DE102018124931A1

DE102018124931A1 - Dichtungsanordnung sowie Kraftfahrzeug mit einer Dichtungsanordnung

Info

Publication number: DE102018124931A1
Application number: DE102018124931.4A
Authority: DE
Inventors: Artur Orlowski-Wimmer
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2018-10-09
Filing date: 2018-10-09
Publication date: 2020-04-09

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung (1) mit wenigstens einem in einer Ringnut (5) angeordneten ringförmigen Dichtungselement (4), welches eine zu einer Mittelachse der Ringnut (5) hin kegelförmige Oberseite und/oder eine zu der Mittelachse hin kegelförmige Unterseite aufweist, wodurch das Dichtungselement (4) bei einem parallel zur Mittelachse auf die Oberseite oder die Unterseite einwirkenden Druck (8) zur Mittelachse hin oder von der Mittelachse weg gedrückt wird, wobei das Dichtungselement (4) aus einem metallischen Werkstoff gebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung mit wenigstens einem in einer Ringnut angeordneten ringförmigen Dichtungselement gemäß dem unabhängigen Patentanspruch sowie ein Kraftfahrzeug.
Dichtungsanordnungen mit wenigstens einem in einer Ringnut angeordneten ringförmigen Dichtungselement zum Abdichten von zwei Elementen gegeneinander sind bereits allgemein bekannt. Beispielsweise werden O-Ringe zum Abdichten der beiden Elemente gegeneinander verwendet.
Insbesondere ist aus der DE 38 14 571 C1 eine Kolbenspritzgießmaschine zur Verarbeitung wärmehärtbarer Kunststoffmassen bekannt, wobei ein Kolbenmantel der Kolbenspritzgießmaschine mit einer Dichtung ausgestattet ist. Die Dichtung besteht aus mehreren in einer Ringnut des Kolbens angeordneten aneinander liegenden Dichtringen, deren gegenseitige Anlage- beziehungsweise Abstützseitenflächen so gestaltet sind, dass durch einen durch die Kunststoffmasse auf die Dichtung vermittelten axialen Druck ein Teil der Dichtringe radial nach außen und ein Teil radial nach innen gepresst wird. Insbesondere besteht die Dichtung aus drei Dichtringen, wobei der Querschnitt des mittleren Dichtrings beziehungsweise der mittleren Dichtringe annähernd ein gleichschenkliges Trapez ist. Die Ringnut eines den Kolbenmantel aufweisenden Spritzkolbens ist rechtwinklig ausgebildet und die außenliegenden Ringdichtungen weisen diesem Querschnitt angepasste, senkrecht zum Kolben verlaufende Seitenflächen auf. Insbesondere sind die Dichtringe aus einem Thermoplast gebildet.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Dichtungsanordnung sowie ein Kraftfahrzeug mit einer Dichtungsanordnung zu schaffen, bei welchen eine zuverlässige Abdichtwirkung in einem Hochtemperaturbereich erreicht werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Dichtungsanordnung mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen von Patentanspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche und der Beschreibung.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung mit wenigstens einem in einer Ringnut angeordneten ringförmigen Dichtungselement, welches eine zu einer Mittelachse der Ringnut hin kegelförmige Oberseite und/oder eine zu der Mittelachse hin kegelförmige Unterseite aufweist, wodurch das Dichtungselement bei einem parallel zur Mittelachse auf die Oberseite oder die Unterseite einwirkenden Druck zur Mittelachse hin oder von der Mittelachse weggedrückt wird. Mit anderen Worten sind die Oberseite und/oder die Unterseite des ringförmigen Dichtungselements konisch ausgebildet, wobei eine mittlere Symmetrieachse des Ringelements auf der Mittelachse der Ringnut liegt. Die Oberseite und/oder die Unterseite des ringförmigen Dichtungselements sind somit zur Mittelachse der Ringnut hin schräg ausgebildet. Bei dem Einwirken des Drucks auf die Oberseite oder die Unterseite wird in Abhängigkeit von einer jeweiligen Ausgestaltung der Schräge der Oberseite beziehungsweise der Unterseite das ringförmige Dichtungselement zur Mittelachse hingedrückt und somit in seinem Durchmesser verkleinert und beispielsweise komprimiert oder von der Mittelachse weggedrückt und somit in seinem Durchmesser vergrößert und beispielsweise gedehnt. Die mittlere Symmetrieachse des wenigstens einen achsensymmetrischen ringförmigen Dichtungselements verläuft bei dessen Anordnung in der Ringnut parallel zur Mittelachse der Ringnut. Beispielsweise können sowohl die Oberseite als auch die Unterseite des ringförmigen Dichtungselements kegelförmig ausgebildet sein, sodass das Dichtungselement einen trapezförmigen Querschnitt aufweist. Um eine besonders hohe Temperaturbeständigkeit der Dichtungsanordnung zu ermöglichen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Dichtungselement aus einem metallischen Werkstoff gebildet ist. Beispielsweise ist das ringförmige Dichtungselement aus Federstahl oder aus Edelstahl oder aus Grafit gebildet. Das Bilden des ringförmigen Dichtungselements aus dem metallischen Werkstoff hat den Vorteil, dass die Dichtungsanordnung insbesondere bei einem Einsatz in einem Hochtemperaturbereich besonders beständig und somit langlebig ist. Im Gegensatz zu einem Thermoplast hat der metallische Werkstoff den Vorteil, dass dieser eine besonders hohe Temperaturbeständigkeit aufweist.
