DE102015112849A1

DE102015112849A1 - Carrier frame seal with asymmetrical sealing lips

Info

Publication number: DE102015112849A1
Application number: DE102015112849.7A
Authority: DE
Inventors: Ralf Salameh
Original assignee: Federal Mogul Sealing Systems GmbH
Current assignee: Federal Mogul Sealing Systems GmbH
Priority date: 2015-08-05
Filing date: 2015-08-05
Publication date: 2017-02-09

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Trägerrahmendichtung, die einen Träger 2 und einen Elastomerabschnitt 4, der an einer Seite des Trägers 2 angefügt ist, umfasst, wobei der Elastomerabschnitt 4 mindestens eine zumindest teilweise umlaufende Dichtlippe 6, 8, 9 umfasst. Mindestens eine Dichtlippe 6, 8 weist im Querschnitt asymmetrische Anstiegsflanken 10, 12 auf.The invention relates to a carrier frame seal which comprises a carrier 2 and an elastomer section 4 which is attached to one side of the carrier 2, wherein the elastomer section 4 comprises at least one at least partially circumferential sealing lip 6, 8, 9. At least one sealing lip 6, 8 has asymmetrical rising flanks 10, 12 in cross-section.

Description

Bereich der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft Trägerrahmendichtungen, insbesondere Dichtungen für besonders hohe Anforderungen an die Dichtwirkung. The invention relates to carrier frame seals, in particular seals for particularly high demands on the sealing effect.

Stand der Technik State of the art

Bei den meisten Abdichtlösungen im Bereich der Motorenentwicklung werden geschlossene Bauräume nach außen hin abgedichtet, um sicherzustellen dass kein Medium nach außen in die Umwelt übertreten kann. Dies ist beispielsweise der Fall im Bereich vieler Abdichtstellen am Motor, wo Motoröl geführt oder vorhanden ist. Eine solche Funktion übernehmen z.b. alle Dichtungen im Kühlkreislauf eines Verbrennungsmotors. Entsprechend sind die hier eingesetzten Dichtungen ausgelegt. For most sealing solutions in the field of engine development, closed spaces are sealed to the outside to ensure that no medium can leak out into the environment. This is the case, for example, in the area of many sealing points on the engine, where engine oil is guided or present. Such a function take z. all seals in the cooling circuit of an internal combustion engine. Accordingly, the seals used here are designed.

Es gibt einige Anwendungen, bei denen Bereiche auch gegen das Eindringen von Schmutz oder Wasser geschützt werden, die aber eher untergeordnete Anforderungen haben.There are some applications in which areas are also protected against the ingress of dirt or water, but rather have subordinate requirements.

Bei neuen Motorkonzepten mit teilweisen elektrischen Antrieben oder auch vollelektrischen Antrieben gibt es hier neue Anforderungen. Hier müssen in einer sehr sicheren Weise Bereiche gegen Umwelteinflüsse und Medien von außer her abgedichtet werden, da sich im inneren elektrische Bauteile befinden. Die abzudichtenden Bereiche können Elektromotoren, Starter-Generator-Kombinationen oder auch die notwendige Steuerung für diese Komponenten enthalten. Die elektrischen Maschinen oder auch die zur Steuerung notwendige Leistungselektronik müssen hierbei vollständig gegen Witterungseinflüsse von außen oder eindringendes Wasser, wie z.B. Spritzwasser, geschützt werden. Da die Abdichtung der stromführenden Bereiche beispielsweise auch Gehäusedeckel umfasst, die unten am Fahrzeug angeordnet sein können, können hier auch spezielle Anforderungen an die Dichtheit entstehen. There are new requirements for new engine concepts with partial electric drives or all-electric drives. Here, in a very safe way, areas against environmental influences and media have to be sealed from outside, since there are electrical components inside. The areas to be sealed may include electric motors, starter-generator combinations or the necessary control for these components. The electrical machines or even the power electronics required for the control must be completely protected against weather influences from the outside or penetrating water, e.g. Splashing water to be protected. Since the sealing of the current-carrying areas, for example, also housing cover includes, which may be arranged at the bottom of the vehicle, special requirements for the tightness may arise here.

Erhöhte Anforderungen enstehen etwa, wenn die Dichtstellen durch die entsprechend zulässige Wattiefe der Fahrzeuge komplett unter Wasser stehen oder wenn zum Beispiel die Bereiche mit Hochdruckreinigern gereinigt werden. Ein Beispiel ist die Abdichtung eines Gehäusedeckels an einem Fahrzeuggetriebe für ein Hybridfahrzeug. Das Gehäuse beinhaltet die Elektro- bzw. Elektronikkomponenten und die Leistungssteuerung des Hybridantriebs. Ein Eintrag von Wasser in die elektronischen Bauteile könnte fatale Auswirkungen haben. Increased requirements arise, for example, if the sealing points are completely under water due to the corresponding permissible wading depth of the vehicles or if, for example, the areas are cleaned with high-pressure cleaners. One example is the sealing of a housing cover on a vehicle transmission for a hybrid vehicle. The housing contains the electrical and electronic components and the power control of the hybrid drive. An entry of water into the electronic components could have fatal consequences.

Damit stellt sich die Aufgabe, ein besonders sicheres Dichtkonzept zu finden, das maximale Dichtwirkung und Sicherheit gegen Beschädigung von außen bietet und damit beispielsweise unter den besonderen Anforderungen für die sichere Abdichtung elektronischer Komponenten einsetzbar ist. This raises the task to find a particularly safe sealing concept that provides maximum sealing effect and security against damage from the outside and thus can be used, for example, under the special requirements for the secure sealing of electronic components.

