DE102020200556B3

DE102020200556B3 - Baugruppe für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102020200556B3
Application number: DE102020200556.7A
Authority: DE
Inventors: Markus Knepper; Ralph Glemser
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2020-01-17
Filing date: 2020-01-17
Publication date: 2021-02-25
Anticipated expiration: 2040-01-18
Also published as: US20210222775A1; US12007029B2; CN113154041A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Baugruppe (1) für ein Kraftfahrzeug, die Baugruppe (1) aufweisend:-- ein Gehäuse (2);-- ein um eine Achse (A) drehbares Stellglied (5);-- einen Stellantrieb (6), der eingerichtet ist, eine Drehung des Stellglieds (5) zu bewirken;-- eine sich entlang einer Wellenachse (W) erstreckende drehbare Welle (7), die zwischen dem Stellglied (5) und dem Stellantrieb (6) angeordnet ist und die mit dem Stellglied (5) und dem Stellantrieb (6) gekoppelt ist; wobei die Welle (7) durch eine erste Durchgangsöffnung (8) im Gehäuse (2) hindurchgeführt ist, wobei in einer zur Wellenachse (W) senkrechten radialen Richtung (R) zwischen der Welle (7) und einer ersten Innenwandung (9) der ersten Durchgangsöffnung (8) ein Dichtsystem (20) vorgesehen ist, welches ein erstes Ende (11) der ersten Durchgangsöffnung (8) von einem vorm ersten Ende (11) abgewandten zweiten Ende (12) der ersten Durchgangsöffnung (8) gegen den Durchtritt fluider Medien abdichtet, wobei das Dichtsystem (20) ein erstes Dichtelement (40) mit einer zweiten Durchgangsöffnung (41) aufweist, durch welche die Welle (7) hindurchgeführt ist, wobei das erste Dichtelement (40) eine nach radial innen weisende erste Innenseite (42) sowie eine nach radial außen weisende erste Außenseite (43) aufweist, wobei das erste Dichtelement (40) mit der ersten Innenseite (42) eine Wellen-Außenseite (13) der Welle (7) dichtend umläuft, wobei ein erstes Material (M1) des ersten Dichtelements (40) zum überwiegenden Teil PTFE aufweist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Baugruppe für ein Kraftfahrzeug.
Stand der Technik
Aus dem Stand der Technik sind Baugruppen für Kraftfahrzeuge bekannt, die einen Stellantrieb (z.B. einen Motor), eine Welle und ein z.B. drehbares, mit der Welle gekoppeltes Stellglied aufweisen. Die Baugruppe kann z.B. eine Drosselklappen-Baugruppe oder ein sogenannter „General Purpose Actuator“ sein. Das Stellglied kann dabei z.B. eine (Drossel)Klappe sein oder eine an einem Hebel gelagerte Rolle, die z.B. eine Luftklappe im Ansaug- oder Abgastrakt eines Kraftfahrzeugs aktuiert. Häufig ist dabei das Stellglied und/oder der Stellantrieb in einem Gehäuse angeordnet. Stellglied und Stellantrieb können dabei durch eine Wandung des Gehäuses räumlich voneinander getrennt sein. Die Welle durchgreift dabei z.B. eine Durchgangsöffnung in der Wandung. In der Durchgangsöffnung kann ein Dichtsystem vorgesehen sein, welches den Übertritt von z.B. Wasser von einer Seite der Wandung auf die andere Seite der Wandung verhindern oder minimieren soll.
Eine derartige Baugruppe ist aus der DE 10 2018 103 720 A1 bekannt.
Aus der DE 10 2017 119 958 A1 sind eine Ventilbaugruppe und ein dieses umfassendes Ventilsystem bekannt. Dabei ist eine Dichtung eines Ventilschafts der Ventilbaugruppe aus Polytetrafluorethylen (PTFE) hergestellt.
Aus der CN 108 757 187 A ist ein Bremsenventil bekannt, bei dem eine Dichtung einer Welle aus PTFE besteht.
Aus der EP 2 213 916 A1 ist eine Ventilanordnung bekannt, bei der eine Welle durch zwei jeweils ringförmig die Welle umgebende Dichtlippen aus PTFE abgedichtet wird.
