DE102016215042A1 - sealing arrangement - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung (1) zur Abdichtung eines ersten Raums (I) gegenüber einem zweiten Raum (II), wobei die Dichtungsanordnung (1) zwischen einem Wellenteil (2) und einem Gehäuseteil (3) wirksam angeordnet ist, wobei die Dichtungsanordnung (1) einen Dichtungsträger (4) aufweist, der mit dem Gehäuseteil (3) verbunden ist, und mindestens eine am Dichtungsträger (4) angeordnete und sich vom Dichtungsträger (4) zur Oberfläche (5) des Wellenteils (2) erstreckende Dichtlippe (6), die auf der Oberfläche (5) des Wellenteils (2) dichtend anläuft. Um in verbesserter Weise radialen Versatz ausgleichen zu können und Druckdichtigkeit zu ermöglichen, sieht die Erfindung vor, dass die Dichtlippe (6) umfasst: einen Verbindungsabschnitt (7), der mit dem Dichtungsträger (4) verbunden ist und der im Radialschnitt eine Dicke (D7) aufweist, einen Lippenträgerabschnitt (8), der mit dem Verbindungsabschnitt (7) an dessen vom Dichtungsträger (4) entfernten Ende verbunden ist und der im Radialschnitt gegenüber dem Verbindungsabschnitt (7) eine vergrößerte Dicke (D8) aufweist, und einen Dichtlippenabschnitt (9), der mit dem Lippenträgerabschnitt (8) an dessen vom Verbindungsabschnitt (7) entfernten Ende verbunden ist und der im Radialschnitt gegenüber dem Lippenträgerabschnitt (8) eine verminderte Dicke (D9) aufweist.The invention relates to a sealing arrangement (1) for sealing a first space (I) with respect to a second space (II), wherein the sealing arrangement (1) between a shaft part (2) and a housing part (3) is effectively arranged, wherein the sealing arrangement ( 1) has a seal carrier (4) which is connected to the housing part (3), and at least one sealing lip (6) arranged on the seal carrier (4) and extending from the seal carrier (4) to the surface (5) of the shaft part (2). which sealingly starts on the surface (5) of the shaft part (2). In order to be able to compensate for radial offset in an improved manner and to allow pressure tightness, the invention provides that the sealing lip (6) comprises: a connecting portion (7) which is connected to the seal carrier (4) and in the radial section has a thickness (D7 ), a lip support portion (8) which is connected to the connecting portion (7) at its end remote from the seal carrier (4) and which in radial section opposite the connecting portion (7) has an increased thickness (D8), and a sealing lip portion (9 ) which is connected to the lip support portion (8) at its end remote from the connecting portion (7) and which has a reduced thickness (D9) in radial section opposite the lip support portion (8).
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung zur Abdichtung eines ersten Raums gegenüber einem zweiten Raum, wobei die Dichtungsanordnung zwischen einem Wellenteil und einem Gehäuseteil wirksam angeordnet ist, wobei die Dichtungsanordnung einen Dichtungsträger aufweist, der mit dem Gehäuseteil verbunden ist, und mindestens eine am Dichtungsträger angeordnete und sich vom Dichtungsträger zur Oberfläche des Wellenteils erstreckende Dichtlippe, die auf der Oberfläche des Wellenteils dichtend anläuft.The invention relates to a sealing arrangement for sealing a first space relative to a second space, wherein the sealing arrangement between a shaft portion and a housing part is effectively arranged, wherein the seal assembly comprises a seal carrier, which is connected to the housing part, and at least one arranged on the seal carrier and itself from the seal carrier to the surface of the shaft part extending sealing lip, which starts sealingly on the surface of the shaft part.