Im Stand der Technik gibt es Trägerrahmendichtungen, bei denen eine Elastomerdichtung an einen Trägerrahmen auf der Stirnseite angespritzt wird. Hierbei übernimmt der Trägerrahmen die Übertragung der Verschraubungskräfte und die Definition eines exakten Dichtspaltes, die angespritzte Elastomerdichtung dann die eigentliche Dichtaufgabe. Hierbei ist normalerweise die Anordnung immer so gewählt, dass das Dichtprofil direkt dem abzudichtenden Medium zugewandt ist. Die Elastomerdichtung kann mit Dichtlippen versehen sein. In the prior art, there are support frame seals, in which an elastomeric seal is molded onto a support frame on the front side. In this case, the support frame takes over the transmission of the Verschraubungskräfte and the definition of an exact sealing gap, the molded elastomeric seal then the actual sealing task. Here, the arrangement is usually chosen so that the sealing profile is directly facing the medium to be sealed. The elastomeric seal can be provided with sealing lips.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Es wird eine Trägerrahmendichtung gemäß dem beigefügten unabhängigen Anspruch vorgeschlagen, die einen Trägerrahmen und einen Elastomerabschnitt umfasst, wobei auf dem Elastomerabschnitt mindestens eine Dichtlippe mit asymmetrischem Querschnitt vorgesehen ist. Die Unteransprüche definieren vorteilhafte Ausführungsformen. It is proposed a support frame seal according to the appended independent claim, comprising a support frame and an elastomeric portion, wherein on the elastomer portion at least one sealing lip is provided with an asymmetrical cross-section. The subclaims define advantageous embodiments.

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

Im folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezug auf die Figuren genauer beschrieben, wobei In the following, exemplary embodiments of the invention are described in more detail with reference to the figures, wherein

1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Dichtung mit einer asymmetrischen Dichtlippe zeigt; 1 shows a cross section through a seal according to the invention with an asymmetric sealing lip;

2 einen Querschnitt durch eine zweite erfindungsgemäße Dichtung mit zwei asymmetrischen Dichtlippen zeigt; 2 shows a cross section through a second seal according to the invention with two asymmetrical sealing lips;

3 einen Querschnitt durch eine dritte erfindungsgemäße Dichtung mit einer hinterschnittenen Dichtlippe zeigt; 3 shows a cross section through a third seal according to the invention with an undercut sealing lip;

4 einen Querschnitt durch eine vierte erfindungsgemäße Dichtung mit einer Dichtlippe zeigt; und 4 shows a cross section through a fourth seal according to the invention with a sealing lip; and

5 einen Querschnitt durch eine fünfte erfindungsgemäße Dichtung mit einer asymmetrischen und einer symmetrischen Dichtlippe zeigt. 5 shows a cross section through a fifth seal according to the invention with an asymmetric and a symmetrical sealing lip.

Ausführliche Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention

Die Grundlage der vorliegenden Erfindung ist eine Trägerrahmendichtung, also eine Dichtung, die aus einem Trägerrahmen mit mindestens einer angefügten bzw. angespritzten elastomeren Dichtlippe besteht. Der Trägerrahmen kann aus Metallen wie Stahl oder Aluminium, aber auch aus Kunststoffen oder anderen Materialien gefertigt sein. An den Trägerrahmen wird an einer Stirnseite ein Elastomerabschnitt angefügt, der eine oder mehrere umlaufende Dichtlippen trägt. Die Dichtlippen können am gesamten Träger vorhanden sein oder nur abschnittsweise. Als Material für den Elastomerabschnitt können Elastomermaterialien wie beispielsweise Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), Hydrierter Acrylnitrilbutadien-Kautschuk (HNBR), Acrylatkautschuk (ACM) oder ähnliche Elastomere gewählt werden, abhängig vom abzudichtenden Medium. Besonders bevorzugt sind aufgrund ihrer hohen chemischen Beständigkeit gegen viele verschiedene Medien und ihres großen Einsatztemperaturbereiches Fluorkautschuk(FKM)-Materialien. The basis of the present invention is a carrier frame seal, so a seal, which consists of a support frame with at least one attached or molded elastomeric sealing lip. The support frame can be made of metals such as steel or aluminum, but also of plastics or be made of other materials. On the support frame, an elastomer section is attached to one end face, which carries one or more circumferential sealing lips. The sealing lips may be present on the entire carrier or only in sections. As the material for the elastomeric portion, elastomeric materials such as ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber (HNBR), acrylate rubber (ACM) or similar elastomers can be selected, depending on the medium to be sealed. Due to their high chemical resistance to many different media and their high temperature range of use, fluororubber (FKM) materials are particularly preferred.

In einer Ausführungsform der Erfindung, beispielsweise einer Dichtung in einer Abdeckung für ein Motorteil, wird der Trägerrahmen außenliegend angordnet und die Dichtlippen im inneren Bereich. Da der Deckel auf den Trägerrahmen geschraubt wird, der den Dichtspalt begrenzt, liegen die Bauteile Deckel und Dichtungsträgerrahmen direkt aufeinander und es bestehen keine bzw. nur minimale Spalte, die durch etwaige Bauteiltoleranzen hervorgerufen werden. Durch diese Anordnung der elastomeren Dichtlippen im Innenbereich sind diese von außen her gesehen optimal durch den Trägerrahmen geschützt, und die Möglichkeit einer mechanischen Beschädigung von außen ist im wesentlichen ausgeschlossen. In anderen Ausführungsformen könnten aber grundsätzlich die Dichtlippen auch außenliegend angebracht sein und der Trägerrahmen nach innen gerichtet sein. In one embodiment of the invention, for example a seal in a cover for a motor part, the support frame is arranged on the outside and the sealing lips in the inner region. Since the cover is screwed onto the support frame, which limits the sealing gap, the components cover and seal carrier frame are directly on top of each other and there are no or only minimal gaps, which are caused by any component tolerances. As a result of this arrangement of the elastomeric sealing lips in the inner region, these are optimally protected by the carrier frame from the outside, and the possibility of mechanical damage from the outside is essentially ruled out. In other embodiments, however, in principle, the sealing lips could also be mounted externally and the support frame to be directed inwards.

