DE102020106579B3

DE102020106579B3 - Schmiervorrichtung zum Abdichten eines in einer Gehäusewand verbaubaren Druckausgleichelements

Info

Publication number: DE102020106579B3
Application number: DE102020106579.5A
Authority: DE
Inventors: Sándor Mihály
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2020-03-11
Filing date: 2020-03-11
Publication date: 2020-11-05
Anticipated expiration: 2040-03-12

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schmiervorrichtung zum Abdichten eines in einer Gehäusewand (5), insbesondere eines Elektromotors, verbaubaren Druckausgleichselements (1), das einen Elementschaft (11) und einen ausgeweiteten Elementkopf (13) aufweist, die einen Inneneckbereich (15) aufspannen, in dem ein den Elementschaft (11) umziehender Dichtring (17) angeordnet ist, wobei in einer Einbaulage das Druckausgleichselement (1) mit seinem Elementschaft (11) in eine Montageöffnung (3) der Gehäusewand (5) eingesetzt ist und der Dichtring (17) gegen einen Öffnungsrandbereich (25) der Gehäusewand-Montageöffnung (3) drückt, und zwar unter Ausbildung einer Dichtzone (23), in der zumindest eine Dichtring-Kontaktfläche (27) des Dichtrings (17) mit dem Öffnungsrandbereich (25) der Gehäusewand-Montageöffnung (3) in Dichtanlage ist. Erfindungsgemäß weist zur Schmierung der Dichtring-Kontaktfläche (27) die Schmiervorrichtung einen Dosierkopf (3) mit einer Dosierkopf-Aufnahme (55) auf, wobei für einen Schmiervorgang das Druckausgleichselement (1) mit seinem Elementschaft (11) bis in eine Applikations-Position (AP) in die Dosierkopf-Aufnahme (55) einsetzbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schmiervorrichtung zum Abdichten eines in einer Gehäusewand, insbesondere eines Elektromotors, verbaubaren Druckausgleichselements nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie eine Schmiervorrichtung zum Abdichten eines in einer Gehäusewand, insbesondere eines Elektromotors, verbaubaren Druckausgleichselements nach dem Oberbegriff des Anspruches 8.
Ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug weist in der Regel einen in einem Gehäuse angeordneten Elektromotor auf. In einer Gehäusewand des Gehäuses ist ein Druckausgleichselement vorgesehen, das einen Druckausgleich zwischen dem Gehäuse-Innenraum und der außerhalb des Gehäuses liegenden Umgebung ermöglicht. Das Druckausgleichselement weist einen Elementschaft und einen ausgeweiteten Elementkopf auf, die einen Inneneckbereich aufspannen, in dem ein den Elementschaft umziehender Dichtring angeordnet ist. In einer Einbaulage ist das Druckausgleichselement mit seinem Elementschaft in eine Montageöffnung der Gehäusewand eingesetzt und der Dichtring drückt gegen einen Öffnungsrandbereich der Gehäusewand-Montageöffnung, so dass eine Dichtring-Kontaktfläche des Dichtrings mit dem Öffnungsrandbereich der Montageöffnung in Dichtanlage ist. Um eine prozesssichere Dichtanlage zu gewährleisten, wird gattungsgemäß manuell Schmiermittel auf die Kontaktfläche aufgetragen. Dies hat den Nachteil, dass zu viel Schmiermittel aufgetragen werden kann, das in den Gehäuseinnenraum gelangen und die Funktion des Elektromotors beeinträchtigen kann.
Aus der DE 10 2011 011 163 A1 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Befestigung und Niederhaltung von umlaufenden Dichtungsvorrichtungen bekannt. Die DE 10 2006 037 032 A1 offenbart eine Abdichtvorrichtung an der Walze von Papier-/Kartonmaschinen oder Nachbehandlungsmaschinen. Aus der DE 25 44 925 A1 ist eine Dichtungsvorrichtung bekannt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Schmiervorrichtung bereitzustellen, die eine betriebssichere Schmierung ermöglicht.
Diese Aufgabe ist durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 8 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
Gemäß dem Anspruch 1 ist eine Schmiervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform zum Abdichten eines in einer Gehäusewand, insbesondere eines Elektromotors, verbaubaren Druckausgleichselements (häufig auch als DAE bezeichnet) beansprucht. Das Druckausgleichselement weist einen Elementschaft und einen ausgeweiteten Elementkopf auf, die einen Inneneckbereich aufspannen, in dem ein den Elementschaft umziehender Dichtring angeordnet ist, wobei in einer Einbaulage das Druckausgleichselement mit seinem Elementschaft in eine Montageöffnung der Gehäusewand eingesetzt ist und der Dichtring gegen einen Öffnungsrandbereich der Gehäusewand-Montageöffnung drückt, und zwar unter Ausbildung einer Dichtzone, in der zumindest eine Dichtring-Kontaktfläche des Druckausgleichselement-Dichtrings mit dem Öffnungsrandbereich der Gehäusewand-Montageöffnung in Dichtanlage ist. Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 weist die Schmiervorrichtung zur Schmierung der Dichtring-Kontaktfläche einen Dosierkopf mit einer Aufnahme auf, wobei für einen Schmiervorgang das Druckausgleichselement mit seinem Elementschaft bis in eine Applikations-Position in die Dosierkopf-Aufnahme einsetzbar ist. Erfindungsgemäß weist der Dosierkopf eine radial äußere Ringkontur und eine radial innere Ringkontur auf, wobei in der Applikations-Position die beiden Dosierkopf-Ringkonturen zusammen mit der Kontaktfläche eine Schmiermittelkammer nach außen Schmiermittel dicht begrenzen, sodass ein Schmiermittel-Auftrag alleine auf die Kontaktfläche begrenzt ist und das Druckausgleichselement außerhalb der Kontaktfläche schmiermittelfrei bleibt. Dies hat den Vorteil, dass kein Schmiermittel an Stellen aufgebracht wird, an denen das Schmiermittel zu einer Funktionsbeeinträchtigung führen könnte.