Eine gattungsgemäße Dichtungsanordnung offenbart beispielsweise die
Ein hohes Maß an Dichtigkeit kann durch Verwendung einer Wurmfeder erreicht werden, mit der die Dichtlippe gegen die Oberfläche des Wellenteils gedrückt wird. Nachteilig ist hierbei allerdings, dass die erhöhte Sicherheit betreffend Dichtigkeit eine höhere Reibung bedingt.A high degree of tightness can be achieved by using a worm spring, with which the sealing lip is pressed against the surface of the shaft part. The disadvantage here, however, that the increased security regarding tightness causes a higher friction.
Im Anwendungsbereich der in Rede stehenden Dichtungsanordnung bei Schaltdomen geht es primär darum, Spritzöl im Getrieberaum zurückzuhalten und einen Medieneintritt von außen in das Gehäuse zu verhindern. Allerdings werden derartige Anordnungen auch auf Druckbeständigkeit geprüft, was zum Feststellen der Dichtheit anderer Dichtstellen im Getriebe erforderlich ist. Daher muss die gegenständliche Dichtungsanordnung für diesen Zweck gleichermaßen Druckdichtigkeit sicherstellen.In the field of application of the sealing arrangement in question at Schaltdomen is primarily about retaining spray oil in the gear compartment and to prevent media entry from the outside into the housing. However, such arrangements are also tested for pressure resistance, which is required to determine the tightness of other sealing points in the transmission. Therefore, the subject seal assembly for this purpose must ensure equal pressure tightness.
Bei bislang bekannten Dichtungsanordnungen stellt sich insoweit das Problem, dass eine hinreichende Dichtigkeit der Dichtungsanordnung – wobei die oben genannte axiale und radiale Verschiebebewegung des Wellenteils relativ zum Gehäuse möglich sein muss – nur gewährt werden kann, wenn ein hinreichender Anpressdruck der Dichtlippe an die Oberfläche des Wellenteils gegeben ist, was den Einsatz der insoweit nachteiligen Wurmfeder bedingt.In the case of hitherto known sealing arrangements, the problem arises that a sufficient tightness of the sealing arrangement - whereby the abovementioned axial and radial displacement movement of the shaft part must be possible relative to the housing - can only be granted if a sufficient contact pressure of the sealing lip against the surface of the shaft part is given, which requires the use of the disadvantageous worm spring so far.
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Dichtungsanordnung so zu verbessern, dass in verbesserter Weise ein radialer Versatz des Wellenelements relativ zum Gehäuseteil ausgeglichen werden kann, wobei gleichzeitig eine hinreichende Druckdichtigkeit der Dichtungsanordnung ermöglicht werden soll.The present invention has for its object to improve a generic seal assembly so that in an improved manner, a radial offset of the shaft member can be compensated relative to the housing part, at the same time a sufficient pressure tightness of the seal assembly is to be made possible.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippe umfasst:
- – einen Verbindungsabschnitt, der mit dem Dichtungsträger verbunden ist und der im Radialschnitt eine Dicke aufweist,
- – einen Lippenträgerabschnitt, der mit dem Verbindungsabschnitt an dessen vom Dichtungsträger entfernten Ende verbunden ist und der im Radialschnitt gegenüber dem Verbindungsabschnitt eine vergrößerte Dicke aufweist, und
- – einen Dichtlippenabschnitt, der mit dem Lippenträgerabschnitt an dessen vom Verbindungsabschnitt entfernten Ende verbunden ist und der im Radialschnitt gegenüber dem Lippenträgerabschnitt eine verminderte Dicke aufweist.
- A connecting portion which is connected to the seal carrier and which has a thickness in a radial section,
- - A lip support portion which is connected to the connecting portion at its end remote from the seal carrier and which has an enlarged thickness in radial section relative to the connecting portion, and
- - A sealing lip portion which is connected to the lip support portion at its end remote from the connecting portion and which has a reduced thickness in radial section relative to the lip support portion.