Es hat sich als insbesondere vorteilhaft erwiesen, wenn das wenigstens eine Dichtungselement elastisch ist und/oder umfangsseitig eine Unterbrechung aufweist.
Somit kann das ringförmige Dichtungselement beispielsweise aus dem Federstahl gebildet sein und aufgrund dessen eine Elastizität aufweisen, welche es dem ringförmigen Dichtungselement ermöglicht, durch den einwirkenden Druck zur Mittelachse hin oder von der Mittelachse weg gedrückt zu werden. Alternativ kann das ringförmige Dichtungselement aus einem im Vergleich zu dem Federstahl weniger elastischen metallischen Werkstoff gebildet sein. Um bei diesem im Vergleich zum Federstahl weniger elastischen metallischen Werkstoff ein Hindrücken des Dichtungselements zu der Mittelachse oder ein Wegdrücken des Dichtungselements von der Mittelachse zu ermöglichen, ist die Unterbrechung in dem Umfang des ringförmigen Dichtungselements vorgesehen. Unter der Unterbrechung ist zu verstehen, dass das ringförmige Dichtungselement offen ausgebildet ist. Die Unterbrechung ermöglicht ein Verkleinern sowie ein Vergrößern des Durchmessers des ringförmigen Dichtungselements beim Einwirken des Drucks auf die Oberseite oder die Unterseite des ringförmigen Dichtungselements. Über die Elastizität des Dichtungselements und/oder die Unterbrechung wird die Bewegung des ringförmigen Dichtungselements bei der Einwirkung des Drucks zur Mittelachse der Ringnut radial hin oder von der Mittelachse der Ringnut radial weg ermöglicht. Über den Druck ist das ringförmige Dichtungselement radial von der Mittelachse der Ringnut weg an eine Umfangswand der Ringnut hin drückbar, um eine Dichtwirkung gegen die Umfangswand der Ringnut zu erzielen. Alternativ wird das Dichtungselement über den Druck auf die Mittelachse der Ringnut zu insbesondere an ein in der Ringnut angeordnetes Element gedrückt, um eine Dichtwirkung gegen das Element zu erzielen.