1 zeigt eine mögliche Ausführungsform der Erfindung im Querschnitt. Am Träger 2 ist stirnseitig ein Elastomerabschnitt 4 mit einer Dichtlippe 6 angefügt. Um eine optimale Dichtwirkung zu erzeugen, werden nun erfindungsgemäß asymmetrische Dichtlippen eingesetzt. Das Querschnittsprofil der Dichtlippe 6 soll also in Bezug auf ihren Scheitelpunkt bzw. zur Senkrechten asymmetrisch sein. Dabei kann wie in 1 gezeigt minimal eine Dichtlippe 6 verwendet werden, bis hin zu einer Anordnung, bei der mehrere Dichtlippen hintereinander, also im wesentlichen parallel zueinander verlaufend, angeordnet werden (siehe 2 und 5). Eine Dichtlippe 6, die im Querschnittsprofil zwei Flanken 10 und 12 aufweist, kann mit einer steileren 10 und einer flacheren Flanke 12 ausgestaltet sein. Dies bedeutet, dass die Anstiegswinkel der Dichtlippe 6 relativ zur Ebene des Trägerrahmens 2 bzw. entsprechend die Winkel α und β zur Senkrechten auf beiden Seiten der Dichtlippe unterschiedlich groß sind. 1 shows a possible embodiment of the invention in cross section. On the carrier 2 is frontally an elastomeric section 4 with a sealing lip 6 added. In order to produce an optimum sealing effect, asymmetric sealing lips are now used according to the invention. The cross-sectional profile of the sealing lip 6 should therefore be asymmetrical with respect to its vertex or perpendicular. It can be like in 1 minimally shown a sealing lip 6 be used, up to an arrangement in which a plurality of sealing lips in a row, that are substantially parallel to each other, arranged (see 2 and 5 ). A sealing lip 6 , which have two flanks in the cross-sectional profile 10 and 12 may have a steeper one 10 and a flatter edge 12 be designed. This means that the raising angle of the sealing lip 6 relative to the plane of the support frame 2 or according to the angles α and β to the vertical on both sides of the sealing lip are different in size.

2 zeigt eine weitere ähnliche Ausführungsform, bei der zwei Dichtlippen 6, 8 hintereinander angeordnet sind, die hier beide asymmetrisch ausgeführt sind. Beide Dichtlippen sind in diesem Beispiel zum Träger 2 hin mit einer steileren Flanke 10 versehen als auf der dem Träger abgewandten Seite. 2 shows a further similar embodiment, in which two sealing lips 6 . 8th are arranged one behind the other, both of which are asymmetrical here. Both sealing lips are in this example to the carrier 2 out with a steeper flank 10 provided as on the side facing away from the carrier.

Im Gegensatz zu einem symmetrischen Dichtlippenprofil, das unter Druck einseitig in eine Richtung verformt werden könnte oder wechselseitig auf beiden Seiten verformt werden könnte, kann durch die Verwendung eines asymmetrischen Lippenprofils sichergestellt werden, dass die Verformung des Profils gerichtet nur in eine Richtung stattfindet. In contrast to a symmetrical sealing lip profile, which could be deformed unilaterally in one direction under pressure or could be deformed alternately on both sides, the use of an asymmetrical lip profile ensures that the deformation of the profile takes place in one direction only.

Funktionstechnisch ist es vorteilhaft, dass sich das Profil in Richtung der Medienseite 20 bzw. zur Druckseite hin verformt. Beim oben genannten Beispiel mit einem außenliegenden Trägerrahmen 2 und innenliegendem Elastomerelement 4, das innen liegende Bauteile schützen soll, bedeutet das also, dass eine Verformung in Richtung des Trägerrahmens 2 erwünscht wäre. In einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel sind die Dichtlippen 6, 8 also gegenüber dem Trägerrahmen innenliegend angeordnet, aber nach außen orientiert. Dies wird erreicht, indem vorzugsweise das Profil der Dichtlippe 6, 8 so ausgelegt wird, dass die steilere Flanke 10 des Dichtprofils (d.h. die Flanke mit dem kleineren Winkel α zur Senkrechten) auf der Seite des Trägerrahmens 2 liegt, während die flachere Flanke 12 der Dichtlippe (die Flanke mit dem größeren Winkel β zur Senkrechten) auf der vom Trägerrahmen 2 abgewandten Seite liegt, also zum abzudichtenden Bauraum hin. Functionally, it is advantageous that the profile in the direction of the media side 20 or deformed to the pressure side. In the above example with an external support frame 2 and internal elastomeric element 4 , which is to protect internal components, that means that a deformation in the direction of the support frame 2 would be desirable. In one embodiment of the invention, the sealing lips 6 . 8th So arranged opposite the carrier frame inside, but oriented to the outside. This is achieved by preferably the profile of the sealing lip 6 . 8th designed so that the steeper flank 10 the sealing profile (ie the flank with the smaller angle α to the vertical) on the side of the support frame 2 lies while the flatter edge 12 the sealing lip (the flank with the larger angle β to the vertical) on the support frame 2 facing away side, so to be sealed space.