In einer Ausführungsform der Erfindung kann in der Schmiermittelkammer ein Schwammelement angeordnet sein, das mit Schmiermittel tränkbar ist. Alternativ oder zusätzlich dazu kann in die Schmiermittelkammer zumindest eine Schmiermittel-Zuleitung münden, über die die Schmiermittelkammer mit Schmiermittel versorgbar ist. Durch das Schwammelement wird ein gleichmäßiger und wiederholgenauer Schmiermittel-Auftrag auf den Dichtring ermöglicht. Zusätzlich speichert das Schwammelement einen Teil des Schmiermittels und verhindert somit einen unkontrollierten Austritt des Schmiermittels aus der Schmiermittelkammer. Dass die Schmiermittel-Zuleitung in die Schmiermittelkammer mündet hat den Vorteil, dass die Schmiermittelkammer über die Schmiermittel-Zuleitung kontrolliert mit dem Schmiermittel versorgbar ist. Außerdem ist die im Dosierkopf befindliche Menge an Schmiermittel auf ein Minimum begrenzt, sodass die Schmiervorrichtung nahezu vollständig von dem Schmiermittel entleerbar und auf einfache Weise zu reinigen ist.
Bevorzugt kann in dem Dosierkopf der Schmiervorrichtung ein federvorgespanntes Druckstück axial hubverstellbar geführt sein, wobei das Druckstück topfartig mit einem Profilboden und einer umlaufenden Profilseitenwand ausgebildet sein kann, die zumindest teilweise die Dosierkopf-Aufnahme definieren, wobei beim Einsetzen in die Druckkopf-Aufnahme das Druckausgleichselement mit seiner Schaftspitze in Anlage mit dem Profilboden des Druckstücks kommen kann und im weiteren Einsetzverlauf das Druckausgleichselement bewegungsgekoppelt mit dem Druckstück bis in die Applikations-Position verstellbar ist. Durch das federvorgespannte Druckstück ist im Dosierkopf eine Verstellmöglichkeit bereitgestellt, die es ermöglicht, dass sich der Dosierkopf zusammen mit dem Druckstück an die Geometrie des Druckausgleichselements anpassen kann. Somit sind Fertigungstoleranzen am Druckausgleichselement oder an der Schmiervorrichtung kompensierbar.
Besonders bevorzugt kann eine dem Druckausgleichselement zugewandte Oberkante der umlaufenden Profilseitenwand des topfartigen Druckstücks die radial innere Dosierkopf-Ringkontur bilden. Dies hat den Vorteil, dass das Druckstück nicht nur eine Kompensation von Fertigungstoleranzen ermöglicht, sondern dass das Druckstück in Doppelfunktion zusätzlich einen Teil der Dosierkopf-Aufnahme bildet und zur schmiermitteldichten Begrenzung der Schmiermittelkammer in vorteilhafter Weise beiträgt.
Vorzugsweise können das Druckstück und ein Dosierkopf-Gehäuse eine Kolben-Zylinder-Einheit bilden, in der das Druckstück mit seiner Profilseitenwand entlang einer Innenzylinderwand des Dosierkopf-Gehäuses hubverstellbar geführt ist. Zusätzlich kann zwischen einem Zylinderboden des Dosierkopf-Gehäuses und dem Profilboden des Druckstücks ein Hubraum ausgebildet sein, wobei insbesondere in dem Hubraum eine Vorspannfeder zwischen dem Dosierkopf-Boden und dem Druckstück-Profilboden abgestützt sein kann. Die Kolben-Zylinder-Einheit hat den Vorteil, dass das Druckstück in dem Dosierkopf-Gehäuse geführt ist und somit eine funktionssichere Hubverstellung des Druckstücks im Dosierkopf-Gehäuse ermöglicht ist. Der zwischen dem Zylinderboden des Dosierkopf-Gehäuses und dem Profilboden des Druckstücks vorgesehene Hubraum stellt den Freigang bereit, in den sich das Druckstück beim Verstellen bis in die Applikations-Position hinein verschieben kann. Der Hubraum trägt somit zu einer prozesssicheren und zugleich störkonturfreien Hubverstellung des Druckstückes im Dosierkopf-Gehäuse bei. Die Vorspannfeder stellt in vorteilhafter Weise sicher, dass das Druckstück zuverlässig in Kontakt mit dem Druckausgleichselement oder mit dem Dichtring ist.