Aus der WO 2008/144 686 A1 ist ein Ventilmodul bekannt, bei der eine Welle durch Dichtungen aus PTFE abgedichtet wird.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung geht aus von der Erkenntnis, dass derartige Baugruppen z.B. einer starken Exposition flüssiger und/oder gasförmiger Medien ausgesetzt sein können. So können sie z.B. bei feuchten oder nassen Straßenbedingungen einer dauernden Bespritzung mit verschmutztem Wasser ausgesetzt sein, welches z.B. von den Reifen an die Baugruppe geschleudert wird. Dies erfordert einen hohen Aufwand, um die Dichtheit der Baugruppe sicherzustellen.
Weiterhin können derartige Baugruppen in der Nähe von heißen Oberflächen zum Einsatz kommen. Hier können große Temperaturwechsel z.B. im Bereich von -40°C bis 170°C vorkommen. Diese Temperaturwechsel stellen weitere hohe Anforderungen an die Abdichtung, mit der die Welle in der Durchgangsöffnung abgedichtet werden soll. Es hat sich gezeigt, dass es schwierig sein kann, die Dichtheit aufgrund der Materialausdehnung im gesamten Temperaturbereich sicherzustellen.
Gleichzeitig kann es gerade bei den hohen Temperaturen von z.B. 160°C oder sogar 170°C zu einer stark erhöhten Korrosion kommen, vor allem, wenn die fluiden Medien z.B. salzhaltig sind oder wenn aggressive Öle oder Dämpfe in den fluiden Medien enthalten sind. Weiterhin sind nicht alle Materialien geeignet, die Dichtstelle ohne Versprödung oder einen Wechsel der elastischen Eigenschaften über den gewünschten Temperaturbereich leckfrei abzudichten.
Schließlich ist es notwendig eine hohe Standzeit zu erreichen, so dass die Dichtstelle auch bei einer Vielzahl von Bewegungen der Welle über Lebensdauer einen möglichst geringen Verschleiß aufweisen soll. Darüber hinaus ist es gewünscht, eine möglichst geringe Reibung an der Dichtstelle zu erzeugen, um den Stellantrieb nicht unnötig groß dimensionieren zu müssen und den Verschleiß des Dichtsystems zu verringern.
Weiterhin soll ein Lager, welches beispielhaft in der Durchgangsöffnung vorgesehen sein kann und die Welle reibungsarm drehen lässt, möglichst geschützt vor Partikeln und Schmutz sein. Um eine aufwändige, separate Kapselung eines solchen Lagers vermeiden zu können ist es notwendig, dass die Abdichtung idealerweise auch von den fluiden Medien transportierte Partikel abhält oder bindet (filtert).
Es kann daher ein Bedarf bestehen, eine Baugruppe für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, welche ein Dichtsystem für eine durch eine Durchgangsöffnung eines Gehäuses geführte Welle aufweist, wobei das Dichtsystem über große Temperaturhübe und Höchsttemperaturen von z.B. 165°C oder sogar 170°C sicher und dauerhaft den Übertritt von fluiden Medien von der einen Seite der Durchgangsöffnung zur anderen Seite der Durchgangsöffnung verhindert bzw. minimiert, wobei das Dichtsystem weiterhin möglichst klein bauen soll, um z.B. ein in der Durchgangsöffnung anbringbares Lager mit längeren Lagermitteln (z.B. Wälzelemente, z.B. Nadeln) bereitstellen zu können oder die Wandstärke im Bereich der Durchgangsöffnung verringern zu können, welches weiterhin bei einem Verschleiß der Dichtmittel des Dichtsystems möglichst automatisch die Dichtfunktionalität (selbstregulierend) sicherstellt und welches bei einer Bewegung (Drehung) der Welle möglichst wenig Reibung erzeugt.
Vorteile der Erfindung
Dieser Bedarf kann durch den Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemäß dem unabhängigen Anspruch gedeckt werden. Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Baugruppe für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen.