Damit auch das Langzeitverhalten der Dichtung nicht negativ beeinflusst wird, sollte die Elastomerdichtung 4 einen Verformungsfreiraum 18, 19 aufweisen, der einen Teil des verformten Materials der Dichtlippe 6, 8 aufnehmen kann, da das Elastomermaterial inkompressibel ist. Die Dichtlippe wird sich beim Verpressen in Richtung der steilen Flanke 10 verformen, also beim obigen Beispiel in Richtung zum Trägerrahmen hin, da der flache Winkel α dem Trägerrahmen abgewandt und der steile Winkel β dem Trägerrahmen zugewandt ist. Bei der Anordnung der vorstehenden beiden Ausführungsformen, bei der die asymmetrischen Dichtlippen 6, 8 in Richtung des Trägerblechs 2 weisen, soll also ein entsprechender Verformungsfreiraum 18, 19 vor den Dichtlippen zum Trägerblech hin geschaffen werden. Dies wird erreicht, indem die Dicke des Elastomerabschnitts 4 im Bereich des gewünschten Freiraums geringer ist als die mittlere Dicke bzw. als die Dicke des Trägerrahmens. Ein ausreichend bemessener Freiraum in diesem Bereich kann sicherstellen, dass die Dichtlippe nicht beschädigt wird und die Dichtaufgabe zuverlässig erfüllt wird. In den 1 und 2 sind die Verformungsfreiräume 18, 19 als Einbuchtungen bzw. Radien im Elastomersteg ausgestaltet. Da der Trägerrahmen umlaufend und ortsfest ist, muss der Verformungsfreiraum mindestens so groß sein, dass das verpresste Volumen aufgenommen werden kann. Bevorzugt wird der Freiraum noch etwas größer gestaltet bzw. bleibt noch ein überschüssiger Freiraum, damit auch eine thermische Expansion des Dichtungsmaterials und eine etwaige Volumenquellung mit aufgenommen werden können. So that the long-term behavior of the seal is not adversely affected, the elastomeric seal should 4 a deformation space 18 . 19 comprising a portion of the deformed material of the sealing lip 6 . 8th can absorb, since the elastomer material is incompressible. The sealing lip is pressed in the direction of the steep flank 10 deform, ie in the above example in the direction of the support frame, since the flat angle α facing away from the support frame and the steep angle β faces the support frame. In the arrangement of the above two embodiments, wherein the asymmetrical sealing lips 6 . 8th in the direction of the carrier sheet 2 show, so should a corresponding deformation space 18 . 19 be created before the sealing lips to the support plate out. This is achieved by the thickness of the elastomeric section 4 in the region of the desired clearance is less than the average thickness or as the thickness of the support frame. A sufficiently dimensioned clearance in this area can ensure that the sealing lip is not damaged and the sealing task is reliably fulfilled. In the 1 and 2 are the deformation clearances 18 . 19 designed as indentations or radii in Elastomersteg. Since the support frame is circumferential and stationary, the deformation space must be at least as large be that the compressed volume can be recorded. Preferably, the free space is made even slightly larger or still remains an excess clearance, so that a thermal expansion of the sealing material and any volume swelling can be included.

Bei mehreren Dichtlippen 6, 8 hintereinander ist es vorteilhaft, wenn auch entsprechend zwischen den Dichtlippen 6, 8 ein Freiraum 19 in den Elastomerabschnitt 4 eingearbeitet ist. Ebenso könnte aber auch nur zwischen der ersten Lippe 6 und dem Träger 2 ein Verformungsfreiraum 18 vorgesehen sein. Dabei ist es auch alternativ denkbar, die verschiedenen Verformungsfreiräume verschieden groß zu gestalten, also beispielsweise den trägernahen Verformungsfreiraum 18 größer als die Freiräume 19 zwischen den Dichtlippen auszulegen. Der Freiraum 18 zum Trägerrahmen 2 hin ist besonders wichtig, da sich die Vorderkante des Dichtprofils nicht wie bei symmetrischen Profilen verformt und aufgrund der Auslegung der Dichtlippen die Verformung in Richtung Trägerrahmen 2 (in Richtung der steilen Flanke) gehen wird. With several sealing lips 6 . 8th one behind the other it is advantageous, if appropriate, between the sealing lips 6 . 8th a free space 19 in the elastomeric section 4 is incorporated. But it could just as well be between the first lip 6 and the carrier 2 a deformation space 18 be provided. It is also alternatively conceivable to make the different deformation clearances of different sizes, so for example the carrier-near deformation space 18 bigger than the open spaces 19 between the sealing lips. The open space 18 to the support frame 2 It is particularly important since the front edge of the sealing profile does not deform as in the case of symmetrical profiles and, due to the design of the sealing lips, the deformation in the direction of the support frame 2 (in the direction of the steep flank) will go.

Im Beispiel aus 2 können die Dimensionen der verschiedenen Elemente beispielsweise wie folgt sein:
Der flache Winkel β auf der vom Träger 2 abgewandten Seite kann zwischen etwa 40 bis 60° zur Senkrechten liegen, vorzugsweise bei etwa 45–50°, beispielsweise bei 45°. In the example off 2 For example, the dimensions of the various elements may be as follows:
The flat angle β on that of the carrier 2 opposite side may be between about 40 to 60 ° to the vertical, preferably at about 45-50 °, for example at 45 °.