Es hat sich als insbesondere vorteilhaft erwiesen, wenn als das Element ein Leitungselement einer Abgasrückführungsanlage eines Kraftfahrzeugs vorgesehen ist, welches umfangsseitig von dem wenigstens einen Dichtungselement abgedichtet ist. Das bedeutet, dass das Leitungselement als das Element in der Ringnut angeordnet ist und mittels des wenigstens einen ringförmigen Dichtungselements gegen die Umfangswand der Ringnut abgedichtet wird. Eine Mittelachse des Leitungselements kann hierbei parallel zur Mittelachse der Ringnut verlaufen. Das Leitungselement der Abgasrückführungsanlage ist dazu eingerichtet, Abgas zu führen, wobei das Abgas bei Durchströmen des Leitungselements das Leitungselement erwärmt. Über das Leitungselement wird diese Wärme an das ringförmige Dichtungselement geleitet, welches aufgrund seiner Ausbildung aus dem metallischen Werkstoff besonders temperaturbeständig ist. Folglich ist die Dichtungsanordnung vorteilhafterweise in der Lage, in der Abgasrückführungsanlage des Kraftfahrzeugs eingesetzt zu werden, um zumindest mittels des wenigstens einen Dichtungselements das Leitungselement gegen ein die Ringnut aufweisendes Kraftfahrzeugbauteil des Kraftfahrzeugs abzudichten. Die Dichtungsanordnung ist aufgrund des metallischen Werkstoffs des Dichtungselements besonders langlebig, wodurch eine besonders zuverlässige Dichtwirkung der Dichtungsanordnung in der Abgasrückführungsanlage des Kraftfahrzeugs erreicht werden kann. Alternativ zu dem Leitungselement kann es sich bei dem Element um eine Welle der Abgasrückführungsanlage handeln, welche zumindest mittels des wenigstens einen Dichtungselements gegen das Kraftfahrzeugbauteil abgedichtet ist.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das wenigstens eine ringförmige Dichtungselement einen trapezförmigen Querschnitt aufweist. Insbesondere weist das ringförmige Dichtungselement den trapezförmigen Querschnitt bei einem Schnitt durch das ringförmige Dichtungselement parallel zur Symmetrieachse des Dichtungselements auf. Eine der Symmetrieachse abgewandte Außenseite der Trapezform des Querschnitts ist parallel zu einer der Symmetrieachse zugewandten Innenseite des Querschnitts ausgerichtet. Insbesondere sind die Innenseite und die Außenseite des Querschnitts parallel zur Symmetrieachse angeordnet. Die Oberseite und/oder die Unterseite des Querschnitts, welche der Oberseite und der Unterseite des ringförmigen Dichtungselements entsprechen, sind schräg zu einer die Symmetrieachse senkrecht schneidenden Ebene angeordnet. Diese Schräge der Oberseite und/oder der Unterseite führt zu einer senkrecht zur Symmetrieachse verlaufenden Bewegung des Querschnitts bei einer parallel zur Symmetrieachse verlaufenden Krafteinwirkung auf die Oberseite und/oder die Unterseite des ringförmigen Dichtungselements. Das seitliche Bewegen des Querschnitts beziehungsweise des ringförmigen Dichtungselements bei Einwirken der Kraft auf die Oberseite und/oder die Unterseite des Dichtungselements ermöglicht ein besonders vorteilhaftes Abdichten des Elements, insbesondere des Leitungselements, in der Ringnut.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein Deckelelement vorgesehen, mittels welchem die Ringnut entlang deren Längserstreckungsrichtung axial zu einer Seite hin begrenzt wird, und mittels welchem der Druck auf das wenigstens eine Dichtungselement aufbringbar ist. Beispielsweise wird die Ringnut entlang der Mittelachse nach oben hin durch das Deckelelement begrenzt, indem das Deckelelement von oben in die Ringnut eingesteckt wird. Das Deckelelement liegt an dem ringförmigen Dichtungselement, insbesondere an dessen Oberseite an, wodurch das Dichtungselement von dem Deckelelement mit dem Druck beaufschlagbar ist. Mittels des Deckelelements kann die Ringnut besonders vorteilhaft vor Verschmutzungen geschützt werden, indem das Deckelelement die Ringnut zu deren Oberseite oder zu deren Unterseite als Seite hin begrenzt.
Es hat sich in diesem Zusammenhang als vorteilhaft erwiesen, wenn das Deckelelement eine zur Mittelachse hin kegelförmige Unterseite aufweist, an welcher die kegelförmige Oberseite des Dichtungselements anliegt. Hierbei korrespondiert die Unterseite des Deckelelements mit der Oberseite des Dichtungselements. Bei Aufbringen des Drucks über das Deckelelement auf die Oberseite des Dichtungselements wird das Dichtungselement zu der Mittelachse hin gedrückt und das Deckelelement von der Mittelachse weg gedrückt oder das Dichtungselement wird von der Mittelachse weg gedrückt und das Deckelelement wird zu der Mittelachse hin gedrückt. Folglich wird bei Beaufschlagung der Dichtungsanordnung mit dem Druck das in der Ringnut angeordnete Element mittels des Deckelelements und des wenigstens einen Dichtungselements gegen die Umfangswand der Ringnut abgedichtet. Hierbei kann das Deckelelementje nach Ausgestaltung der Kegelform der Unterseite des Deckelelements beziehungsweise der Ausgestaltung der Kegelform der Oberseite des Dichtungselements an die Umfangswand der Ringnut oder an das Element zum Einstellen der Dichtwirkung angedrückt werden. Das ringförmige Dichtungselement wird über die auf die Oberseite des Dichtungselements auf das Dichtungselement einwirkenden Druck an die Umfangswand der Ringnut gedrückt, wenn das Deckelelement an das Element gedrückt wird und das Dichtungselement wird an das Element gedrückt, wenn das Deckelelement an die Umfangswand der Ringnut gedrückt wird. Die an der kegelförmigen Oberseite des Dichtungselements anliegende kegelförmige Unterseite des Deckelelements ermöglicht somit, dass das Element mittels des Deckelelements und des Dichtungselements besonders dicht gegen die Umfangswand der Ringnut abgedichtet wird.