Bevorzugt kann die radial äußere Dosierkopf-Ringkontur am Dosierkopf-Gehäuse ausgebildet sein. Insbesondere kann in der Applikations-Position die radial innere Dosierkopf-Ringkontur in Anlage mit dem Dichtring des Druckausgleichselements sein, während die radial äußere Dosierkopf-Ringkontur und Anlage mit einem radial äußeren Kopfrand des Elementkopfes des Druckausgleichselementes sein kann. Dies hat den Vorteil, dass der Dosierkopf ohne weitere Maßnahmen bereits durch die äußere und die innere Dosierkopf-Ringkontur in Zusammenspiel mit dem Druckausgleichselement die Schmiermittelkammer nach außen schmiermitteldicht abdichtet und für diese Abdichtung keine weiteren, insbesondere vom Dosierkopf separate Bauteile, notwendig sind.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Schmiermittel-Zuleitung in dem Dosierkopf-Gehäuse ausgebildet sein und insbesondere die Schmiermittel-Zuleitung an einer der Innenzylinderwand ausgebildeten Mündungsöffnung in den Hubraum münden. Somit ist das Schmiermittel vorab in den Hubraum einleitbar und es ist daher während des Schmiermittel-Auftrags keine direkte Zuführung des Schmiermittels zum Schwammelement notwendig. Dies ermöglicht eine konstruktiv einfache Gestaltung des Dosierkopfes. In einer beispielhaften Ausführungsform kann der Hubraum in einen Schmiermittel-Einlass übergehen und bevorzugt in der Applikations-Position die Profilseitenwand des topfartigen Druckstücks die Mündungsöffnung der Schmiermittel-Zuleitung schließen. Somit ist die für das Schwammelement zur Verfügung stehende Schmiermittelmenge begrenzt und ein ungehindertes Austreten von Schmiermittel aus dem Schwammelement ist auf einfache Weise verhindert.
Als Alternative zu der vorstehend beschriebenen Schmiervorrichtung ist eine Schmiervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform zum Abdichten eines in einer Gehäusewand, insbesondere eines Elektromotors, verbaubaren Druckausgleichselements (DAE), das einen Elementschaft und einen ausgeweiteten Elementkopf aufweist, beansprucht. Der Elementschaft und der ausgeweitete Elementkopf spannen einen Inneneckbereich auf, in dem ein den Elementschaft umziehender Dichtring angeordnet ist, wobei in einer Einbaulage das Druckausgleichselement mit seinem Elementschaft in eine Montageöffnung der Gehäusewand eingesetzt ist und der Dichtring gegen einen Öffnungsrandbereich der Gehäusewand-Montageöffnung drückt, und zwar unter Ausbildung einer Dichtzone, in der Kontaktflächen des Druckausgleichselement-Dichtrings und des Öffnungsrandbereichs der Gehäusewand-Montageöffnung in Dichtanlage sind. Erfindungsgemäß weist die alternative Schmiervorrichtung zur Schmierung der Kontaktfläche des Öffnungsrandbereichs der Gehäusewand-Montageöffnung einen Dosierkopf auf, in dessen Dosierkopf-Gehäuse ein mit Schmiermittel durchtränktes Schwammelement angeordnet ist, das beim Schmiervorgang in Anlage mit der gehäuseseitigen Kontaktfläche ist. In dem Dosierkopf-Gehäuse ist ein Druckkolben hubverstellbar gelagert, wobei beim Schmiervorgang der Druckkolben von einer Ausgangslage in eine Druckposition verstellbar ist, in der der Druckkolben das Schwammelement mit einer vordefinierten Druckkraft gegen die gehäuseseitige Kontaktfläche drückt, sodass der Schmiermittel-Auftrag mit einer vordefinierten Schmiermittelmenge erfolgt, die von der Größe der Druckkraft des Druckkolbens abhängt. Dies hat den Vorteil, dass kein Schmiermittel an Stellen aufgebracht wird, an denen das Schmiermittel zu einer Funktionsbeeinträchtigung führen könnte.
Mit der Schmiervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform ist es somit in vorteilhafter Weise möglich, das Schmiermittel in dem Schmiervorgang auf die gehäuseseitige Kontaktfläche aufzubringen. Somit wird zumindest die gehäuseseitige Kontaktfläche in dem Schmiervorgang mit Schmiermittel versehen, sodass nicht zwingend zusätzlich ein Schmiermittel-Auftrag auf den Dichtring erfolgen muss.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Schmiervorrichtung kann das Dosierkopf-Gehäuse radial außerhalb des Schwammelements zumindest einen Stützfuß aufweisen, über den das Dosierkopf-Gehäuse während des Schmiervorgangs auf der Gehäusewand abstützbar ist. Das Vorsehen des Stützfußes hat den Vorteil, dass die Kraft mit der das Schwammelement auf die gehäuseseitige Kontaktfläche unabhängig von der Kraft ist, mit der der Dosierkopf gegen die Gehäusewand gedrückt wird. Somit kann die Kraft mit der das Schwammelement gegen die gehäuseseitige Kontaktfläche gedrückt wird allein durch die Hubverstellung des Druckkolbens und damit entkoppelt von einer Andrückkraft gesteuert werden, mit der der Dosierkopf auf die Gehäusewand aufgedrückt wird.