Der steilere Winkel α kann in diesen Ausführungsformen beispielsweise bei 5 bis 30° zur Senkrechten liegen, vorzugsweise bei 10 bis 25°, z.B. bei 20°. Alternativ ist es auch denkbar, dass die steilere Flanke 10 einer Dichtlippe 6, 8 senkrecht oder fast senkrecht gestaltet wird, also mit einem Winkel von 0° oder annähernd 0°. The steeper angle α in these embodiments can be for example at 5 to 30 ° to the vertical, preferably at 10 to 25 °, for example at 20 °. Alternatively, it is also conceivable that the steeper flank 10 a sealing lip 6 . 8th is designed perpendicular or almost vertical, ie at an angle of 0 ° or approximately 0 °.

Die Gesamthöhe des elastomeren Dichtprofils 4 und die Höhe des Trägerrahmens 2 können im Bereich von jeweils unter 1mm bis hin zu mehreren mm liegen, beispielsweise kann die Dicke des gesamten Dichtprofils 2,2–2,5mm betragen (bevorzugt 2,3mm), bei einer zugehörigen Trägerrahmendicke von ca, 1,3 bis 1,7mm, bei der bevorzugten Höhe von 2,3mm beträgt die Trägerrahmendicke ca. 1,5mm. Die Zuordnung von Profilhöhe zur Trägerblechdicke ergibt sich aus dem definierten Verpressungsbereich der Dichtung, bei dem die elastomeren Dichtlippen bei der vorliegenden Gestaltung eine große Abdichtwirkung haben, aber bei der Verpressung auch eine lange Lebensdauer. The overall height of the elastomeric sealing profile 4 and the height of the support frame 2 can be in the range of less than 1mm to several mm, for example, the thickness of the entire sealing profile can be 2.2-2.5mm (preferably 2.3mm), with an associated carrier frame thickness of ca, 1.3 to 1.7mm , at the preferred height of 2.3mm, the girder frame thickness is about 1.5mm. The assignment of profile height to the carrier sheet thickness results from the defined compression region of the seal, in which the elastomeric sealing lips in the present design have a large sealing effect, but in the compression also a long life.

Die beiden beispielhaften Winkel α = 20° und β = 45° können bei anderen Gestaltungen variieren; entscheidend ist aber, dass die steilere Flanke 10 zum Medium bzw. zur Druckseite 20 hin zeigt, da so eine optimale Dichtwirkung erzielt wird. Es kann sich hierbei sogar eine Verstärkung der Dichtwirkung unter Beanspruchung ergeben, wenn die steile Flanke 10 von vorne druckbelastet wird und dann die Anpresskraft auf die Fläche erhöht wird. Dieser Effekt ist um so stärker, je steiler die vordere Flanke des Profils ist. Bei den erfindungsgemäßen Ausführungsformen werden also die asymmetrischen Dichtprofile so definiert, daß diese mit dem steileren Winkel α der Profilflanke dem abzudichtenden Bereich zugewandt werden, um gegen das Eindringen von z.B. Flüssigkeiten von außen abzudichten. Der Einsatz der asymmetrischen Dichtlippen 6, 8 in der Kombination mit dem außenliegenden Trägerrahmen ist besonders vorteilhaft, da durch das außenliegende Trägerblech Druckspitzen bereits deutlich reduziert werden und das innenliegende asymmetrische Dichtprofil, das dem Druck entgegengerichtet ist, eine optimale Dichtwirkung bietet. Generell kann aber auch der Trägerrahmen innen liegen, wobei die steile Flanke dennoch dem abzudichtenden Medium zugewandt sein kann. The two exemplary angles α = 20 ° and β = 45 ° may vary in other designs; but it is crucial that the steeper flank 10 to the medium or to the print side 20 points out, because so optimal sealing effect is achieved. It may even result in an increase in the sealing effect under stress when the steep flank 10 is pressure loaded from the front and then the contact pressure on the surface is increased. This effect is stronger, the steeper the front edge of the profile. In the embodiments according to the invention, therefore, the asymmetrical sealing profiles are defined so that they are facing the region to be sealed with the steeper angle α of the profile flank in order to seal against the penetration of, for example, liquids from the outside. The use of asymmetric sealing lips 6 . 8th in combination with the outer support frame is particularly advantageous because pressure peaks are already significantly reduced by the outer support plate and the inner asymmetric sealing profile, which is directed opposite to the pressure, provides optimum sealing effect. In general, however, the support frame can also be inside, wherein the steep flank can still be facing the medium to be sealed.

Der bevorzugte Kopfradius einer Dichtlippe 6, 8, also der Radius des Teils zwischen den Flanken, liegt zwischen 0,2mm und 0,8mm, vorzugsweise bei etwa 0,3mm–0,4mm. Grundsätzlich können die Kopfradien im Profil natürlich auch kleiner oder größer sein, beispielsweise bei sehr großen Dichtungen oder Sonderanforderungen. The preferred head radius of a sealing lip 6 . 8th , So the radius of the part between the flanks, is between 0.2mm and 0.8mm, preferably about 0.3mm-0.4mm. In principle, the head radii in the profile can of course also be smaller or larger, for example in the case of very large seals or special requirements.