Die Baugruppe weist ein Gehäuse auf, ein um eine Achse drehbares Stellglied, einen Stellantrieb, der eingerichtet ist, eine Drehung des Stellglieds zu bewirken sowie eine sich entlang einer Wellenachse erstreckende drehbare Welle, die zwischen dem Stellglied und dem Stellantrieb angeordnet ist und die mit dem Stellglied und dem Stellantrieb gekoppelt ist. Die Welle ist durch eine erste Durchgangsöffnung im Gehäuse hindurchgeführt, wobei in einer zur Wellenachse senkrechten radialen Richtung zwischen der Welle und einer ersten Innenwandung der ersten Durchgangsöffnung ein Dichtsystem vorgesehen ist, welches ein erstes Ende der ersten Durchgangsöffnung von einem vom ersten Ende abgewandten zweiten Ende der ersten Durchgangsöffnung gegen den Durchtritt fluider Medien abdichtet. Das Dichtsystem weist ein erstes Dichtelement mit einer zweiten Durchgangsöffnung auf, durch welche die Welle hindurchgeführt ist, wobei das erste Dichtelement eine nach radial innen weisende erste Innenseite sowie eine nach radial außen weisende erste Außenseite aufweist, wobei das erste Dichtelement mit der ersten Innenseite eine Wellen-Außenseite der Welle dichtend umläuft. Dabei ist vorgesehen, dass ein erstes Material des ersten Dichtelements zum überwiegenden Teil Polytetrafluorethylen (PTFE) aufweist.
Bei Verwendung von PTFE kann es sich um virginales oder gefülltes PTFE handeln.
Durch die Verwendung von PTFE wird vorteilhaft eine besonders geringe Reibung zwischen dem ersten Dichtelement und der Welle bewirkt. Weiterhin vorteilhaft ist das erste Dichtelement dadurch besonders beständig gegen große Temperaturunterschiede sowie gegen korrosive und/oder aggressive Medien.
Im Rahmen dieser Anmeldung wird der Ausdruck „aufweisend“ synonym zum Ausdruck „umfassend“ verwendet, sofern nichts anderes beschrieben ist.
Die radiale Richtung steht senkrecht auf der Richtung der Achse bzw. der Wellenachse. Eine Umlaufrichtung umläuft die Richtung der Achse bzw. der Wellenachse.
Die Baugruppe kann zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug eingerichtet sein.
Die Welle kann z.B. mittelbar oder unmittelbar am Stellglied befestigt sein. Sie kann z.B. mittelbar oder unmittelbar mit dem Stellantrieb verbunden sein.
Der Stellantrieb kann z.B. ein Motor sein, z.B. ein Elektromotor, z.B. ein bürstenloser Gleichstrommotor.
Es kann vorgesehen sein, dass die erste Durchgangsöffnung in einem Deckel des Gehäuses angeordnet ist. So kann das Dichtsystem besonders einfach montiert werden. Bei einem Montagefehler sind die Ausfallkosten besonders gering. Außerdem kann bei nachlassender Dichtwirkung einfach der kostengünstige Deckel des Gehäuses zusammen mit dem Dichtsystem ausgetauscht werden.
Das erste Dichtelement kann z.B. als ein ringförmig geschlossener Kreisring gestaltet sein bzw. ausgebildet sein.
Die Baugruppe kann z.B. eine Kappe aufweisen, welche die erste Durchgangsöffnung zumindest teilweise verschließt. Dadurch kann die erste Durchgangsöffnung bereits zu einem Teil gegen das Eindringen von Schmutz und fluiden Medien, z.B. Flüssigkeitsspritzern geschützt sein. Dadurch wird das Dichtsystem entlastet. Die Kappe kann z.B. eine Kappen-Durchgangsöffnung aufweisen, durch welche die Welle verläuft. Die Kappe kann dabei z.B. auf einer dem Medienangriff ausgesetzten Seite des Dichtsystems angeordnet sein. Sie kann an und/oder auf und/oder in der ersten Durchgangsöffnung angeordnet sein.
Die Kappe kann z.B. aus demselben Material gestaltet sein wie das Gehäuse im Bereich der ersten Durchgangsöffnung. Dadurch wird vorteilhaft verhindert, dass es in Folge unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizienten bei Temperaturwechseln zu Leckagepfaden zwischen Gehäuse und Kappe kommt. Die Kappe kann z.B. Aluminium oder Kunststoff umfassen bzw. aus Aluminium oder Kunststoff gefertigt sein.