Bevorzugt kann der Dosierkopf einen Elektromagnet aufweisen, der im aktivierten Zustand den Druckkolben entgegen der Federkraft einer Vorspannfeder in seiner Ausgangslage hält. Dies hat den technischen Effekt, dass das Schwammelement bei entsprechender Ansteuerung des Elektromagneten erst dann mit der vordefinierten Kraft gegen die gehäuseseitige Kontaktfläche gedrückt wird, wenn dies auch gewünscht ist. Ansonsten wird die Vorspannfeder von dem aktivierten Elektromagnet in seiner Ausgangslage gehalten, sodass sich das Schwammelement in seiner im Bezug auf das Dosierkopf-Gehäuse eingefahrenen Position befindet. Besonders bevorzugt kann im deaktivierten Zustand des Elektromagneten die Vorspannfeder den Druckkolben mit der Druckkraft beaufschlagen. Somit kann der Elektromagnet genau zu dem Zeitpunkt deaktiviert werden, an dem ein in Kontakt bringen des Schwammelementes mit der gehäuseseitigen Kontaktfläche gewünscht ist. Durch Deaktivieren des Elektromagneten wirkt auf den Druckkolben anschließend die Federkraft der Vorspannfeder, die somit das Schwammelement mit der vordefinierten Druckkraft beaufschlagt und gegen die gehäuseseitige Kontaktfläche drückt.
Vorzugsweise kann der Dosierkopf eine radial innere Ringkontur und eine radial äußere Ringkontur aufweisen, sodass im Schmiervorgang die beiden Dosierkopf-Ringkonturen zusammen mit der gehäuseseitigen Kontaktfläche eine Schmiermittelkammer nach außen schmiermitteldicht begrenzen. Dies hat den Vorteil, dass der Dosierkopf im Zusammenspiel mit der gehäuseseitigen Kontaktfläche bereits die Schmiermittelkammer bildet und daher keine zusätzlichen Bauteile erforderlich sind, um die Schmiermittelkammer nach außen schmiermitteldicht zu begrenzen. Insbesondere kann in der Schmiermittelkammer das Schwammelement angeordnet sein. Dadurch ist es möglich, dass das Schwammelement sowohl mit dem Schmiermittel in der Schmiermittelkammer als mit der gehäuseseitigen Kontaktfläche in Kontakt bringbar ist.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die radial innere Ringkontur am Dosierkopf-Gehäuse ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich dazu kann die radial äußere Ringkontur am Druckkolben ausgebildet sein. Insbesondere kann in der Ausgangslage des Druckkolbens die radial äußere Ringkontur außer Anlage mit dem Öffnungsrandbereich der Gehäusewand-Montageöffnung sein. Somit ist die am Dosierkopf-Gehäuse ausgebildete radial innere Ringkontur relativ zur radial äußeren Ringkontur am Druckkolben beweglich. Dies hat den Vorteil, dass Fertigungstoleranzen am Druckausgleichselement oder an der Schmiervorrichtung unter Einwirkung der von der Vorspannfeder aufgebrachten Druckkraft kompensierbar sind.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der beigefügten, schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

1 In einer Schnittansicht ein Druckausgleichselement in seiner Einbaulage;
2 in einer Schnittansicht das Druckausgleichselement vor dem Einsetzen in eine Montageöffnung einer Gehäusewand;
3 in einer Schnittansicht ein Dosierkopf einer Schmiervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung mit angesetztem Druckausgleichselement;
4 in einer Schnittansicht dder Dosierkopf gemäß der 3 in einer Applikations-Position;
5 in einer Schnittansicht der Dosierkopf einer Schmiervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, bei der Dosierkopf auf einen Öffnungsrandbereich der Montageöffnung aufgesetzt ist; und
6 in einer Schnittansicht den Dosierkopf gemäß der 5 in der Applikations-Position.

In der 1 ist ein Druckausgleichelement 1 in eine Gehäusewand-Montageöffnung 3 einer Gehäusewand 5 eingesetzt. Die Gehäusewand 5 ist Teil eines nicht näher beschriebenen Gehäuses, das einen Gehäuseinnenraum 9 umschließt. Das Druckausgleichelement 1 weist einen Elementschaft 11 und einen sich daran anschließenden und gegenüber dem Elementschaft 11 radial ausgeweiteten Elementkopf 13 auf. Der Elementschaft 11 und der Elementkopf 13 spannen zusammen einen Inneneckbereich 15 auf, in dem ein Dichtring 17 angeordnet ist.
Am Elementschaft 11 sind Rastnasen 19 vorgesehen, die eine Hinterschneidung 21 in der Gehäusewand 5 hintergreifen, so dass der Dichtring 17 zwischen dem Druckausgleichselement 1 und der Gehäuseseitenwand 5 verspannt ist und unter Ausbildung einer Dichtzone 23 gegen einen Öffnungsrandbereich 25 der Montageöffnung 3 gedrückt wird. In der Dichtzone 23 ist eine Dichtring-Kontaktfläche 27 des Dichtrings 17 in Dichtanlage mit dem Öffnungsrandbereich 25.
In der 1 veranschaulichen Strömungspfeile 29 einen exemplarischen Luft-Strömungsweg innerhalb des Druckausgleichselementes 1. Tritt in dem Gehäuseinnenraum 9 ein Überdruck auf, so kann Luft entlang des Luft-Strömungsweges und in Pfeilrichtung der Strömungspfeile 29 aus dem Gehäuseinnenraum 9 austreten, wodurch ein Druckausgleich zwischen dem Druck im Gehäuseinnenraum 9 und dem Druck außerhalb des Gehäuses ermöglicht ist. Für den Fall, dass der Druck im Gehäuseinnenraum 9 niedriger ist als außerhalb des Gehäuses, strömt die Luft entgegen der Pfeilrichtung Strömungspfeile 29.