Wenn hier von den jeweiligen entfernten Enden die Rede ist, heißt das nicht zwingend, dass diametral gegenüberliegende Bereiche des betreffenden Bauteils (insbesondere des Lippenträgerabschnitts) gemeint sind. Es reicht für die Nutzung der vorgeschlagenen Lösung aus, wenn die Übergangsbereiche zwischen dem Verbindungsabschnitt und dem Lippenträgerabschnitt auf der einen Seite und zwischen dem Lippenträgerabschnitt und dem Dichtlippenabschnitt auf der anderen Seite hinreichend voneinander beanstandet sind.When referring here to the respective distal ends, this does not necessarily mean that diametrically opposite regions of the relevant component (in particular of the lip support section) are meant. It is sufficient for the use of the proposed solution, when the transition areas between the connecting portion and the lip support portion on one side and between the lip support portion and the sealing lip portion on the other side are spaced apart from each other.
Für die Relationen der in Rede stehenden drei Abschnitte der Dichtlippe hat es sich besonders bewährt, wenn vorgesehen wird, dass der Verbindungabschnitt im Radialschnitt eine minimale Dicke aufweist, die höchstens 60 %, vorzugsweise höchstens 50 %, der im Radialschnitt maximalen Dicke des Lippenträgerabschnitts beträgt. Bevorzugt weist der Dichtlippenabschnitt im Radialschnitt eine maximale Dicke auf, die höchstens 60 %, vorzugsweise höchstens 50 %, der im Radialschnitt maximalen Dicke des Lippenträgerabschnitts beträgt.For the relations of the three sections of the sealing lip in question, it has proven particularly useful if it is provided that the connecting section in the radial section has a minimum thickness which is at most 60%, preferably at most 50%, the maximum thickness of the lip support portion in the radial section. The radial section of the sealing lip section preferably has a maximum thickness which is at most 60%, preferably at most 50%, which in the radial section is the maximum thickness of the lip support section.
Die genannten Dicken des Verbindungabschnitts, des Lippenträgerabschnitts und des Dichtlippenabschnitts sind dabei bevorzugt in radiale Richtung des Wellenteils gemessen.The said thicknesses of the connecting portion, the lip support portion and the sealing lip portion are preferably measured in the radial direction of the shaft part.
Der Verbindungabschnitt, der Lippenträgerabschnitt und der Dichtlippenabschnitt sind vorzugsweise einstückig miteinander ausgeführt. Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass der Dichtungsträger und die Dichtlippe einstückig miteinander ausgeführt sind.The connection portion, the lip support portion and the sealing lip portion are preferably designed in one piece with each other. Furthermore, it is preferably provided that the seal carrier and the sealing lip are made in one piece with each other.
Der Dichtlippenabschnitt ist vorzugsweise frei von der Vorspannung durch ein Federelement, der Endbereich des Dichtlippenabschnitts liegt demgemäß ohne die Wirkung einer Feder (insbesondere Wurmfeder) an der Oberfläche des Wellenteils dichtend an.The sealing lip portion is preferably free of the bias by a spring element, the end portion of the sealing lip portion is thus sealingly without the action of a spring (in particular worm spring) on the surface of the shaft member.
Im Radialschnitt ist der minimale radiale Abstand zwischen dem Dichtungsträger und der Oberfläche des Wellenteils vorzugsweise kleiner ist als die maximale Dicke des Lippenträgerabschnitts, gemessen in radiale Richtung. Damit wird, was unten näher erläutert ist, ein Umklappen der Dichtlippe bei entsprechenden Druckverhältnissen und namentlich bei der Dichtigkeitsprüfung verhindert.In the radial section, the minimum radial distance between the seal carrier and the surface of the shaft part is preferably smaller than the maximum thickness of the lip carrier section, measured in the radial direction. Thus, what is explained in more detail below, a folding of the sealing lip at appropriate pressure conditions and especially in the tightness test prevented.
Neben der Dichtlippe kann eine Staublippe am Dichtungsträger angeordnet sein. Die vorgeschlagene Dichtungsanordnung ist insbesondere Bestandteil eines Schaltdoms eines Zahnräderwechselgetriebes eines Kraftfahrzeugs. In addition to the sealing lip, a dust lip may be arranged on the seal carrier. The proposed sealing arrangement is in particular part of a switching dome of a gear change transmission of a motor vehicle.
