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Die Erfindung betrifft eine Kassettendichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft auch einen Wankstabilisator mit dieser Kassettendichtung.
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Dichtungen in Kassettenbauform sind vormontierte Unterbaugruppen und weisen oftmals einen ersten Teilabschnitt, welcher in einer Umgebungskonstruktion festgelegt wird, sowie einen zweiten Teilabschnitt auf, welcher auf eine sich drehende Komponente angeordnet wird. Der Vorteil bei Dichtungen in Kassettenbauform ist, dass diese als vollständige Unterbaugruppe eingesetzt werden können.
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Die Druckschrift
DE 10 2010 015 200 A1 , die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet, offenbart eine Kassettendichtung mit einer Dichtscheibe sowie mit einer Schleuderscheibe, wobei die Schleuderscheibe einen axialen Profilschenkel aufweist, welcher durch einen zusätzlichen, das freie Ende des Profilschenkels umschließenden Stabilisierungsring auf dem zugeordneten Bauteil fixiert ist.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kassettendichtung vorschlagen, welche besonders einfach montierbar ist. Diese Aufgabe wird durch eine Kassettendichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch einen Wankstabilisator mit dieser Kassettendichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
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Der Gegenstand der Erfindung ist eine Kassettendichtung, welche insbesondere als eine Radialdichtung ausgebildet ist. Die Kassettendichtung ist vorzugsweise konstruktiv so ausgebildet, dass diese als selbsthaltende und/oder verliersichere Unterbaugruppe in eine Konstruktion eingesetzt werden kann.
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Die Kassettendichtung weist eine Dichtscheibe auf, wobei die Dichtscheibe mindestens ein Dichtorgan aufweist. Die Dichtscheibe kann auf einen Dichtpartner aufgesetzt werden. Vorzugsweise ist der Dichtpartner als ein stationärer Dichtpartner ausgebildet. Die Dichtscheibe kann auch als Dichtring bezeichnet werden.
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Ferner weist die Kassettendichtung eine Schleuderscheibe auf. Die Kassettendichtung und/oder die Schleuderscheibe und/oder die Dichtscheiben definieren durch eine Rotation mindestens einer Komponente der Kassettendichtung, vorzugsweise durch die Rotation der Schleuderscheibe, eine Drehachse. Die Schleuderscheibe weist eine Dichtfläche für das Dichtorgan auf. Die Dichtscheibe und die Schleuderscheibe werden so angeordnet, dass das Dichtorgan abdichtend an der Dichtfläche angeordnet ist. Die Abdichtung kann als eine berührungslose Dichtung ausgebildet sein. Bevorzugt ist die Abdichtung jedoch als eine berührende Dichtung ausgebildet. Insbesondere berührt das Dichtorgan die Dichtfläche. Vorzugsweise ergibt sich ein Dichtbereich durch das Zusammenwirken des Dichtorgans mit der Dichtfläche, welcher um die Drehachse umlaufend geschlossen und/oder ununterbrochen ist.
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Betrachtet man einen Längsschnitt entlang der Drehachse, wobei die Drehachse in der Schnittebene liegt, so weist die Dichtscheibe einen axialen Dichtprofilschenkel und einen radialen Dichtprofilschenkel auf. Der axiale Dichtprofilschenkel bildet einen umlaufenden Hohlzylinder aus und dient zur Anlage an dem Dichtpartner. Insbesondere ist der Dichtpartner koaxial und/oder konzentrisch zu der Dichtscheibe, insbesondere zu dem axialen Dichtprofilschenkel angeordnet. Der radiale Dichtprofilschenkel ergibt in Umlaufrichtung eine Scheibe, insbesondere eine Kreisringscheibe, welche sich in eine Radialebene zu der Drehachse erstreckt. Vorzugsweise stellt der axiale Dichtprofilschenkel eine radial außenliegende Kontaktfläche zu dem Dichtpartner zur Verfügung.