Da in den meisten Fällen der Bauraum sehr gering ist und die Dichtungen minimiert werden müssen, bewegt sich der Radius häufig im Bereich 0,3 bis 0,5mm. Bei einem sehr kleinen Kopfradius unter 0,2mm kann die Überdeckungsfläche am Flansch so klein werden, dass eventuelle Lunker oder Unregelmäßigkeiten nicht mehr immer gut abgedichtet werden können. Außerdem sind bei der Werkzeugbearbeitung bei der Verwendung von Fräsern zur Formherstellung im Bereich unter 0,3mm die Werkzeuge sehr bruchanfällig, was die Bearbeitung schwieriger und teurer machen kann. Auch die Freiräume 18, 19, die Platz für die verformten Dichtlippen 6, 8, 9 bieten, liegen in diesen Dimensionen. Vorzugsweise ist im Elastomerabschnitt 4 mindestens ein Freiraum 18 mit einem Radius von mindestens 0,2mm, bevorzugt mindestens 0,3mm auf der Seite der steileren Dichtlippenflanke 10 vorhanden. Bei größeren/breiteren Dichtlippen sollte auch die Größe des Freiraums entsprechend angepasst werden, auch wenn die Größen nicht übereinstimmen müssen. Grundsätzlich muss der Freiraum auch nicht rund oder in Form eines Kreisabschnitts gestaltet sein, sondern könnte beispielsweise einfach eine Vertiefung geeigneter Form sein. Ein Beispiel für einen nicht symmetrisch gestalteten, langgezogenen Verformungsfreiraum 18 mit abfallender Tiefe zwischen Träger 2 und Dichtlippe 6 ist in 4 gezeigt. Since in most cases the space is very small and the seals must be minimized, the radius often moves in the range 0.3 to 0.5 mm. With a very small head radius of less than 0.2 mm, the overlap area on the flange can become so small that any voids or irregularities can no longer always be sealed well. In addition, when using tooling cutters in the range of less than 0.3 mm, tooling is very susceptible to breakage, making machining more difficult and expensive. Also the open spaces 18 . 19 , the space for the deformed sealing lips 6 . 8th . 9 offer, lie in these dimensions. Preferably, in the elastomeric section 4 at least one free space 18 with a radius of at least 0.2 mm, preferably at least 0.3 mm on the side of the steeper edge of the sealing lip 10 available. For larger / wider sealing lips, the size of the free space should be adjusted accordingly, even if the sizes do not match. Basically, the free space must not be designed round or in the form of a circular section, but could for example simply be a recess of suitable shape. An example of a non-symmetrical, elongated deformation space 18 with sloping depth between beams 2 and sealing lip 6 is in 4 shown.

3 zeigt eine weitere beispielhafte Ausführungsform. In diesem Fall wird der steilere Winkel α auf der Seite des Trägerrahmens so ausgelegt, dass ein Hinterschnitt entsteht. Das bedeutet, dass der Flankenwinkel α des Anstiegs auf dieser Seite, vorzugsweise der nach außen in Druckrichtung weisenden Seite, negativ wird bzw. größer als 90° relativ zur Ebene ausgelegt wird. Die beiden seitlichen Flanken 10, 12 der Dichtung sind also in diesem Beispiel in die selbe Richtung geneigt, wobei immer noch eine Flanke 10 steiler ist als die andere 12. Durch dieses Design wird bei anliegendem Innendruck eine Kraftkomponente in Richtung des abzudichtenden Flansches erzeugt, d.h. der Druck sorgt dafür, dass die Dichtlippe 6, 8 verstärkend gegen die Flanschfläche gedrückt wird. Damit können auch bei geringen Anpresskräften große Drücke abgedichtet werden, da der wirkende Druck die Anpresskraft und somit die Dichtkraft erhöht. Eine solche Dichtanordnung ist besonders vorteilhaft, wenn die standardmäßig oder bei abgeschalteten Systemen vorhandenen Drücke sehr gering sind, aber die im Betrieb möglichen Systemdrücke sehr hoch sind und eine klassische Dichtungsanordung ohne Selbstverstärkung nicht mehr zuverlässig funktioniert. 3 shows another exemplary embodiment. In this case, the steeper angle α on the side of the support frame is designed so that an undercut is formed. This means that the flank angle α of the rise on this side, preferably the side facing outward in the direction of compression, becomes negative or is designed to be greater than 90 ° relative to the plane. The two lateral flanks 10 . 12 The seal are therefore inclined in this example in the same direction, with still a flank 10 steeper than the other one 12 , With this design, a force component is generated in the direction of the flange to be sealed with adjacent internal pressure, ie, the pressure ensures that the sealing lip 6 . 8th is pressed reinforcing against the flange. Thus, even at low contact pressures large pressures can be sealed, since the acting pressure increases the contact pressure and thus the sealing force. Such a sealing arrangement is particularly advantageous when the standard or switched off systems pressures are very low, but the system pressures possible in operation are very high and a classic Dichtungsanordung no longer works without self-reinforcing reliable.

Der Winkel α der Hinterschneidung zur Senkrechten im Ausführungsbeispiel aus 3 kann auf der steileren Seite etwa 0 bis 20° betragen, bevorzugt zwischen 0 und 10°. Der flachere Winkel β auf der anderen Seite kann wie bereits in vorhergehenden Beispielen etwa bei 20 bis 60° zur Senkrechten liegen. The angle α of the undercut to the vertical in the embodiment 3 may be on the steeper side about 0 to 20 °, preferably between 0 and 10 °. The shallower angle β on the other side can be approximately at 20 to 60 ° to the vertical as in previous examples.

Wenn in einer Ausführungsform mehrere Dichtlippen 6, 8, 9 genutzt werden, kann beispielsweise auch eine der Lippen mit einem solchen hinterschnittenen Winkel wie in 3 gestaltet sein, während eine weitere mit beidseitig spitzen Flankenwinkeln wie in 1 oder 2 ausgelegt sein könnte. Auch für die übrigen Ausführungsbeispiele gilt generell, dass bei mehreren Dichtlippen für jede Lippe unterschiedliche Flankenwinkel genutzt werden könnten. If in one embodiment several sealing lips 6 . 8th . 9 For example, one of the lips can be used with such an undercut angle as in 3 be designed while another with double-sided flank angles as in 1 or 2 could be designed. It is also generally true for the remaining exemplary embodiments that, with a plurality of sealing lips, different flank angles could be used for each lip.