Es hat sich als insbesondere vorteilhaft gezeigt, wenn das Dichtungselement bis wenigstens 300 Grad Celsius, insbesondere bis wenigstens 400 Grad Celsius, insbesondere bis wenigstens 600 Grad Celsius temperaturbeständig ist. Diese Temperaturbeständigkeit des Dichtungselements ermöglicht den Einsatz der Dichtungsanordnung in der Abgasrückführungsanlage, um beispielsweise das Leitungselement der Abgasrückführungsanlage des Kraftfahrzeugs gegen das Kraftfahrzeugbauteil abzudichten.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in der Ringnut ein ringförmiges Federelement an dem wenigstens einen Dichtungselement anliegend angeordnet ist, mittels welchem das Dichtungselement mit dem Druck beaufschlagbar ist. Das bedeutet, dass an der Oberseite und/oder an der Unterseite des Dichtungselements anliegend das Federelement angeordnet ist, mittels welchem das Dichtungselement mit einer Federkraft beaufschlagbar ist, um den auf das Dichtungselement wirkenden Druck einzustellen. Beispielsweise kann mittels des Federelements eine definierte Vorspannung an dem Dichtungselement vor Beaufschlagen des Dichtungselements mit dem Druck eingestellt werden. Überdies ermöglicht das Federelement, dass ein Einklemmen des Elements in der Ringnut mittels des wenigstens einen ringförmigen Dichtungselements unterbleibt, indem mittels des Federelements eine Andrückkraft des ringförmigen Dichtelements gegen das Element und/oder gegen die Umfangswand der Ringnut eingestellt wird. Zum Einstellen der Dichtungskraft kann eine Federhärte entsprechend gewählt werden. Bei dem Federelement kann es sich beispielsweise um eine Spiralfeder handeln.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Dichtungselement mit seiner kegelförmigen Unterseite an einem weiteren Dichtungselement an dessen kegelförmiger Oberseite anliegt, wodurch eines der Dichtungselemente durch den Druck zur Mittelachse hin und das andere der Dichtungselemente von der Mittelachse weg gedrückt wird. Mit anderen Worten umfasst die Dichtungsanordnung wenigstens zwei aneinander anliegend angeordnete ringförmige Dichtungselemente, wobei die Oberseite des einen Dichtungselements mit der Unterseite des anderen Dichtungselements korrespondiert. Durch Beaufschlagung der Dichtungselemente mit dem Druck wird entsprechend der kegelförmigen Ausgestaltung der korrespondierenden Oberseite und Unterseite eines der Dichtungselemente an das Element angedrückt und das andere der Elemente an die Umfangswand der Ringnut angedrückt. Hierdurch kann eine besonders hohe Dichtungswirkung der Dichtungsanordnung erzielt werden.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Kraftfahrzeug mit einer Dichtungsanordnung, wie sie bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung beschrieben worden ist. Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung sind als Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs anzusehen und umgekehrt. Aus diesem Grund sind die Vorteile und vorteilhaften Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs hier nicht noch einmal beschrieben. Insbesondere weist das Kraftfahrzeug die Dichtungsanordnung in einer Abgasrückführungsanlage des Kraftfahrzeugs auf. Die aufgrund des Bildens des wenigstens einen Dichtungselements aus dem metallischen Werkstoff besonders temperaturbeständige Dichtungsanordnung ermöglicht vorteilhafterweise eine besonders langlebige und besonders dichte Abdichtung des Elements gegen das die Ringnut aufweisende Kraftfahrzeugbauteil.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.
Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Schnittansicht einer Dichtungsanordnung in einer ersten Ausführungsform, mit drei entlang einer Mittelachse einer Ringnut übereinander angeordneten ringförmigen Dichtungselementen, welche in der Ringnut angeordnet sind, sowie mit einem Deckelelement, mittels welchem in axialer Richtung der Ringnut und somit parallel zur Mittelachse auf die Dichtungselemente ein Druck aufbringbar ist, wodurch wenigstens eines der Dichtungselemente von der Mittelachse der Ringnut weg gedrückt wird und wenigstens eines der Dichtungselemente zur Mittelachse hingedrückt wird, um ein in der Ringnut angeordnetes Leitungselement gegen ein die Ringnut aufweisendes Kraftfahrzeugbauteil abzudichten;
2 eine schematische Schnittansicht der Dichtungsanordnung in einer zweiten, alternativen Ausführungsform, in welcher die Dichtungsanordnung das Deckelelement, ein in der Ringnut des Kraftfahrzeugbauteils angeordnetes ringförmiges Dichtungselement sowie ein in der Ringnut angeordnetes konzentrisch zum Dichtungselement angeordnetes Federelement umfasst, mittels welchem der auf das Dichtungselement wirkende Druck einstellbar ist;
3 eine schematische Schnittansicht der Dichtungsanordnung in einer dritten, alternativen Ausführungsform, wobei die Dichtungsanordnung das Deckelelement, zwei aneinander anliegend angeordnete ringförmige Dichtungselemente sowie zwei beabstandet voneinander angeordnete Federelemente aufweist; und
4a-b jeweilige schematische Perspektivansichten des ringförmigen Dichtungselements, wobei das in 4a dargestellte Dichtungselement umfangsseitig eine Unterbrechung aufweist und das in 4b dargestellte Dichtungselement umfangsseitig durchgehend geschlossen ausgebildet ist.

In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
In den 1 bis 3 ist eine Dichtungsanordnung 1 in jeweiligen unterschiedlichen Ausführungsformen, deren einzelne Komponenten frei miteinander kombinierbar sind, dargestellt. Mittels der jeweiligen Dichtungsanordnungen 1 ist ein Leitungselement 2 einer Abgasrückführungsanlage eines Kraftfahrzeugs gegen ein Kraftfahrzeugbauteil 3 des Kraftfahrzeugs abzudichten. Das Leitungselement 2 der Abgasrückführungsanlage ist dazu eingerichtet, Abgase des Kraftfahrzeugs zu führen, wodurch das Leitungselement 2 entsprechend erwärmt werden kann. Um eine besonders hohe Temperaturbeständigkeit einer Abdichtung des Leitungselements 2 gegen das Kraftfahrzeugbauteil 3 zu ermöglichen, ist es vorgesehen, dass die Dichtungsanordnung 1 wenigstens ein aus einem metallischen Werkstoff gebildetes ringförmiges Dichtungselement 4 aufweist. Der metallische Werkstoff gewährleistet die besonders hohe Temperaturbeständigkeit des Dichtungselements 4.
In jeder der Ausführungsformen ist das wenigstens eine Dichtungselement 4 mit seiner Symmetrieachse konzentrisch zur Mittelachse einer Ringnut 5 des Kraftfahrzeugbauteils 3 angeordnet, wobei in der Ringnut 5 das Leitungselement 2 angeordnet ist. Das Leitungselement 2 ist mit seiner Mittelachse konzentrisch zur Mittelachse der Ringnut 5 in der Ringnut 5 angeordnet. Zusätzlich zu dem wenigstens einen ringförmigen Dichtungselement 4 weist die Dichtungsanordnung 1 in jeder der in den Figuren dargestellten Ausführungsformen ein Deckelelement 6 auf. Das Deckelelement 6 ist ringförmig ausgebildet und mit seiner Mittelachse konzentrisch zur Mittelachse der Ringnut 5 in die Ringnut 5 eingesteckt. Das Deckelelement 6 schließt bei dessen Anordnung in der Ringnut 5 die Ringnut 5 entlang deren Mittelachse nach oben hin ab. Nach unten hin wird die Ringnut 5 durch das Kraftfahrzeugbauteil 3 abgeschlossen beziehungsweise begrenzt. Zum Herstellen der Dichtungsanordnung 1 wird zumindest das wenigstens eine ringförmige Dichtungselement 4 in der Ringnut 5 angeordnet, das Leitungselement 2 in der Ringnut 5 angeordnet und die Ringnut 5 nach oben hin durch das Deckelelement 6 begrenzt, indem das Deckelelement 6 in die Ringnut 5 eingesteckt wird. Mittels des Deckelelements 6 ist somit zumindest das wenigstens eine in der Ringnut 5 angeordnete ringförmige Dichtungselement 4 vor Beschädigungen und/oder Verschmutzungen geschützt.