Das Gehäuse kann z.B. aus einem Metall (z.B. Aluminium oder Stahl) oder aus einem Kunststoff (z.B. Polyamid) gestaltet sein.
Eine solche Kappe kann auch eine Art Verschlussdeckel sein.
Es kann vorgesehen sein, dass eine solche Kappe nicht an der Welle anliegt bzw. die Welle nicht berührt.
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass das erste Dichtelement an der ersten Innenseite zumindest eine Ausnehmung aufweist, die sich insbesondere nach radial außen erstreckt. Dadurch wird vorteilhaft eine besonders gute und zuverlässige Abdichtung bewirkt. Zwei von einer Ausnehmung getrennte, zueinander z.B. entlang der axialen Richtung betrachtet benachbarte Abschnitte, die an der Welle anliegen können so in der Art von Dichtlippen wirken. Auf diese Weise wird vorteilhaft die Reibung verringert, da die anliegende Fläche der anliegenden Abschnitte verringert ist. Weiterhin vorteilhaft wird dadurch die Flexibilität der an der Welle anliegenden Abschnitte in axialer und radialer Richtung verbessert, so dass die Abdichtung insgesamt zuverlässiger wirken kann. Schließlich wird auf diese Weise eine Dichtungsstaffel geschaffen, die bewirkt, dass Schmutz oder fluide Medien, die in einen möglichen Spalt zwischen Welle und erstem Dichtelement eingedrungen sind, nur bis zu der nächsten Ausnehmung gelangen und dann von dem nächsten an der Welle anliegenden Abschnitt, der in der Art einer Dichtlippe wirken kann, aufgehalten werden. So wird mit einem einzigen Bauteil eine Redundanz in der Dichtwirkung geschaffen.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das erste Dichtelement in einem Radialschnitt ein u-förmiges Profil aufweist, wobei die offene Seite des u-förmigen Profils dem ersten Ende der ersten Durchgangsöffnung zugewandt ist
Dadurch wird vorteilhaft ein besonders flexibles, elastisches erstes Dichtelement geschaffen, welches mit seinem zur Welle weisenden, sich in axialer Richtung erstreckenden Abschnitt dicht an der Welle anliegen kann. Aufgrund der u-Form ist das Dichtelement gleichzeitig besonders stabil ausgebildet. Die dem ersten Ende zugewandte offene Seite ermöglicht eine besonders einfache Montage, da in die offene Seite eingegriffen werden kann, wenn die Montage vom ersten Ende her erfolgt.
Alternativ oder zusätzlich ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die offene Seite des u-förmigen Profils dem zweiten Ende der ersten Durchgangsöffnung zugewandt ist.
Dadurch wird vorteilhaft das Anlagern von Schmutz oder Partikeln minimiert.
Ist zusätzlich die offene Seite auch dem zweiten Ende zugewandt so hat das erste Dichtelement die Form eines „H“, also die Form eines um 90° gedrehten Doppel-T-Trägers. Dadurch wird eine besonders hohe Stabilität des ersten Dichtelements bei gleichzeitig geringem Materialverbrauch bewirkt.
Dadurch, dass erfindungsgemäß in einem Innenraum des u-förmigen Profils zumindest teilweise ein vom ersten Material des ersten Dichtelements verschiedenes zweites Material angeordnet ist wird vorteilhaft eine Stabilisierung der beiden radialen Wandungen des ersten Dichtelements bewirkt.
Es kann z.B. vorgesehen sein, dass das zweite Material eingerichtet ist zur Aufnahme von Partikeln. Dadurch wird vorteilhaft bewirkt, dass Partikel, die in den Bereich des ersten Dichtelements gelangen nicht wieder freigegeben werden sondern gebunden werden. Dadurch können diese Partikel die Dichtstelle des Dichtsystems nicht passieren bzw. werden am weiteren Vordringen gehindert, wenn sie die Dichtstelle passiert haben und erst dann im zweiten Material aufgenommen werden. Das zweite Material kann - mit anderen Worten ausgedrückt - eingerichtet sein, Partikel aus den fluiden Medien abzufiltrieren bzw. an sich zu binden.