Die vorgeschlagene Ausgestaltung der Dichtungsanordnung weist, wie generell bei derartigen Anordnungen, einen Basiskörper auf, der mit seinem Außendurchmesser in das Gehäuse eingepresst wird. Der Basiskörper kann eine Staublippe aufweisen. The proposed embodiment of the seal assembly has, as generally in such arrangements, a base body which is pressed with its outer diameter in the housing. The base body may have a dust lip.
Wesentlich ist, dass die eigentliche Dichtlippe, die reibend am Wellenteil anliegt, in drei Bereiche unterteilt ist: Sie hat einen relativ stabilen ringförmigen Bereich (Lippenträgerabschnitt), der nicht in Kontakt mit dem Wellenteil gelangt. Von diesem ringförmigen Bereich geht zur einen Seite der Dichtlippenabschnitt ab, der dünn und damit relativ elastisch ausgebildet ist. Aufgrund einer hier bevorzugt gewählten geringen Materialstärke kann sich der Dichtlippenabschnitt bei Beaufschlagung mit Druckluft leicht und sicher an die Oberfläche des Wellenteils anschmiegen. Zur anderen Seite geht vom Lippenträgerabschnitt eine ebenfalls dünne und flexible, membranartige Verbindung zum Dichtungsträger ab, nämlich der Verbindungsabschnitt; durch diesen ist die Dichtlippe mit dem Dichtungsträger verbunden. Durch die relativ dünne Ausbildung des Verbindungsabschnitts können relative radiale Verschiebungen zwischen Gehäuseteil und Wellenteil relativ leicht ausgeglichen werden, weil der Verbindungabschnitt quasi als eine Art Scharnier wirkt. Der dünn gewählte Verbindungsabschnitt ermöglicht also, dass bei einem eventuellen radialen Versatz der Welle zum Gehäuse der dicke Bereich (Lippenträgerabschnitt) den Versatz ohne große Radialkräfte ausgleicht.It is essential that the actual sealing lip, which is rubbing against the shaft part, divided into three areas: It has a relatively stable annular area (lip support portion), which does not come into contact with the shaft part. From this annular region goes to one side of the sealing lip portion, which is thin and thus relatively elastic. Due to a preferably selected here low material thickness, the sealing lip portion can easily and safely cling to the surface of the shaft part when exposed to compressed air. On the other side of the lip support portion is also a thin and flexible, membrane-like connection to the seal carrier from, namely the connecting portion; through this, the sealing lip is connected to the seal carrier. Due to the relatively thin design of the connecting portion relative radial displacements between the housing part and shaft portion can be compensated relatively easily, because the connection portion acts as a kind of hinge, so to speak. The thinly selected connecting section thus makes it possible, in the event of a possible radial offset of the shaft to the housing, for the thick area (lip support section) to compensate for the offset without great radial forces.
Der Lippenträgerabschnitt ist so gestaltet, dass er nicht zwischen dem Dichtungsträger und dem Wellenteil mit Blick auf die kleinste radiale Distanz zwischen diesen beiden Teilen hindurch passt, so dass ein Umklappen der Dichtlippe bei Druckanstieg im Falle der Dichtigkeitsprüfung verhindert ist.The lip support portion is designed so that it does not fit between the seal carrier and the shaft part with a view to the smallest radial distance between these two parts, so that a folding over of the sealing lip is prevented when the pressure increases in the case of tightness test.