Das wenigstens eine ringförmige Dichtungselement 4 ist in den 4a und 4b in jeweiligen schematischen Perspektivansichten in unterschiedlichen Ausführungsformen dargestellt. Das Dichtungselement 4 kann aus einem Federstahl oder aus einem Edelstahl oder aus Grafit gebildet sein. Das wenigstens eine Dichtungselement 4 ist bis wenigstens 300 Grad Celsius, insbesondere bis wenigstens 400 Grad Celsius, insbesondere bis wenigstens 600 Grad Celsius temperaturbeständig. Je nach Elastizität des metallischen Werkstoffs, aus welchem das Dichtungselement 4 gebildet ist, kann das ringförmige Dichtungselement 4, wie in 4a dargestellt ist, umfangsseitig eine Unterbrechung 7 aufweisen oder umfangsseitig geschlossen ausgebildet sein, wie in 4b dargestellt ist. Über die umfangsseitige Ausgestaltung des Dichtungselements 4 mit oder ohne die Unterbrechung 7 kann eine jeweilige Verformbarkeit des Dichtungselements 4 insbesondere bei dessen Anordnung in der Dichtungsanordnung 1 eingestellt werden.
Das Dichtungselement 4 weist eine zur Symmetrieachse des Dichtungselements 4 hin kegelförmige Oberseite und/oder zur Symmetrieachse des Dichtungselements 4 hin kegelförmige Unterseite auf. Ist nur die Oberseite oder die Unterseite des Dichtungselements 4 zur Symmetrieachse hin kegelförmig ausgebildet, so ist die jeweils andere Seite des Dichtungselements 4 eben in einer senkrecht zur Symmetrieachse verlaufenden Ebene ausgebildet. Sind sowohl die Oberseite als auch die Unterseite des Dichtungselements 4 kegelförmig zu dessen Symmetrieachse hin ausgebildet, dann weist das Dichtungselement 4 einen trapezförmigen Querschnitt auf. Eine äußere Seitenfläche und eine innere Seitenfläche verlaufen jeweils parallel zur Symmetrieachse des Dichtungselements 4.
Wie in 1 dargestellt ist, wird das ringförmige Dichtungselement 4 durch Einwirkung eines Drucks 8 in axialer Richtung auf die Oberseite des Dichtungselements 4 entsprechend der Ausgestaltung der Kegelform der Oberseite beziehungsweise der Unterseite des Dichtungselements 4 von der Mittelachse der Ringnut 5 weg oder zu der Mittelachse der Ringnut 5 hin gedrückt.
Die Dichtungsanordnung 1 in 1 umfasst zwei aneinander anliegende ringförmige Dichtungselemente 4, deren jeweilige Oberseiten und Unterseiten jeweils kegelförmig zur Mittelachse der Ringnut 5 hin ausgebildet sind. Ein weiteres, drittes ringförmiges Dichtungselement 4 weist eine zur Mittelachse hin kegelförmige Oberseite und eine zur Mittelachse senkrecht verlaufende ebene Unterseite auf. Mit der ebenen Unterseite liegt das die ebene Unterseite aufweisende Dichtungselement 4 flächig an dem Kraftfahrzeugbauteil 3 in der Ringnut 5 an. An miteinander korrespondierenden aneinander anliegenden Oberseiten beziehungsweise Unterseiten der Dichtungselemente 4 wird der Druck 8 auf die Dichtungselemente 4 verteilt, sodass wenigstens eines der Dichtungselemente 4 von der Mittelachse der Ringnut 5 weg und somit an eine Umfangswand 9 der Ringnut 5 gedrückt wird und wenigstens ein anderes der Dichtungselemente 4 zu der Mittelachse der Ringnut 5 hin und somit an das Leitungselement 2 angedrückt wird. Folglich liegt zumindest eines der Mehrzahl an Dichtungselementen 4 mit seiner kegelförmigen Unterseite an einem weiteren der Dichtungselemente 4 an dessen kegelförmiger Oberseite an, wodurch eines der Dichtungselemente 4 durch den Druck 8 zur Mittelachse hin und das andere der Dichtungselemente 4 von der Mittelachse weg gedrückt wird. Mittels der Dichtungselemente 4 ist eine besonders gute Dichtwirkung des Leitungselements 2 gegen das Kraftfahrzeugbauteil 3 erzielbar. In der in 1 gezeigten Dichtungsanordnung 1 weist das Deckelelement 6 eine zur Mittelachse der Ringnut 5 beziehungsweise zur Symmetrieachse des Deckelelements 6 hin kegelförmige Unterseite auf, welche in Kontakt mit einer Oberseite eines der Dichtungselemente 4 steht. Über die kegelförmige Unterseite wird das Deckelelement 6 relativ zur Mittelachse in entgegengesetzte Richtung zu dem mit dem Deckelelement 6 in Berührung stehenden Dichtungselement 4 gedrückt. Folglich umfasst die in 1 dargestellte Dichtungsanordnung 1 eine Mehrzahl an ringförmigen Dichtungselementen 4, welche jeweils aneinander anliegen und miteinander korrespondierende Oberseiten beziehungsweise Unterseiten aufweisen, wodurch wenigstens eines der Dichtungselemente 4 zur Mittelachse der Ringnut 5 hin und wenigstens eines der Dichtungselemente 4 von der Mittelachse der Ringnut 5 weg gegen die Umfangswand 9 der Ringnut 5 gedrückt wird. Hierdurch kann eine besonders hohe Dichtwirkung der Dichtungsanordnung 1 erreicht werden.