Das zweite Material kann z.B. Filz sein. Es kann in der Art eines Kreisrings ausgebildet sein. Es kann z.B. in den Innenraum des u-förmigen Profils eingepresst sein und so dort gehalten werden. Vorteilhaft kann Filz bei unterschiedlichen Feuchtebedingungen und Temperaturbedingungen Partikel bzw. Schmutz an sich bzw. in sich binden.
Das erste Dichtelement kann an seiner radialen Außenseite einen Kragen aufweist, der eine Trägerebene des ersten Dichtelements überragt. Der Kragen kann dabei durch die radiale äußere Wand der u-Form gebildet sein. Die Trägerebene kann dabei durch den sich radial erstreckenden Abschnitt der u-Form gebildet sein. Durch diese Ausgestaltung wird vorteilhaft bewirkt, dass das zweite Material in radialer Richtung positionssicher in dem Innenraum der u-Form platziert werden kann. Es kann an seiner Außenwandung z.B. an einer Krageninnenseite anliegen. Auf diese Weise kann das zweite Material das erste Dichtelement in Richtung zur Welle hin vorspannen, so dass die Dichtwirkung sichergestellt ist. Weiterhin vorteilhaft ist auf diese Weise die Vorspannung des ersten Dichtelements auch unabhängig von möglichen Toleranzen des Durchmessers der ersten Durchgangsöffnung.
Es kann z.B. vorgesehen sein, dass der Kragen eine Höhe über der Trägerebene aufweist, die zumindest 30% einer Dicke des zweiten Materials beträgt, bevorzugt wenigstens 50% der Dicke des zweiten Materials und besonders bevorzugt wenigstens 75% der Dicke des zweiten Materials. Der Kragen kann z.B. eine Höhe von mindestens 1mm oder mindestens 2mm aufweisen.
Dadurch, dass das erste Dichtelement an der ersten Außenseite umlaufend dicht an der ersten Innenwandung der ersten Durchgangsöffnung anliegt wird vorteilhaft ein besonders kompaktes und einfach aufgebautes Dichtsystem bereitgestellt.
Mit Vorteil ist vorgesehen, dass das Dichtsystem ein zweites Dichtelement aufweist, wobei das zweite Dichtelement an der ersten Außenseite des ersten Dichtelements angeordnet ist, wobei das zweite Dichtelement eine nach radial innen weisende zweite Innenseite sowie eine nach radial außen weisende zweite Außenseite aufweist, wobei das zweite Dichtelement das erste Dichtelement vollständig dichtend umläuft. Das zweite Dichtelement kann z.B. elastisch reversibel ausgebildet sein.
Dadurch kann z.B. im Dichtsystem vorteilhaft eine Dichtfunktion gegenüber der drehenden Welle von einer Dichtfunktion gegenüber der ersten Innenwandung der ersten Durchgangsöffnung getrennt werden. Beispielsweise können die Materialien aus erstem Dichtelement und zweitem Dichtelement verschieden sein. Auf diese Weise kann z.B. das erste Dichtelement bezüglich seiner Reibungseigenschaften und/oder seiner Abdichteigenschaften gegenüber der sich drehenden Welle optimiert werden.
Beispielsweise kann das zweite Dichtelement in der Art eines O-Rings ausgebildet sein. Dann kann es vorteilhaft sehr kostengünstig in verschiedenen Größen beschafft werden.
Beispielsweise kann das zweite Dichtelement eine dritte Durchgangsöffnung aufweisen. Das erste Dichtelement kann z.B. in der dritten Durchgangsöffnung angeordnet sein.
Es kann ein z.B. im nicht montierten Zustand ein Übermaß in radialer Richtung gegenüber der ersten Durchgangsöffnung aufweisen. Wenn es dann zusammen mit dem ersten Dichtelement in der ersten Durchgangsöffnung montiert ist wird dadurch vorteilhaft bewirkt, dass das erste Dichtelement unter einer nach radial innen zur Welle hin gerichteten Vorspannung steht. Auf diese Weise reguliert sich die Abdichtung zur Welle vorteilhaft auch bei Abnutzung durch Reibung an der Welle stets selber nach. Die Abdichtung ist somit dauerhaft zuverlässig sicher gestellt.