In der 2 ist das Druckausgleichselement 1 noch nicht in die Montageöffnung 3 eingesetzt. Bevor das Druckausgleichselement 1 in die Montageöffnung 3 eingesetzt wird, wird zumindest auf die Dichtring-Kontaktfläche 27 oder auf eine Gehäuse-Kontaktfläche 31 im Öffnungsrandbereich 25 ein Schmiermittel aufgetragen. Der Schmiermittel-Auftrag erfolgt in einem gesonderten Schmiervorgang unter Einsatz einer Schmiervorrichtung, die einen wiederholgenauen Schmiermittel-Auftrag ermöglicht.
Nachfolgend sind zwei Ausführungsformen der Schmiervorrichtung näher erläutert. Mit der Schmiervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform (3 und 4) wird das Schmiermittel auf die Dichtring-Kontaktfläche 27 am Dichtring 17 aufgebracht. Hingegen wird mit der Schmiervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform (5 und 6) das Schmiermittel auf die Gehäuse- Kontaktfläche 31 am Gehäuse aufgebracht.
In der 3 ist ein Dosierkopf 33 der Schmiervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform in seiner Ruheposition RP dargestellt. Der Dosierkopf 33 weist ein Dosierkopf-Gehäuse 35 auf, das von einem Dosierkopf-Boden 37 und einer davon hochgezogenen, radial äußeren Ringkontur 39 gebildet ist. In dem Dosierkopf-Gehäuse 35 ist ein Druckstück 41 aufgenommen, dass entlang einer Innenzylinderwand 43 des Dosierkopf-Gehäuses 35 geführt ist und somit im Dosierkopf-Gehäuse 35 axial hubverstellbar gelagert ist. Das Dosierkopf-Gehäuse 35 und das Druckstück 41 bilden zusammen eine Kolben-Zylinder-Einheit, bei der das Druckstück 41 hubverstellbar im Dosierkopf-Gehäuse 35 geführt ist.
Zwischen einem Zylinderboden 45 des Dosierkopf-Gehäuses 35 und einem Profilboden 47 des Druckstücks 41 ist ein Hubraum 49 vorgesehen. Beim Überführen des Dosierkopfes 33 von der Ruheposition RP in eine Applikations-Position AP (4) bewegt sich das Druckstück 41 relativ zum Dosierkopf-Gehäuse 35, wodurch sich der Hubraum 49 verkleinert. In den Hubraum 49 ist eine Vorspannfeder 51 eingesetzt, die zwischen dem Dosierkopf-Boden 37 und dem Druckstück 41 abgestützt ist und eine Vorspannkraft auf das Druckstück 41 ausübt.
Das Drückstück 41 ist topfförmig ausgestaltet und weist eine von dem Profilboden 47 hochgezogene, umlaufende Profilseitenwand 52 auf. Eine Oberkante der Profilseitenwand 52 bildet eine radial innere Ringkontur 53 und der Profilboden 47 sowie die Profilseitenwand 52 definieren zumindest teilweise eine Dosierkopf-Aufnahme 55 für das Druckausgleichselement 1.
An dem Dosierkopf-Gehäuse 35 ist ein Schmiermittel-Einlass 57 vorgesehen, über den das Schmiermittel dem Dosierkopf 33 zugeführt wird (angedeutet durch die Strömungspfeile 59). Der Schmiermittel-Einlass 57 bildet zusammen mit dem Hubraum 49 und einer Schmiermittel-Zuleitung 61 einen Schmiermittelweg. Der Hubraum 49 mündet an einer an der Innenzylinderwand 43 vorgesehenen Mündungsöffnung 63 in die Schmiermittel-Zuleitung 61.
In der in der 3 gezeigten Ruheposition RP ist das Druckausgleichselement 1 bereits in Anlage mit dem Profilboden 47 des Druckstücks 41, es findet aber noch kein Schmiermittel-Auftrag auf die Dichtring-Kontaktfläche 27 des Dichtringes 17 statt. Um Schmiermittel auf die Dichtring-Kontaktfläche 27 aufzutragen, wird der Dosierkopf 33 durch Druckbeaufschlagung mit einer Andrückkraft F₁ von der Ruheposition RP in die Applikations-Position AP überführt. Beim Überführen wird das Druckstück 41 bewegungsgekoppelt mit dem Druckausgleichselement 1 samt Dichtring 17 relativ zum Dosierkopf-Gehäuse 35 hubverstellt. Die Applikations-Position AP ist erreicht, sobald die Profilseitenwand 52 des Druckstückes 41 die Mündungsöffnung 63 überdeckt und ein in einer Schmiermittelkammer 65 angeordnetes Schwammelement 67 in Kontakt mit dem Dichtring 17 ist.
In der 4 ist der Dosierkopf in der Applikations-Position AP dargestellt. In der Applikations-Position AP ist die radial innere Ringkontur 53 in Anlage mit dem Dichtring 17 und die radial äußere Ringkontur 39 ist in Anlage mit einem radial äußeren Kopfrand 69 des Elementkopfes 13. Dadurch ist die Schmiermittelkammer 65 nach außen schmiermitteldicht begrenzt. Zudem ist in der Applikationsposition AP die Mündungsöffnung 63 von der Profilseitenwand 52 überdeckt und somit geschlossen, so dass keine weitere Schmiermittelzufuhr in die Schmiermittel-Zuleitung 61 erfolgt. Das mit dem Dichtring 17 in Kontakt befindliche Schwammelement 67 überträgt in der Applikations-Position AP gezielt eine vordefinierte Menge des Schmiermittels aus der Schmiermittel-Zuleitung 61 auf die Dichtring-Kontaktfläche 27. Durch die Begrenzung der Schmiermittelkammer 65 durch die Ringkonturen 39, 53 ist gewährleistet, dass das Schmiermittel beim Schmiermittel-Auftrag ausschließlich auf die Dichtring-Kontaktfläche 27 aufgetragen wird, so dass Bereiche des Dichtrings 17 und des Druckausgleichselementes 1 außerhalb der Schmiermittelkammer 65 schmiermittelfrei bleiben.