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Betrachtet man die Schleuderscheibe in dem gleichen Längsschnitt, so weist diese einen axialen Schleuderprofilschenkel zur Anlage an einem anderen Dichtpartner und einem radialen Schleuderprofilschenkel auf. Der axiale Schleuderprofilschenkel ergibt in Umlaufrichtung einen Hohlzylinder, der radiale Schleuderprofilschenkel ergibt eine Scheibe, insbesondere eine Ringscheibe. Vorzugsweise liegt die Schleuderscheibe mit einer radialen Innenseite des Schleuderprofilschenkels als Kontaktfläche an dem anderen Dichtpartner an.
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Die Dichtscheibe und/oder die Schleuderscheibe sind in dem Längsschnitt jeweils L-förmig ausgebildet. Besonders bevorzugt sind der axiale Dichtprofilschenkel und der axiale Schleuderprofilschenkel, koaxial und/oder konzentrisch zueinander angeordnet und der radiale Dichtprofilschenkel und der radiale Schleuderprofilschenkel parallel zueinander ausgerichtet.
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Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Dichtscheibe ein Halteorgan aufweist, wobei der radiale Schleuderprofilschenkel zwischen dem radialen Dichtprofilschenkel und dem Halteorgan angeordnet ist, sodass der radiale Schleuderprofilschenkel in axialer Richtung formschlüssig gesichert ist. In eine erste axiale Richtung ist der radiale Schleuderprofilschenkel durch den radialen Dichtprofilschenkel gesichert. In der Gegenrichtung wird der radiale Schleuderprofilschenkel durch das Halteorgan gesichert.
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Es ist dabei eine Überlegung der Erfindung, dass die Kassettendichtung als Unterbaugruppe vormontiert werden kann. Üblicherweise sind derartige Kassettendichtungen jedoch nicht selbsthaltend ausgebildet. Dadurch, dass die Dichtscheibe ein Halteorgan aufweist, welches die Schleuderscheibe haltend übergreift oder umgreift, wird die Schleuderscheibe verliersicher zu der Dichtscheibe positioniert. Damit kann bei einer Montage die Kassettendichtung nicht mehr in die Bestandteile, nämlich Dichtscheibe und Schleuderscheibe, zerfallen. Besonders bevorzugt ist die Kassettendichtung mit einer Schmierstofffüllung ausgestattet, wobei durch diese Ausgestaltung die Vorteile der erfindungsgemäßen Kassettendichtung besonders stark hervortreten, da die Schmierstofffüllung nur dann gesichert ist, wenn Dichtscheibe und Schleuderscheibe nicht versehentlich getrennt werden.
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Bei einer bevorzugten Realisierung der Erfindung ist das Halteorgan aus Gummi, insbesondere Elastomer ausgebildet. Nachdem das Halteorgan nur eine Transport- und/oder Montagesicherung darstellt und im späteren Betrieb funktionslos ist, ist eine Ausbildung aus Gummi ausreichend.
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Es ist besonders bevorzugt, dass das Halteorgan und das Dichtorgan einen gemeinsamen Gummiabschnitt bilden und/oder gemeinsam stoffschlüssig an der Dichtscheibe angeordnet, insbesondere angeformt wurden. Insbesondere sind das Halteorgan und das Dichtorgan gemeinsam aufvulkanisiert worden. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass der gleiche Werkstoff und der gleiche Fertigungsschritt für das Dichtorgan und für das Halteorgan verwendet werden kann, sodass das Halteorgan fertigungstechnisch betrachtet kostenneutral oder zumindest nur mit geringen Kosten an die Dichtscheibe angeformt werden kann.
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Bei einer bevorzugten konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung ist das Halteorgan an dem axialen Dichtprofilschenkel angeformt. Insbesondere ist das Halteorgan an einem freien Ende des axialen Dichtprofilschenkels angeformt. Damit stellt die Dichtscheibe zwischen dem radialen Dichtprofilschenkel und dem Halteorgan ausreichend Bauraum zur Anordnung des radialen Schleuderprofilschenkels zur Verfügung.