Die vorgeschlagene Lösung kommt also insbesondere als Wellendichtring in einem Schaltdom eines Zahnräderwechselgetriebes zum Einsatz, wobei sichergestellt wird, dass Spritzöl im Getrieberaum zurückgehalten wird und ansonsten Schmutzeintritt von außen verhindert ist. Vorteilhaft ist weiterhin, dass eine Druckbeständigkeit der Dichtungsanordnung gegeben ist, so dass die Prüfung auf Dichtigkeit anderer Dichtstellen in einfacher Weise erfolgen kann.The proposed solution is thus used in particular as a shaft seal in a shift dome of a gear change transmission used, it being ensured that spray oil is retained in the gear compartment and otherwise dirt is prevented from outside. A further advantage is that a pressure resistance of the seal assembly is given, so that the test for tightness of other sealing points can be done in a simple manner.
Somit wird eine bessere Dichtwirkung als bei vorbekannten Lösungen erzeugt, wobei gleichzeitig allerdings keine erhöhte Reibung festzustellen ist. Ansonsten vorbekannte Maßnahmen wie eine erhöhte Überdeckung, eine dickere Dichtlippe oder die Anwendung einer Wurmfeder hätten hier nachteilig eine erhöhte Reibung zur Folge.Thus, a better sealing effect than in previously known solutions is produced, but at the same time no increased friction is observed. Otherwise, previously known measures such as increased coverage, a thicker sealing lip or the application of a worm spring would adversely result in increased friction.
Sehr vorteilhaft ist es auch, dass insbesondere im Falle der Dichtigkeitsprüfung ein Umschlagen der Dichtlippe bei plötzlichem Druckanstieg während der Prüfung zuverlässig vermieden werden kann.It is also very advantageous that, especially in the case of tightness testing, a turning over of the sealing lip can be reliably prevented in the event of a sudden increase in pressure during the test.
Kurze Beschreibung der FigurenBrief description of the figures
In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:In the figures, an embodiment of the invention is shown. Show it:
Ausführliche Beschreibung der FigurenDetailed description of the figures
In
Die Dichtungsanordnung hat einen Dichtungsträger
Weiterhin ist am Dichtungsträger
Der Dichtungsträger
Wesentlich ist nunmehr die Ausgestaltung der Dichtlippe
Die Dichtlippe
Weiterhin hat die Dichtlippe
Wie dargestellt, hat der Lippenträgerabschnitt
Das hat zur Folge, dass bei einer Beaufschlagung mit Kräften, die auf die Dichtlippe
Weiterhin umfasst die Dichtlippe
Hinzuweisen wäre noch auf den radialen Abstand x, der als Minimalabstand zwischen dem Dichtungsträger
Dies hat zur Folge, dass sichergestellt ist, dass bei beliebigen Druckverhältnissen (nämlich namentlich bei einem Druck im Raum I, der größer ist als der Druck im Raum II) die Dichtlippe
Zentrales Konzept ist wiederum, dass die Dichtlippe
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Dichtungsanordnung sealing arrangement
- 22
- Wellenteil shaft part
- 33
- Gehäuseteil housing part
- 44
- Dichtungsträger seal carrier
- 55
- Oberfläche des Wellenteils Surface of the shaft part
- 66
- Dichtlippe sealing lip
- 77
- Verbindungsabschnitt (membranartiger Abschnitt) Connecting section (membranous section)
- 88th
- Lippenträgerabschnitt Lip support section
- 99
- Dichtlippenabschnitt Collar portion
- 1010
- Staublippe dust lip
- 1111
- Verstärkungsblech Support panel
- D7D7
- radiale Dicke des Verbindungsabschnitts radial thickness of the connecting portion
- D8D8
- radiale Dicke des Lippenträgerabschnitts radial thickness of the lip support portion
- D9D9
- radiale Dicke des Dichtlippenabschnitts radial thickness of the sealing lip portion
- aa
- axiale Richtung axial direction
- rr
- radiale Richtung radial direction
- xx
- radialer Abstand radial distance
- II
- erster Raum first room
- IIII
- zweiter Raum second room
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 10302069 A1 [0002] DE 10302069 A1 [0002]
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DE102016215042.1A DE102016215042A1 (en) | 2016-08-12 | 2016-08-12 | sealing arrangement |
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