Die Dichtungsanordnung 1 in 2 weist das Deckelelement 6, ein ringförmiges Dichtungselement 4 sowie ein Federelement 10 auf. Das Federelement 10 ist ringförmig ausgebildet und an dem wenigstens einen Dichtungselement 4 anliegend in der Ringnut 5 angeordnet. Mittels des Federelements 10, dessen Federkraft bei Anordnung des Federelements 10 in der Ringnut 5 parallel zur Mittelachse der Ringnut 5 verläuft, ist der auf das wenigstens eine Dichtungselement 4 wirkende Druck 8 regulierbar. Das Regulieren des auf das wenigstens eine Dichtungselement 4 einwirkenden Drucks 8 dient einem Vermeiden eines Einklemmens des Leitungselements 2 mittels des Dichtungselements 4 in der Ringnut 5.
Die in 3 dargestellte Dichtungsanordnung 1 umfasst das Deckelelement 6, welches eine senkrecht zur Mittelachse der Ringnut 5 verlaufende ebene Unterseite aufweist. An der Unterseite des Deckelelements 6 ist das Federelement 10 angeordnet. Entlang der Mittelachse der Ringnut 5 unterhalb des Federelements 10 ist das ringförmige Dichtungselement 4 angeordnet, an dessen kegelförmiger Unterseite ein weiteres eine kegelförmige Oberseite aufweisendes Dichtungselement 4 mit seiner Oberseite anliegend angeordnet ist. Das weitere Dichtungselement 4 ist gegen das Kraftfahrzeugbauteil 3 entlang der Mittelachse der Ringnut 5 nach unten in der Ringnut mittels eines weiteren Federelements 10 abgefedert. Die Federelemente 10 ermöglichen eine besonders gleichmäßige Verteilung des über das Deckelelement 6 auf die Dichtungselemente 4 einwirkenden Drucks 8. Mittels des wenigstens einen Federelements 10 kann eine Klemmkraft des wenigstens einen Dichtungselements 4 reguliert werden.
Der beschriebenen Dichtungsanordnung 1 liegt die Erkenntnis zugrunde, dass Dichtungskonzepte des Stands der Technik bei hohen Temperaturen oft Nachteile aufweisen, welche lediglich mit Kühlung oder Abschirmung von einer Wärmequelle umsetzbar sind. Diese Kühlung ist oftmals nachteiligerweise sehr aufwändig. Im Gegensatz hierzu ist die Dichtungsanordnung 1 besonders temperaturbeständig und benötigt daher keine aufwändige Kühlung. Die Dichtungsanordnung 1 umfasst hochtemperaturbeständige Materialien und ermöglicht durch die kegelförmige Ausgestaltung der Ober- und/oder Unterseite des wenigstens einen ringförmigen Dichtungselements 4, dass das Leitungselement 2 gegen das Kraftfahrzeugbauteil 3 spaltfrei abgedichtet ist. Hierdurch kann ein Strömen von Gas beziehungsweise eines abzudichtenden Mediums durch die Dichtungsanordnung 1 hindurch, insbesondere von einer Seite des Kraftfahrzeugbauteils 3 zu einer dieser Seite gegenüberliegenden Seite des Kraftfahrzeugbauteils 3 entlang der Mittelachse der Ringnut 5 zumindest im Wesentlichen unterbunden werden. Ein Wirkprinzip der Dichtungsanordnung 1 basiert darauf, dass über das Deckelelement 6, welches auch als Gehäusedeckel bezeichnet werden kann, zumindest ein Element der Dichtungsanordnung 1 an das Leitungselement 2 heran und zumindest ein Element der Dichtungsanordnung 1 von der Mittelachse der Ringnut 5 nach außen gedrückt wird. Hierdurch kann eine Spaltbreite sowohl zum Leitungselement 2 als auch zum Kraftfahrzeugbauteil 3 und eine aus einem Spalt resultierende Leckage besonders gering gehalten werden. Alternativ zu dem Leitungselement 2 kann in der Ringnut 5 eine Welle angeordnet sein, welche mittels des wenigstens einen Dichtungselements 4 gegen das Kraftfahrzeugbauteil 3 abgedichtet ist.