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Es ist bevorzugt, dass das Halteorgan als eine in Umlaufrichtung verlaufender Steg oder Stegabschnitt ausgebildet ist. Insbesondere ist das Halteorgan als eine umlaufende Wulst oder Wulstabschnitt realisiert. Ein freier Innendurchmesser des Halteorgans ist kleiner als ein Außendurchmesser des radialen Schleuderprofilschenkels ausgebildet, sodass die formschlüssige Sicherung des radialen Schleuderprofilschenkels und damit der Schleuderscheibe durch das Halteorgan sichergestellt ist. Es ist möglich, dass das Halteorgan in Umlaufrichtung ununterbrochen ausgebildet ist und damit einen in Umlaufrichtung verlaufenden Steg bildet oder das dieses nur Abschnittsweise realisiert ist und dadurch einen in Umlauf verlaufenden Stegabschnitt oder mehrere Stegabschnitte bildet.
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Bei einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung ist das Halteorgan in dem Längsschnitt in Form eines Rechtecks realisiert. Vorzugweise ist das Halteorgan parallel zur Flächenerstreckung des radialen Dichtprofilschenkels ausgerichtet.
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Bei einer andere Ausgestaltung der Erfindung weist das Halteorgan in dem Längsschnitt eine vordere Flanke und eine hintere Flanke auf, wobei die vordere Flanke flacher als die hintere Flanke angestellt ist. Diese Ausgestaltung ermöglicht über die flache vordere Flanke eine einfache Montage der Schleuderscheibe in der Dichtscheibe, wobei ein Entfernen der Schleuderscheibe aus der Dichtscheibe über die steilere hintere Flanke schwieriger ist. Vorzugsweise ist die steilere Flanke mit einem 90 Grad Winkel ausgebildet und die flachere Flanke mit einem Winkel kleiner 75 Grad realisiert.
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Bei einer bevorzugten konstruktiven Realisierung weist die Dichtscheibe ein L-Tragprofil aus Metall mit einem aufvulkanisierten Gummimantel auf. Der Gummimantel umfasst das Halteorgan und das Dichtorgan. Das L-Tragprofil ist als Grundkörper für den axialen Dichtprofilschenkel und den radialen Dichtprofilschenkel ausgebildet. Alternativ oder ergänzend weist die Schleuderscheibe ein weiteres L-Tragprofil aus Metall auf, wobei dieses den Grundkörper für den axialen Schleuderprofilschenkel und den radialen Schleuderprofilschenkel bildet. Die L-Tragprofile sind so angeordnet, dass diese in dem genannten Längsschnitt ein Rechteck bilden
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Bei einer bevorzugten Realisierung der Erfindung weist die Dichtscheibe eine erste Dichtlippe als ein erstes Dichtorgan auf. Die erste Dichtlippe ist an dem radialen Schleuderprofilschenkel dichtend angeordnet. Diese kann eine berührungslose oder eine kontaktierende und/oder berührende Dichtung bilden. Eine zweite Dichtlippe ist als zweites Dichtorgan ausgebildet, wobei die zweite Dichtlippe an dem axialen Schleuderprofilschenkel dichtend, insbesondere berührungslos oder berührend/kontaktierend dichtend angeordnet ist. Optional ergänzend weist die Dichtscheibe eine dritte Dichtlippe als drittes Dichtorgan auf, wobei die dritte Dichtlippe an dem anderen Dichtpartner dichtend, insbesondere berührungslos oder berührend/kontaktierend dichtend anordenbar ist. Vorzugsweise sind erstes Dichtorgan, zweites Dichtorgan, optional drittes Dichtorgan sowie Halteorgan einstückig und/oder einmaterialig ausgebildet.
