt wird. According to a further advantageous embodiment, a secondary sealing lip is formed on the support portion of the radial shaft sealing ring, which is arranged axially offset from the primary sealing lip. The secondary sealing lip is in the assembled state also on the lateral surface of the shaft to be sealed, but it extends in the undeformed initial state advantageously radially less far than the primary sealing lip, so that the primary sealing lip, the primary sealing function and the secondary sealing lip only has a supporting sealing function. The secondary sealing lip is located in particular between the support ring and the primary sealing lip, so that during transport of the lubricant from the lubricant or oil reservoir through the lubricant groove in the support ring and the secondary sealing lip is lubricated. Between the secondary sealing lip and the primary sealing lip is advantageously a circumferential receiving groove, which is set back radially relative to the secondary sealing lip and the primary sealing lip and in which the lubricant can flow. Optionally, one or more transverse grooves are introduced directly to the secondary sealing lip, which support the lubrication in the region of the secondary sealing lip. Additionally or alternatively, one or more can be in the secondary sealing lip be introduced in the axial direction extending grooves through which the transport of the lubricant is supported axially in the direction of the primary sealing lip.
Die verbesserte Schmierung an der Primärdichtlippe verbessert zudem mögliche Quietschgeräusche bei einer Relativbewegung zwischen der Welle und der Wellendichtungsanordnung. The improved lubrication on the primary seal lip also improves possible squeaking noise during relative movement between the shaft and the shaft seal assembly.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist in den Radialwellendichtring ein Versteifungsring eingebracht, der vorzugsweise aus Metall besteht und in einen Dichtkörper des Radialwellendichtrings integriert ist, von dem der einteilig ausgebildete Trägerabschnitt verzweigt, der Träger der Primärdichtlippe sowie ggf. der Sekundärdichtlippe ist. Der Versteifungsring ist vorteilhafterweise separat vom Stützring ausgebildet, wobei ggf. auch einteilige Ausführungen in Betracht kommen. According to a further advantageous embodiment, a stiffening ring is introduced into the radial shaft sealing ring, which preferably consists of metal and is integrated in a sealing body of the radial shaft sealing ring from which the integrally formed support section branches, the carrier of the primary sealing lip and possibly the secondary sealing lip. The stiffening ring is advantageously formed separately from the support ring, possibly even one-piece designs come into consideration.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführung wirkt auf den Trägerabschnitt, der Träger der Primärdichtlippe ist, ein Federelement, beispielsweise eine umlaufende Spiralfeder, über die eine radial nach innen gerichtete Kraft auf den Trägerabschnitt ausgeübt wird, um eine dichtende Anlage der Primärdichtlippe an der Mantelfläche der Welle zu erreichen. Zudem liegt der Trägerabschnitt vorteilhafterweise auf der Hochdruckseite der Wellendichtungsanordnung, so dass der Trägerabschnitt durch den hohen Druck ebenfalls radial in Richtung auf die Welle kraftbeaufschlagt wird. According to a further expedient embodiment acts on the support portion which is the carrier of the primary sealing lip, a spring element, for example, a circumferential spiral spring, via which a radially inwardly directed force is exerted on the support portion to a sealing abutment of the primary sealing lip on the lateral surface of the shaft to reach. In addition, the support portion is advantageously on the high pressure side of the shaft seal assembly, so that the support portion is also acted upon by the high pressure radially toward the shaft.
Die Wellendichtungsanordnung wird beispielsweise in einem Lenksystem für ein Fahrzeug eingesetzt, z.B. auf einer Welle einer Servoeinheit, die hydraulisch oder elektromotorisch ausgeführt ist. The shaft seal assembly is used, for example, in a steering system for a vehicle, e.g. on a shaft of a servo unit, which is designed hydraulically or by electric motor.
Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen: Further advantages and expedient embodiments can be taken from the further claims, the description of the figures and the drawings. Show it:
In
Der Radialwellendichtring
In den Grundkörper
Der Stützring
Wie
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Lenksystem steering system
- 2 2
- Lenkrad steering wheel
- 3 3
- Lenkwelle steering shaft
- 4 4
- Lenkgehäuse steering housing
- 5 5
- Zahnstange rack
- 6 6
- Rad wheel
- 7 7
- Servomotor servomotor
- 8 8th
- Wellendichtungsanordnung A shaft seal assembly
- 9 9
- Radialwellenrichtring Radial shaft straightening ring
- 10 10
- Stützring support ring
- 11 11
- Welle wave
- 12 12
- Grundkörper body
- 13 13
- Trägerabschnitt support section
- 14 14
- Verstärkungsring reinforcement ring
- 15 15
- Primärdichtlippe Primary sealing lip
- 16 16
- Sekundärlippe secondary lip
- 17 17
- Aufnahmenut receiving groove
- 18 18
- Federelement spring element
- 19 19
- Schmiermittelreservoir lubricant reservoir
- 20 20
- Innenwand inner wall
- 21 21
- Schmiermittelnut lubricant groove
- 22 22
- Stirnseite front
- 23 23
- Stirnseite front
- 24 24
- Längsachse longitudinal axis
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 0033964 A2 [0002] EP 0033964 A2 [0002]
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