In der 5 ist der Dosierkopf 33 gemäß der zweiten Ausführungsform in seiner Ruheposition RP dargestellt. Das Dosierkopf-Gehäuse 27 des Dosierkopfes 33 weist Stützfüße 71 auf, mit denen das Dosierkopf-Gehäuse 27 auf der Gehäusewand 5 abgestützt ist. Im Dosierkopf-Gehäuse 27 ist ein Druckkolben 73 vorgesehen, der im Dosierkopf-Gehäuse 27 hubverstellbar gelagert ist. Zwischen dem Dosierkopf-Gehäuse 27 und dem Druckkolben 73 ist die Vorspannfeder 51 vorgesehen. Außerdem ist im Dosierkopf-Gehäuse 27 ein Elektromagnet 75 angeordnet.
An der der Gehäusewand 5 zugewandten Seite des Druckkolbens 73 ist das Schwammelement 67 angeordnet und mit dem Druckkolben 73 verbunden, so dass sich das Schwammelement 67 bewegungsgekoppelt mit dem Druckkolben 73 bewegt. Radial außerhalb des Schwammelementes 67 verläuft die radial äußere Ringkontur 39, die ebenfalls mit dem Druckkolben 73 verbunden ist. An der Unterseite des Dosierkopfes ist ein Zentrierelement 77 vorgesehen, dass mit dem Dosierkopf-Gehäuse 27 verbunden ist und den in die Montageöffnung 3 eingesetzten Dosierkopf 33 in der Montageöffnung 3 führt. Zugleich bildet das Zentrierelement 77 die radial innere Ringkontur 53 aus. Somit ist die radial äußere Ringkontur 39 am Dosierkopf-Gehäuse 27 und die radial innere Ringkontur 53 am Druckkolben 73 angebracht.
An der Oberseite des Dosierkopfes 33 ist ein Kugelgelenk 79 vorgesehen, mit dem kleinere Winkelabweichungen zwischen einer Bohrungsachse der Montageöffnung 3 und einer Einsetzrichtung des Dosierkopfes 33 ausgleichbar sind. In dem Dosierkopf-Gehäuse 35 verläuft der Schmiermittelweg, der sich von dem Schmiermittel-Einlass 57 über den Hubraum 49 hin zu der Schmiermittel-Zuleitung 61 und bis zum Schwammelement 67 erstreckt. Über den Schmiermittelweg wird das Schwammelement 67 mit dem Schmiermittel versorgt.
In der Ruheposition RP des Dosierkopfes 33 befindet sich der Druckkolben 73 in seiner Ausgangslage AL und der Elektromagnet 75 ist aktiviert. Der aktivierte Elektromagnet 75 übt eine magnetische Anziehungskraft auf den Druckkolben 73 aus, die den Druckkolben 63 entgegen der Federkraft der Vorspannfeder 51 in seiner Ausgangslage AL hält. In der Ausgangslage AL besteht noch kein Kontakt zwischen dem Schwammelement 67 und der Gehäuse-Kontaktfläche 31, so dass in der Ruheposition RP des Dosierkopfes 33 noch kein Schmiermittel auf die Gehäuse-Kontaktfläche 31 aufgetragen wird. Außerdem ist die radial äußere Ringkontur 39 außer Anlage mit dem Öffnungsrandbereich 25 der Montageöffnung 3.
Um nun Schmiermittel aufzutragen, wird der Dosierkopf 33 in seine Applikations-Position AP überführt, wie sie in der 6 dargestellt ist. Beim Überführen des Dosierkopfes 33 von der Ruheposition RP (5) in die Applikations-Position AP (6) wird zunächst der Elektromagnet 75 deaktiviert. Durch das Deaktivieren des Elektromagneten 75 wirkt zwischen dem Elektromagnet 75 und dem Druckkolben 73 keine magnetische Anziehungskraft mehr, so dass sich der Druckkolben 73 unter der Einwirkung der Federkraft der Vorspannfeder 51 von der Ausgangslage AL in seine Druckposition DP bewegt. Mit dem Druckkolben 73 bewegt sich auch das damit verbundene Schwammelement 67 bis es in der Applikations-Position AP mit einer vordefinierten Kraft gegen die Gehäuse-Kontaktfläche 31 gedrückt wird, so dass der Schmiermittel-Auftrag mit einer vordefinierten Schmiermittelmenge erfolgt, die von der Größe einer Druckkolben-Druckkraft F₂ abhängt, mit der der Druckkolben 73 gegen die Gehäuse-Kontatfläche 31 drückt. In der Druckposition DP begrenzt die radial innere Ringkontur 53 zusammen mit der radial äußeren Rignkontur 39 und der Gehäuse-Kontaktfläche 31 die Schmiermittelkammer 65. Außerdem liegt die radial äußere Ringkontur 39 auf dem Öffnungsrandbereich 25 auf und verhindert, dass das Schmiermittel außerhalb der radial äußeren Ringkontur 39 aufgetragen wird. Die radial innere Ringkontur 53 verhindert auf entsprechende Weise, dass das Schmiermittel außerhalb der radial inneren Ringkontur 53 aufgetragen wird. Durch die radial äußere Ringkontur 39 und durch die radial innere Ringkontur 53 ist somit erreicht, dass das Schmiermittel auf die Gehäuse-Kontaktfläche 31 aufgebracht wird und die Bereiche außerhalb der Schmiermittelkammer 65 schmiermittelfrei bleiben.