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Ein weiterer Gegensand der Erfindung betrifft einen Wankstabilisator für ein Fahrzeug, wobei der Wankstabilisator ein Gehäuse mit mindestens zwei Stabilisatorarmen aufweist. Die Stabilisatorarme sind in dem Gehäuse angeordnet. Vorzugsweise ist der Wankstabilisator als ein aktiver Wankstabilisator ausgebildet, wobei ein Motor im Gehäuse angeordnet ist, mit dem die beiden Stabilisatorarme relativ zueinander verdreht werden können. Der Wankstabilisator weist mindestens eine Dichtung auf, wobei die Dichtung zwischen dem Stabilisatorarm und dem Gehäuse angeordnet ist. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die Dichtung als die Kassettendichtung ausgebildet ist, wie diese zuvor beschrieben wurde bzw. nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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Eine andere mögliche Anwendung der Kassettendichtung ist der Einsatz als eine Radlagerdichtung.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkung der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Dabei zeigen:
- 1 eine schematische, teilgeschnittene Seitenansicht eines Wankstabilisators mit der Kassettendichtung als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 2 ein Detailausschnitt des Wankstabilisators in der 1 im Bereich der Kassettendichtung als ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 3 in gleicher Darstellung wie in der 2 die Kassettendichtung als ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 4a, b eine schematische axiale Draufsicht auf die Kassettendichtung in zwei verschiedenen Ausführungsalternativen der vorhergehenden Figuren.
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Die 1 zeigt in einer schematischen Seitenansicht einen Wankstabilisator 1 mit einer Kassettendichtung 2 als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Wankstabilisator 1 ist weist ein Gehäuse 3 sowie Stabilisatorarme 4 auf, wobei in der 1 nur ein Stabilisatorarm 4 gezeigt ist. Der Wankstabilisator 1 ist als ein aktiver Wankstabilisator 1 ausgebildet und dient dazu, aktiv das Fahrverhalten eines Fahrzeugs durch eine Relativverdrehung der Stabilisatorarme 4 relativ zueinander um eine Stabilisatorachse A zu ändern. In dem Gehäuse 3 ist ein Motor angeordnet, welche die aktive Verdrehung der Stabilisatorarme 4 umsetzt. Der Stabilisatorarm 4 ist in dem Gehäuse 3 um die Stabilisatorachse A schwenkbar gelagert. Zwischen dem Stabilisatorarm 4 und dem Gehäuse 3 ist die Kassettendichtung 2 angeordnet, um den Innenraum des Gehäuses 3, insbesondere den Motor des Wankstabilisators 1, vor eindringenden Verunreinigungen, Feuchtigkeit etc. zu schützen.
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Die 2 zeigt den Detailausschnitt Z in einer Längsschnittdarstellung, wobei die Kassettendichtung 2 vergrößert dargestellt ist. Die Kassettendichtung 2 weist eine Schleuderscheibe 5 auf, welche auf dem Stabilisatorarm 4 als Dichtpartner drehfest angeordnet ist. Ferner weist die Kassettendichtung 2 eine Dichtscheibe 6 auf, welche in dem Gehäuse 3 als weiteren Dichtpartner integriert ist. Damit bildet die Stabilisatorachse A eine Drehachse für die Kassettendichtung 2.
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Die Dichtscheibe 6 weist einen axialen Dichtprofilschenkel 7 auf, welcher in seiner Gesamtheit einen Hohlzylinder bildet und welcher mit seiner radialen Außenseite eine Kontaktfläche für das Gehäuse 3 bereitstellt. An dem freien Ende ist der axiale Dichtprofilschenkel 7 nochmals umgebogen und geht in einen Abschlussscheibenabschnitt 8 über, welcher einen axialen Anschlag für die Dichtscheibe 6 an das Gehäuse 3 bildet. Die Dichtscheibe 6 weist ferner einen radialen Dichtprofilschenkel 9 auf, welcher sich als eine Scheibe, insbesondere Ringscheibe, in einer Radialebene zu der Stabilisatorachse A erstreckt. In dem gezeigten Längsschnitt nehmen der axiale Dichtprofilschenkel 7 und der radiale Dichtprofilschenkel 9 einen 90 Grad Winkel ein.