Die Anstiege der Flanken 10, 12 der Dichtlippen müssen außerdem nicht unbedingt konstant sein. Es ist ebenso denkbar, dass die Flanken eher eine stetig ansteigende Kurve beschreiben anstatt einer Schräge mit gleichbleibendem Winkel. Das Grundkonzept, eine Flanke steiler zu gestalten als die andere, bleibt jedoch auch hier erhalten. The climbs of the flanks 10 . 12 The sealing lips also need not necessarily be constant. It is also conceivable that the flanks rather describe a steadily rising curve instead of a slope with a constant angle. The basic concept of making one flank steeper than the other, however, also remains here.

In den vorstehenden Beispielen sind nur Dichtungen mit ein oder zwei Dichtlippen gezeigt. Es versteht sich aber, dass diese Beispiele und die zugrundeliegenden Ideen ebenso für Dichtungen mit mehr als zwei Dichtlinien eingesetzt werden können, wobei die weiteren Dichtlippen ebenfalls asymmetrische oder alternativ auch symmetrische Flanken aufweisen könnten. Das bedeutet, dass Lippen gemäß der Erfindung mit asymmetrischen Flanken auch mit solchen mit symmetrischen Anstiegswinkeln γ kombiniert werden können. Ein solches Beispiel ist in 5 gezeigt, wo die erste Dichtlippe 6 vom Träger aus asymmetrisch gestaltet ist, mit unterschiedlichen Flanken 10, 12 wie im Beispiel aus 1 oder 2, und anschließend eine symmetrische Dichtlippe 9 folgt, deren Flanken also auf beiden Seiten identische Anstiegswinkel γ aufweisen. In the above examples, only seals with one or two sealing lips are shown. However, it is understood that these examples and the underlying ideas can also be used for seals with more than two sealing lines, wherein the other sealing lips could also have asymmetrical or alternatively symmetrical flanks. This means that lips according to the invention with asymmetrical flanks can also be combined with those with symmetrical rise angles γ. One such example is in 5 shown where the first sealing lip 6 asymmetrically designed by the wearer, with different flanks 10 . 12 as in the example 1 or 2 , and then a symmetrical sealing lip 9 follows, the flanks of which therefore have identical slope angles γ on both sides.

Außerdem müssen die Dichtlippenprofile nicht über die gesamte Dichtung hinweg einheitlich sein, sondern können je nach Bereich verschieden gestaltet sein. Beispielsweise könnte in einem ersten Bereich eine zusätzliche dritte Dichtlippe vorhanden sein, während in einem anderen Bereich der Dichtung nur zwei Dichtlippen vorliegen. Ebenso könnten über die Dichtung hinweg die Dimensionen der Dichtlippen und/oder die Neigungswinkel der Flanken variieren. In addition, the sealing lip profiles do not have to be uniform over the entire seal, but can be designed differently depending on the area. For example, an additional third sealing lip could be present in a first region, while only two sealing lips are present in another region of the seal. Likewise, the dimensions of the sealing lips and / or the angles of inclination of the flanks could vary across the seal.

In den beispielhaften Ausführungsformen, die in den Figuren gezeigt sind, sind die asymmetrischen Dichtlippen jeweils oben und unten gleichmäßig angeordnet, also spiegelsymmetrisch zur Trägerebene. Dies stellt eine gleichmäßige Dichtwirkung und eine zuverlässige Abdichtung zwischen zwei Bauteilen sicher. Jedoch sind grundsätzlich ebenso Ausführungsformen denkbar, bei denen nur auf einer Fläche des Elastomerabschnitts Dichtlippen angeordnet sind oder die Dichtlippen nicht spiegelsymmetrisch angeordnet sind. In the exemplary embodiments shown in the figures, the asymmetrical sealing lips are arranged uniformly above and below, that is to say mirror-symmetrically to the carrier plane. This ensures a uniform sealing effect and a reliable seal between two components. However, in principle also embodiments are conceivable in which sealing lips are arranged only on one surface of the elastomer portion or the sealing lips are not arranged mirror-symmetrically.

Es ist außerdem nicht ausgeschlossen, dass neben dem gezeigten Trägerrahmen 2 weitere Elemente an der Dichtung vorhanden sind, wie etwa ein weiteres Trägerelement auf der anderen Seite des Elastomerabschnitts. Ebenso könnten auf beiden Stirnseiten eines Trägerelements 2 Elastomerabschnitte mit oder ohne Dichtlippen angefügt sein. Die gezeigten Ausführungsformen, bei denen der Trägerrahmen „außen“ bzw. in Richtung des abzudichtenden Mediums (z.B. Wasser bei Reinigung durch einen Hochdruckreiniger) angeordnet ist, während die Elastomerdichtung „innen“ zur Seite des abzudichtenden Raums (z.B. der Motorraum eines Elektromotors) liegt, haben jedoch den Vorteil, dass damit im eingebauten Zustand nach außen nur der feste Trägerrahmen freiliegend ist und so den Elastomerteil zusätzlich vor schädlichen Einflüssen und mechanischen Belastungen schützt. It is also not excluded that in addition to the shown support frame 2 there are further elements on the seal, such as another support member on the other side of the elastomeric portion. Likewise, could on both faces of a support element 2 Elastomer sections be attached with or without sealing lips. The embodiments shown in which the support frame "outside" or in the direction of the medium to be sealed (eg water when cleaning by a high pressure cleaner) is arranged, while the elastomeric seal "inside" to the side of the space to be sealed (eg the engine compartment of an electric motor), However, have the advantage that in the installed state to the outside only the solid support frame is exposed and thus the elastomer part additionally protects against harmful influences and mechanical stress.