Bezugszeichenliste

1: Druckausgleichselement
3: Gehäusewand-Montageöffnung
5: Gehäusewand
9: Gehäuseinnenraum
11: Elementschaft
13: Elementkopf
15: Inneneckbereich
17: Dichtring
19: Rastnasen
21: Hinterschneidung
23: Dichtzone
25: Öffnungsrandbereich
27: Dichtring-Kontaktfläche
29: Strömungspfeile
31: Gehäuse-Kontaktfläche
33: Dosierkopf
35: Dosierkopf-Gehäuse
37: Dosierkopf-Boden
39: radial äußere Ringkontur
41: Druckstück
43: Innenzylinderwand
45: Zylinderboden
47: Profilboden
49: Hubraum
51: Vorspannfeder
52: Profilseitenwand
53: radial innere Ringkontur
55: Dosierkopf-Aufnahme
57: Schmiermittel-Einlass
59: Strömungspfeil
61: Schmiermittel-Zuleitung
63: Mündungsöffnung
65: Schmiermittelkammer
67: Schwammelement
69: Kopfrand
71: Stützfüße
73: Druckkolben
75: Elektromagnet
77: Zentrierelement
79: Kugelgelenk
AL: Ausgangslage
AP: Applikations-Position
DP: Druckposition
F₁: Andrückkraft
F₂: Druckkolben-Druckkraft
RP: Ruheposition

Claims

Schmiervorrichtung zum Abdichten eines in einer Gehäusewand (5), insbesondere eines Elektromotors, verbaubaren Druckausgleichselements (1), das einen Elementschaft (11) und einen ausgeweiteten Elementkopf (13) aufweist, die einen Inneneckbereich (15) aufspannen, in dem ein den Elementschaft (11) umziehender Dichtring (17) angeordnet ist, wobei in einer Einbaulage das Druckausgleichselement (1) mit seinem Elementschaft (11) in eine Montageöffnung (3) der Gehäusewand (5) eingesetzt ist und der Dichtring (17) gegen einen Öffnungsrandbereich (25) der Gehäusewand-Montageöffnung (3) drückt, und zwar unter Ausbildung einer Dichtzone (23), in der zumindest eine Dichtring-Kontaktfläche (27) des Dichtrings (17) mit dem Öffnungsrandbereich (25) der Gehäusewand-Montageöffnung (3) in Dichtanlage ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Schmierung der Dichtring-Kontaktfläche (27) die Schmiervorrichtung einen Dosierkopf (3) mit einer Dosierkopf-Aufnahme (55) aufweist, dass für einen Schmiervorgang das Druckausgleichselement (1) mit seinem Elementschaft (11) bis in eine Applikations-Position (AP) in die Dosierkopf-Aufnahme (55) einsetzbar ist, dass der Dosierkopf (33) eine radial äußere Ringkontur (39) und eine radial innere Ringkontur (53) aufweist, und dass in der Applikations-Position (AP) die beiden Dosierkopf-Ringkonturen (39, 53) zusammen mit der Dichtring-Kontaktfläche (27) eine Schmiermittelkammer (65) nach außen schmiermitteldicht begrenzen, so dass ein Schmiermittel-Auftrag alleine auf die Dichtring-Kontaktfläche (27) begrenzt ist und das Druckausgleichselement (1) außerhalb der Dichtring-Kontaktfläche (27) schmiermittelfrei bleibt.
Schmiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Schmiermittelkammer (65) ein Schwammelement (67) angeordnet ist, das mit Schmiermittel tränkbar ist, und/oder dass in die Schmiermittelkammer (65) zumindest eine Schmiermittel-Zuleitung (61) mündet, über die die Schmiermittelkammer (65) mit Schmiermittel versorgbar ist.
Schmiervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Dosierkopf (33) der Schmiervorrichtung ein federvorgespanntes Druckstück (41) axial hubverstellbar geführt ist, und dass das Druckstück (41) topfartig mit einem Profilboden (47) und einer umlaufenden Profilseitenwand (52) ausgebildet ist, die zumindest teilweise die Dosierkopf-Aufnahme (55) definieren, und dass beim Einsetzen in die Dosierkopf-Aufnahme (55) das Druckausgleichselement (1) mit seiner Schaftspitze in Anlage mit dem Profilboden (47) des Druckstücks (41) kommt und im weiteren Einsetzverlauf das Druckausgleichselement (1) bewegungsgekoppelt mit dem Druckstück (41) bis in die Applikations-Position (AP) verstellbar ist.
Schmiervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine dem Druckausgleichselement (1) zugewandte Oberkante der umlaufenden Profilseitenwand (52) des topfartigen Druckstücks (41) die radial innere Dosierkopf-Ringkontur (53) bildet.
Schmiervorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckstück (41) und ein Dosierkopf-Gehäuse (35) eine Kolben-Zylinder-Einheit bilden, in der das Druckstück (41) mit seiner Profilseitenwand (52) entlang einer Innenzylinderwand (43) des Dosierkopf-Gehäuses (35) hubverstellbar geführt ist, und dass zwischen einem Zylinderboden (45) des Dosierkopf-Gehäuses (35) und dem Profilboden (47) des Druckstücks (41) ein Hubraum (49) ausgebildet ist, und dass insbesondere in dem Hubraum (49) eine Vorspannfeder (51) zwischen dem Dosierkopf-Boden (37) und dem Druckstück-Profilboden (47) abgestützt ist.
Schmiervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die radial äußere Dosierkopf-Ringkontur (39) am Dosierkopf-Gehäuse (35) ausgebildet ist, und dass insbesondere in der Applikations-Position (AP) die radial innere Dosierkopf-Ringkontur (53) in Anlage mit dem Dichtring (17) des Druckausgleichselements (1) ist, während die radial äußere Dosierkopf-Ringkontur (39) in Anlage mit einem radial äußeren Kopfrand (69) des Elementkopfes (13) des Druckausgleichselements (1) ist.
Schmiervorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiermittel-Zuleitung (61) in dem Dosierkopf-Gehäuse (35) ausgebildet ist, und dass insbesondere die Schmiermittel-Zuleitung (61) an einer in der Innenzylinderwand (43) ausgebildeten Mündungsöffnung (63) in den Hubraum (49) mündet, und dass insbesondere der Hubraum (49) in einen Schmiermittel-Einlass (57) übergeht, und dass insbesondere in der Applikations-Position (AP) die Profilseitenwand (52) des topfartigen Druckstücks (41) die Mündungsöffnung (63) der Schmiermittel-Zuleitung (61) schließt.
Schmiervorrichtung zum Abdichten eines in einer Gehäusewand (5), insbesondere eines Elektromotors, verbaubaren Druckausgleichselements (1), das einen Elementschaft (11) und einen ausgeweiteten Elementkopf (13) aufweist, die einen Inneneckbereich (15) aufspannen, in dem ein den Elementschaft (11) umziehender Dichtring (17) angeordnet ist, wobei in einer Einbaulage das Druckausgleichselement (1) mit seinem Elementschaft (11) in eine Montageöffnung (3) der Gehäusewand (5) eingesetzt ist und der Dichtring (17) gegen einen Öffnungsrandbereich (25) der Gehäusewand-Montageöffnung (3) drückt, und zwar unter Ausbildung einer Dichtzone (23), in der Kontaktflächen (27, 31) des Druckausgleichselement-Dichtrings (17) und des Öffnungsrandbereichs (25) der Gehäusewand-Montageöffnung (3) in Dichtanlage sind, dadurch gekennzeichnet, dass zur Schmierung der Gehäuse-Kontaktfläche (31) des Öffnungsrandbereichs (25) der Gehäusewand-Montageöffnung (3) die Schmiervorrichtung einen Dosierkopf (33) aufweist, in dessen Dosierkopf-Gehäuse (35) ein mit Schmiermittel durchtränktes Schwammelement (67) angeordnet ist, das beim Schmiervorgang in Anlage mit der Gehäuse-Kontaktfläche (31) ist, dass im Dosierkopf-Gehäuse (35) ein Druckkolben (73) hubverstellbar gelagert ist, und dass beim Schmiervorgang der Druckkolben (73) von einer Ausgangslage (AL) in eine Druckposition (DP) verstellbar ist, in der der Druckkolben (73) das Schwammelement (67) mit einer vordefinierten Druckkolben-Druckkraft (F₂) gegen die Gehäuse-Kontaktfläche (31) drückt, so dass der Schmiermittel-Auftrag mit einer vordefinierten Schmiermittelmenge erfolgt, die von der Größe der Druckkolben-Druckkraft (F₂) abhängt.
Schmiervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Dosierkopf-Gehäuse (35) radial außerhalb des Schwammelements (67) zumindest einen Stützfuß (71) aufweist, über den das Dosierkopf-Gehäuse (35) während des Schmiervorgangs auf der Gehäusewand (5) abstützbar ist.
Schmiervorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Dosierkopf (33) einen Elektromagnet (75) aufweist, der im aktivierten Zustand den Druckkolben (73) entgegen der Federkraft einer Vorspannfeder (51) in seiner Ausgangslage (AL) hält, und dass insbesondere im deaktivierten Zustand des Elektromagneten (75) die Vorspannfeder (51) den Druckkolben (73) mit der Druckkolben-Druckkraft (F₂) beaufschlagt.
Schmiervorrichtung nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Dosierkopf (33) eine radial innere Ringkontur (53) und eine radial äußere Ringkontur (39) aufweist, und dass im Schmiervorgang die beiden Dosierkopf-Ringkonturen (39, 53) zusammen mit der Gehäuse-Kontaktfläche (31) eine Schmiermittelkammer (65) nach außen schmiermitteldicht begrenzen, und dass in der Schmiermittelkammer (65) das Schwammelement (67) angeordnet ist.
Schmiervorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die radial innere Ringkontur (53) am Dosierkopf-Gehäuse (35) ausgebildet ist, und/oder dass die radial äußere Ringkontur (39) am Druckkolben (73) ausgebildet ist, und dass insbesondere in der Ausgangslage (AL) des Druckkolbens (73) die radial äußere Ringkontur (39) außer Anlage mit dem Öffnungsrandbereich (25) der Gehäusewand-Montageöffnung (3) ist.