Das wenigstens eine Dichtungselement 4 kann alternativ als Keilring bezeichnet werden, wobei ein jeweiliger metallischer Werkstoff in Abhängigkeit von einem Einsatzbereich sowie von Anforderungen an das wenigstens eine Dichtungselement 4 gewählt werden kann. Das wenigstens eine Dichtungselement 4 kann elastisch oder unelastisch ausgeführt sein, wobei mittels der Unterbrechung 7, bei welcher es sich um einen Schlitz handelt, eine Elastizität des wenigstens einen Dichtungselements 4 eingestellt werden kann. Das wenigstens eine Dichtungselement 4 kann zusätzlich zu seiner Dichtwirkung als Lager für das Leitungselement 2 beziehungsweise die Welle dienen.
Die Dichtungsanordnung 1 benötigt vorteilhafterweise besonders wenig Bauraum, ist spaltfrei ausgebildet und hochtemperaturbeständig.
Bezugszeichenliste

1: Dichtungsanordnung
2: Leitungselement
3: Kraftfahrzeugbauteil
4: Dichtungselement
5: Ringnut
6: Deckelelement
7: Unterbrechung
8: Druck
9: Umfangswand
10: Federelement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 3814571 C1 [0003]

Claims

Dichtungsanordnung (1) mit wenigstens einem in einer Ringnut (5) angeordneten ringförmigen Dichtungselement (4), welches eine zu einer Mittelachse der Ringnut (5) hin kegelförmige Oberseite und/oder eine zu der Mittelachse hin kegelförmige Unterseite aufweist, wodurch das Dichtungselement (4) bei einem parallel zur Mittelachse auf die Oberseite oder die Unterseite einwirkenden Druck (8) zur Mittelachse hin oder von der Mittelachse weg gedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement (4) aus einem metallischen Werkstoff gebildet ist.
Dichtungsanordnung(1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Dichtungselement (4) elastisch ist und/oder umfangsseitig eine Unterbrechung aufweist.
Dichtungsanordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Leitungselement (2) einer Abgasrückführungsanlage eines Kraftfahrzeugs vorgesehen ist, welches umfangsseitig von dem wenigstens einen Dichtungselement (4) abgedichtet ist.
Dichtungsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Dichtungselement (4) einen trapezförmigen Querschnitt aufweist.
Dichtungsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Deckelelement (6) vorgesehen ist, mittels welchem die Ringnut (5) entlang deren Längserstreckungsrichtung zu einer Seite hin begrenzt wird, und mittels welchem der Druck (8) auf das wenigstens eine Dichtungselement (4) aufbringbar ist.
Dichtungsanordnung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckelelement (6) eine zur Mittelachse hin kegelförmige Unterseite aufweist, an welcher die kegelförmige Oberseite des Dichtungselements (4) anliegt.
Dichtungsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement (4) bis wenigstens 300 °C, insbesondere bis wenigstens 400 °C, insbesondere bis wenigstens 600 °C temperaturbeständig ist.
Dichtungsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Ringnut (5) ein ringförmiges Federelement (10) an dem wenigstens einen Dichtungselement (4) anliegend angeordnet ist, mittels welchem das Dichtungselement (4) mit dem Druck (8) beaufschlagbar ist.
Dichtungsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement (4) mit seiner kegelförmigen Unterseite an einem weiteren Dichtungselement (4) an dessen kegelförmiger Oberseite anliegt, wodurch eines der Dichtungselemente (4) durch den Druck (8) zur Mittelachse hin und das andere der Dichtungselemente (4) von der Mittelachse weggedrückt wird.
Kraftfahrzeug mit einer Dichtungsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.