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Die Schleuderscheibe 5 weist einen axialen Schleuderprofilschenkel 10 sowie einen radialen Schleuderprofilschenkel 11 auf. Der axiale Schleuderprofilschenkel 10 bildet in der Gesamtheit einen Hohlzylinder, wobei die radiale Innenfläche eine Kontaktfläche für den Stabilisatorarm 4 bildet. Der radiale Schleuderprofilschenkel 11 erstreckt sich als eine Scheibe, insbesondere Ringscheibe, in einer Radialebene zu der Stabilisatorachse A. In dem gezeigten Längsschnitt nehmen der axiale Schleuderprofilschenkel 10 und der radiale Schleuderprofilschenkel 11 einen 90 Grad Winkel ein. Konstruktiv betrachtet liegt der radiale Schleuderprofilschenkel 11 in einem axialen Bereich, der durch den axialen Dichtprofilschenkel 7 abgedeckt oder überdeckt wird.
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Die Schleuderscheibe 5 weist ein L-Tragprofil 12a als einen Grundkörper, insbesondere Tragkörper auf, welches aus Metall ausgebildet ist. Ein umlaufender Gummiabschnitt 13 ist auf dem L-Tragprofil 12a aufvulkanisiert, um eine Abdichtung zur Vermeidung von Eintritt von Feuchtigkeit zwischen dem axialen Schleuderprofilschenkel 10 und dem Stabilisatorarm 4. Auf der der Dichtscheibe 6 zugewandten Seite des L-Tragprofils 12a bzw. der Schleuderscheibe 5 ist in einer Radialebene eine erste Dichtfläche 14 und auf einer Zylinderfläche eine zweite Dichtfläche 15 angeordnet.
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Die Dichtscheibe 6 weist einen Gummiabschnitt 16 ausgebildet als einen Gummimantel auf, welcher auf einem L-Tragprofil 12b als Grundkörper oder Tragkörper angeordnet ist und welcher mehrere Dichtorgane trägt. Eine erste Dichtlippe 17 liegt berührend an der ersten Dichtfläche 14 der Schleuderscheibe 5 an. Eine zweite Dichtlippe 18 liegt berührend an der zweiten Dichtfläche 15 an. Eine dritte Dichtlippe 19 liegt auf einer Dichtfläche 20, welche durch den Stabilisatorarm 4 gebildet wird. Der Gummiabschnitt 16 erstreckt von der der Schleuderscheibe 5 zugewandten Seite auf einer der Schleuderscheibe 5 abgewandten Seite entlang des radialen Dichtprofilschenkels 6. Ferner erstreckt sich der Gummiabschnitt 17 von der der Schleuderscheibe 5 zugewandten Seite bis über den Abschlussabschnitt 8.
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Bei einer Montage wird die Kassettendichtung 2 in axialer Richtung zugleich in das Gehäuse 3 eingepresst und auf den Stabilisatorarm 4 aufgepresst. Insbesondere wird die Kassettendichtung 2 als eine selbsthaltende Unterbaugruppe in den Wankstabilisator 1 eingesetzt, insbesondere eingepresst.