Mit Vorteil ist vorgesehen, dass das zweite Dichtelement mit der zweiten Außenseite umlaufend dicht an der ersten Innenwandung der ersten Durchgangsöffnung anliegt. Dadurch wird auch an der radialen Außenseite des Dichtsystems eine Abdichtung bewirkt.
Dadurch, dass das Dichtsystem in die erste Durchgangsöffnung eingepresst ist wird vorteilhaft bewirkt, dass die Montage des Dichtsystems besonders einfach und kostengünstig möglich ist. Das Dichtsystem kann so z.B. kraftschlüssig oder reibschlüssig in der ersten Durchgangsöffnung befestigt bzw. fixiert sein. Die Befestigung kann in axialer Richtung und/oder in radialer Richtung und/oder in Umlaufrichtung bewirkt sein.
Dazu kann z.B. am Dichtsystem im nicht in der ersten Durchgangsöffnung montierten Zustand ein gewisses Übermaß an seiner Außenseite bezüglich der ersten Innenwandung vorgesehen sein. Beim Einpressen wird dann eine kraftschlüssige bzw. reibschlüssige Verbindung zwischen Dichtelementträger und der ersten Durchgangsöffnung bewirkt
Weist das Dichtsystem ein erstes und ein zweites Dichtelement auf, so kann das zweite Dichtelement z.B. zwischen der erster Innenwandung der ersten Durchgangsöffnung und der ersten Außenseite des ersten Dichtelements angeordnet sein. Es kann dort z.B. zusammengepresst sein (insbesondere entlang der radialen Richtung betrachtet).
Dadurch, dass das erste Dichtelement eine dem ersten Ende der ersten Durchgangsöffnung zugewandte erste Seite sowie eine dem zweiten Ende der ersten Durchgangsöffnung zugewandte zweite Seite aufweist, wobei in der ersten Durchgangsöffnung auf der zweiten Seite des ersten Dichtelements ein drittes Dichtelement vorgesehen ist, wobei das dritte Dichtelement an der Welle umlaufend anliegt wird vorteilhaft die Dichtwirkung weiter verbessert. Weiterhin vorteilhaft kann dabei das dritte Dichtelement speziell auf eine Abdichtung gegen das Eindringen von fluiden Medien (z.B. Flüssigkeiten oder Gasen) abgestimmt werden, da der Durchtritt von Partikeln durch das erste Dichtelement reduziert oder sogar ausgeschlossen sein kann. Es ist mit Vorteil vorgesehen, dass das zweite Dichtelement bezüglich einer Richtung von einer schmutzigeren, medienexponierten Seite her gesehen hinter dem ersten Dichtelement angeordnet ist (analog einem Feinfilter, der bei einem Flüssigkeitsfilter hinter einem Grobfilter angeordnet ist).
Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass das dritte Dichtelement überwiegend (zu mehr als 50%) PTFE oder Fluorkautschuk (FKM) aufweist. Es kann z.B. aus PTFE oder aus FKM gefertigt sein bzw. bestehen. Dadurch wird vorteilhaft eine besonders gute Temperaturbeständigkeit bewirkt, z.B. bezüglich der reversiblen Elastizität, die die Dichtwirkung herbeiführt und bezüglich eines Verschleißes. Vorteilhaft wird dadurch auch eine besonders hohe Resistenz bezüglich einer Zersetzung durch aggressive Medien bewirkt. Schließlich wird dadurch vorteilhaft eine besonders geringe Reibung (gegenüber der Welle) bewirkt.
Bei Verwendung von PTFE kann es sich um virginales oder gefülltes PTFE handeln.
Das dritte Dichtelement kann z.B. eine Dichtlippe aufweisen. Diese Dichtlippe kann z.B. an der Welle anliegen. Diese Dichtlippe kann z.B. elastisch ausgebildet sein.