Zusammengefasst sorgen die asymmetrischen Dichtlippen gemäß der Erfindung für eine selbstverstärkende Dichtwirkung. Wenn die steile Flanke einer asymmetrischen Dichtlippe mit Druck beaufschlagt wird, steigt die Anpresskraft der Dichtlippen auf die Fläche an. Durch hinterschnittene Dichtlippen wird dieser Effekt noch weiter verstärkt, so dass sich solche Dichtungen optimal für den Einsatz bei sehr hohen Drücken und/oder höheren Profilen mit geringerer Eigensteifigkeit eignen, die bei größerem Toleranzausgleich benötigt werden. In summary, the asymmetrical sealing lips according to the invention provide a self-reinforcing sealing effect. When pressure is applied to the steep flank of an asymmetrical sealing lip, the contact pressure of the sealing lips increases on the surface. By undercut sealing lips, this effect is further enhanced, so that such seals are ideal for use at very high pressures and / or higher profiles with lower inherent rigidity, which are needed with greater tolerance compensation.

Die Anbringung des Elastomerabschnitts 4 am Trägerrahmen 2 kann auf verschiedene Weise erfolgen. Beispielsweise können die Dichtelemente am Träger anvulkanisiert oder angespritzt werden. Beim Anspritzen an den Trägerrahmen können optional auch Bindemittel angewendet werden, mit denen der Trägerrahmen beschichtet wird. Die dabei entstehende Elastomer-Trägerrahmen-Verbindung sorgt bei Kunststoffen und Metallen für einen sicheren Halt der Dichtung am Trägerrahmen. Alternativ könnten die elastomeren Dichtlippen auch mechanisch mit dem Trägerrahmen verbunden werden, beispielsweise über herausstehende Bereiche mit Hinterschneidungen. The attachment of the elastomeric section 4 on the support frame 2 can be done in different ways. For example, the sealing elements can be vulcanized or molded onto the carrier. When sprayed onto the support frame, it is also possible optionally to use binders with which the support frame is coated. The resulting elastomer carrier frame connection provides for plastics and metals for a secure hold of the seal on the support frame. Alternatively, the elastomeric sealing lips could also be mechanically connected to the support frame, for example over protruding areas with undercuts.

Es versteht sich, dass die verschiedenen gezeigten Ausführungsformen geeignet miteinander kombiniert sind und nicht auf die speziellen Beispiele beschränkt sind. Beispielsweise können die gezeigten Dichtlippenvarianten beliebig miteinander kombiniert werden oder mit anderen, nicht gezeigten Lippenprofilen kombiniert werden. Auch die Scheitelbereiche der Dichtlippen und die Freiräume können anders gestaltet werden, als es in den Beispielzeichnungen gezeigt ist. Die Winkelangaben sollen nur als Beispiele verstanden werden, und beliebige Winkel in den genannten Bereichen können abhängig von den gewünschten Anwendungen und Effekten angesetzt werden. It is understood that the various embodiments shown are suitably combined with each other and are not limited to the specific examples. For example, the illustrated sealing lip variants can be combined with each other as desired or combined with other lip profiles, not shown. Also, the apex areas of the sealing lips and the free spaces can be designed differently than shown in the example drawings. The angles are to be understood as examples only and any angles in the ranges mentioned may be applied depending on the desired applications and effects.

Claims

A support frame seal comprising: a support ( 2 ), and an elastomeric section ( 4 ) attached to one side of the carrier ( 2 ) is added, wherein the elastomeric section ( 4 ) at least one at least partially circumferential sealing lip ( 6 . 8th . 9 ), characterized in that at least one sealing lip ( 6 . 8th ) in cross-section asymmetrical rising edges ( 10 . 12 ) having.

A support frame seal according to claim 1, wherein a first leading edge ( 10 ) at least one sealing lip has a greater slope than a second rising edge ( 12 ) of the at least one sealing lip.

A support frame seal according to claim 2, wherein the first leading edge ( 10 ) with the greater slope on the support ( 2 ) facing side of the sealing lip ( 6 . 8th ) is located.

Carrier frame seal according to one of claims 2 or 3, wherein the first rising edge ( 10 ) has an angle α of 0 to 30 ° to the vertical, preferably between 5 and 20 °.

Carrier frame seal according to one of claims 2 to 4, wherein the second leading edge ( 12 ) has an angle β between 30 and 60 ° to the vertical.

Carrier frame seal according to one of claims 2 to 5, wherein the first rising edge ( 10 ) is inclined in the same direction as the second leading edge ( 12 ), so that an undercut in the region of the first leading edge ( 10 ) is formed.

Carrier frame seal according to one of the preceding claims, wherein the elastomer section ( 4 ) at least two asymmetric sealing lips ( 6 . 8th ).

Carrier frame seal according to one of the preceding claims, wherein the elastomer section ( 4 ) additionally at least one symmetrical sealing lip ( 9 ).

Carrier frame seal according to one of the preceding claims, wherein the elastomer section ( 4 ) adjacent to at least one sealing lip ( 6 . 8th . 9 ) comprises a region in which the thickness of the elastomeric portion ( 4 ) less than the thickness of the carrier ( 2 ), so that a deformation space ( 18 . 19 ) is formed.

A support frame seal according to claim 9, wherein a deformation space ( 18 ) between the carrier ( 2 ) and the first asymmetric sealing lip ( 6 ) is formed.

A carrier frame seal according to claim 9 or 10, wherein the elastomeric portion ( 4 ) at least two consecutive sealing lips ( 6 . 8th . 9 ), and wherein between each two sealing lips ( 6 . 8th ) a deformation space ( 19 ) is arranged.