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Bei der Montage kann es problematisch sein, dass die Kassettendichtung 2 bei unsachgemäßer Handhabung auseinanderfällt, sodass sich die Schleuderscheibe 5 von der Dichtscheibe 6 trennt. Dies kann bei einem Wiederzusammenfügen von Schleuderscheibe 5 und Dichtscheibe 6 zu einer Fehlpositionierung der Dichtlippen 17, 18, 19 oder zu einem Verlust von einem optionalen Schmierfett in dem Dichtungsinnenraum führen. Um die Kassettendichtung 2 zu einer selbsthaltenden Unterbaugruppe weiter zu entwickeln, weist die Dichtscheibe 6 ein Halteorgan 21 auf, welches an dem axialen Dichtprofilschenkel 7 angeformt ist. das Halteorgan ist insbesondere aus Gummi. Genauer betrachtet ist das Halteorgan 21 ein integraler oder einstückiger Teil des Gummiabschnitts 16. Das Halteorgan 21 ist so bemessen, dass ein freier Innendurchmesser ID des Halteorgans 21 kleiner ist, als ein Außendurchmesser AD des radialen Schleuderprofilschenkels 11. Dadurch ist der radiale Schleuderprofilschenkel 11 formschlüssig zwischen dem radialen Dichtprofilschenkel 9 und dem Halteorgan 21 gefangen. Somit wird ein Teil der Kassettendichtung 2 mit einer Überlappung zu dem anderen Teil ausgeführt, wobei die Überlappung ein unbeabsichtigtes Lösen behindert.
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Das Halteorgan 21 ist in dem Ausführungsbeispiel in der 2 im Längsschnitt mit einem rechteckigen Querschnitt ausgebildet. In dieser Ausgestaltung ist es besonders einfach herstellbar. Insbesondere wird das Halteorgan 21 gemeinsam mit den Dichtlippen 17, 18, 19 gefertigt und an der Dichtscheibe 6 angebracht.
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Die 4a, b zeigen zwei unterschiedliche Ausführungsformen für das Halteorgan 21 in einer axialen Draufsicht. In der 4a ist gezeigt, dass das Halteorgan 21, insbesondere ausgebildet als ein umlaufender Steg, ununterbrochen umlaufend um die Stabilisatorachse A ausgebildet sind. Bei dem Ausführungsbeispiel in der 4b wird das Halteorgan 21 dagegen durch zwei Stegabschnitte gebildet. Bei beiden Ausführungsformen ist jedoch der freie Innendurchmesser ID kleiner als der Außendurchmesser AD der Schleuderscheibe 5, sodass diese formschlüssig gehalten ist.
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In der 3 ist eine alternative Ausgestaltung gezeigt, wobei das Halteorgan 21 in dem gezeigten Längsschnitt eine vordere Flanke 22 und eine hintere Flanke 23 aufweist, wobei die hintere Flanke 23 der Dichtscheibe 6 zugewandt ist. Die vordere Flanke 22 ist stärker geneigt als die hintere Flanke, sodass die Schleuderscheibe 5 in einfacher Weise in den Dichtungsraum 20 eingedrückt werden kann, wobei das Halteorgan 21 kurzzeitig elastisch verformt wird. Nach dem Eindrücken wird die Schleuderscheibe 5 in dem Dichtungsinnenraum durch das Halteorgan 21 formschlüssig gehalten und liegt an der steileren, inneren Flanke 23 gegebenenfalls an, sodass ein Herausschieben der Schleuderscheibe 5 vermieden wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Wankstabilisator
- 2
- Kassettendichtung
- 3
- Gehäuse
- 4
- Stabilisatorarme
- 5
- Schleuderscheibe
- 6
- Dichtscheibe
- 7
- axialen Dichtprofilschenkel
- 8
- Abschlussscheibenabschnitt
- 9
- radialen Dichtprofilschenkel
- 10
- axialer Schleuderprofilschenkel
- 11
- radialer Schleuderprofilschenkel
- 12a,b
- L-Tragprofil
- 13
- Gummiabschnitt
- 14
- erste Dichtfläche
- 15
- zweite Dichtfläche
- 16
- Gummiabschnitt
- 17
- erste Dichtlippe
- 18
- zweite Dichtlippe
- 19
- dritte Dichtlippe
- 20
- Dichtfläche
- 21
- Halteorgan
- 22
- vordere Flanke
- 23
- hintere Flanke
- A
- Stabilisatorachse
- Z
- Detailausschnitt
- ID
- Innendurchmesser
- AD
- Außendurchmesser
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010015200 A1 [0003]