Mit Vorteil ist vorgesehen, dass das dritte Dichtelement einen kreisringförmigen äußeren Abschnitt aufweist und einen kreisringförmigen inneren Abschnitt, wobei das dritte Dichtelement mit dem inneren Abschnitt an der Welle anliegt, wobei der innere Abschnitt - insbesondere im an der Welle montierten Zustand - gegenüber dem äußeren Abschnitt in Richtung des ersten Dichtelements abgewinkelt ist. Dadurch kann z.B. eine gewisse Vorspannung des dritten Dichtelements gegen die Welle sichergestellt werden. Tritt an dem inneren Abschnitt, der an der Welle anliegt mit der Zeit ein Verschleiß auf, so kann die Dichtwirkung selbstregulierend erhalten bleiben, indem der dritte Abschnitt entlang der Welle nach unten rutscht. Dadurch wird die Lebensdauer des Dichtsystems vorteilhaft erhöht.
Es versteht sich, dass das dritte Dichtelement im nicht an der Welle montierten Zustand die Form eines ebenen, flachen Kreisrings (wie eine Unterlegscheibe) aufweisen kann.
Es kann z.B. vorgesehen sein, dass das dritte Dichtelement in der Form eines Kreisrings gestaltet ist, der insbesondere zumindest teilweise auf einer Schulter der ersten Durchgangsöffnung aufliegt. Dadurch wird vorteilhaft eine besonders sichere Montage, eine besonders gute Dichtwirkung und eine zuverlässige axiale Positionierung in der ersten Durchgangsöffnung bewirkt.
Weiterhin kann z.B. vorgesehen sein, dass die erste Innenseite der zweiten Durchgangsöffnung des ersten Dichtelements in einem axialen Abschnitt umlaufend von der Welle beabstandet ist, wobei das dritte Dichtelement mit seinem inneren Abschnitt in den Raum hineinragt, der sich in radialer Richtung zwischen der zweiten Durchgangsöffnung und der Welle erstreckt. Dadurch wird vorteilhaft eine entlang der axialen Richtung besonders kompakte und kleine Bauform des Dichtsystems ermöglicht. Dadurch kann bei gleicher axialer Länge der ersten Durchgangsöffnung z.B. bei Verwendung eines Lagers für die Welle z.B. ein Lager mit längeren Tragelementen (z.B. Nadeln) verwendet werden, was die Tragzahl bzw. Belastbarkeit verbessert.
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass das dritte Dichtelement an der zweiten Seite des ersten Dichtelements befestigt ist.
Dadurch kann das Dichtsystem als modulare Einheit besonders einfach verbaut werden und das Risiko einer Leckage durch eine fehlerhafte Montage ist verringert.
Diese Befestigung kann z.B. unlösbar sein, so dass ein zerstörungsfreies Lösen des dritten Dichtelements vom ersten Dichtelement nicht möglich ist.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass das dritte Dichtelement ein vom ersten Dichtelement separates Element ist. Auf diese Weise kann das erste Dichtelement (ggf. zusammen mit dem zweiten Dichtelement) als eine erste Einheit bereitgestellt werden und das dritte Dichtelement als eine zweite Einheit. So kann vorteilhaft nach der Montage (dem Durchstecken) der Welle in der ersten Durchgangsöffnung das dritte Dichtelement über die Welle gesteckt werden und auf diese Weise eine Selbstzentrierung bewirkt werden. Damit wird sichergestellt, dass das dritte Dichtelement überall gleichmäßig umlaufend an der Welle anliegt. Erst danach wird dann das erste Dichtelement (ggf. mit dem zweiten Dichtelement) montiert.
Weiterhin vorteilhaft können auf diese Weise je nach Anwendungsfall (z.B. unterschiedliche Einsatztemperaturen, unterschiedliche Dichtheitsanforderungen) gezielt verschiedene Kombinationen aus erstem und drittem Dichtelement bereitgestellt werden. Beispielsweise kann das dritte Dichtelement in seinem Material oder seiner Dicke entlang der axialen Richtung speziell auf den jeweiligen Anwendungsfall optimiert und separat bereitgestellt werden.
In einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass das dritte Dichtelement auf seiner dem ersten Dichtelement zugewandten Seite mit einem Elastomer beschichtet oder benetzt ist. Dadurch kann vorteilhaft eine besonders gute Dichtwirkung des dritten Dichtelements bewirkt werden. Durch den Elastomer kann ein Nebenkriechpfad für Medien wirksam unterbunden werden. Denn Medien, die das erste Dichtelement durchdringen gelangen zu der dem ersten Dichtelement zugewandten Seite des dritten Dichtelements. Wenn sie sich nun entlang dieser Oberfläche nach radial außen bewegen könnten und dann um das dritte Dichtelement herumfließen würden könnten sie das dritte Dichtelement außen umgehen. Die Beschichtung bzw. Benetzung mit dem Elastomer dichtet diesen Nebenkriechpfad wirksam ab. Dazu kann der Elastomer lediglich beispielsweise zur weiteren Verbesserung der Dichtwirkung auch noch durch das erste Dichtelement in axialer Richtung verpresst bzw. auf das dritte Dichtelement festgepresst werden.
Wenn das erste Dichtelement entlang der axialen Richtung gegen das dritte Dichtelement gepresst wird, so kann sich weiterhin vorteilhaft der zwischen dritten Dichtelement und erstem Dichtelement angeordnete Elastomer verformen und kann in radialer Richtung verschoben werden. Das mit dem Elastomer verbundene dritte Dichtelement folgt dieser Bewegung und wird auf diese Weise automatisch auch in Richtung der Welle nach radial innen gedrückt und somit (weiter) vorgespannt. Dadurch wird die Dichtwirkung weiter verbessert.
Das Material des Elastomers kann z.B. von dem Material des dritten Dichtelements verschieden sein. Der Elastomer kann lediglich beispielsweise Kautschuk, Gummi, Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) oder Silikon aufweisen bzw. umfassen oder überwiegend (zu mehr als 50%) aufweisen oder aus einem dieser Materialien bestehen.
Es versteht sich, dass je nach Einsatzbedingungen auch andere Materialien für den Elastomer gewählt werden können.
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass in der ersten Durchgangsöffnung in einem der zweiten Seite des ersten Dichtelements zugewandten Abschnitt ein Lager angeordnet ist, welches die Welle lagert. Dadurch kann vorteilhaft die Welle besonders reibungsarm in der ersten Durchgangsöffnung bewegt werden.
Das Lager kann beispielsweise ein Wälzlager, ein Nadellager, ein Sinterlager, ein Kugellager oder ein Gleitlager sein.
Zeichnungen
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann aus der nachfolgenden Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen, die jedoch nicht als die Erfindung beschränkend auszulegen sind, unter Bezugnahme auf die beigelegten Zeichnungen ersichtlich.
Es zeigen

1a: einen schematischer Querschnitt durch eine Baugruppe;
1b: eine perspektivische schematische Ansicht des Dichtsystems aus der Baugruppe aus 1a;
1c: ein schematischer Querschnitt durch eine weitere Ausgestaltungsform des Dichtsystems;
2a: einen schematischer Querschnitt durch eine weitere Baugruppe;
2b: eine perspektivische schematische Ansicht des Dichtsystems aus der Baugruppe aus 2a;
3: einen schematischen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer Baugruppe.

1 zeigt einen schematischer Querschnitt durch eine Baugruppe 1. Diese Baugruppe 1 kann z.B. ein Drosselklappensystem oder ein „General Purpose Actuator“ (Elektrischer Universalsteller) sein.
Die Baugruppe 1 kann geeignet sein, in ein Kraftfahrzeug verbaut zu werden. Sie kann jedoch auch eingerichtet sein, in einem Kraftfahrzeug verwendet bzw. eingebaut zu sein.
Die Baugruppe weist ein Gehäuse 2 auf (teilweise schematisch in Blockform dargestellt), welches hier einen Gehäusebecher 3 und einen Deckel 4 aufweist. Die Baugruppe 1 weist weiterhin ein um eine Achse A drehbares Stellglied 5 auf, weiterhin einen Stellantrieb 6 (lediglich als Block dargestellt), der eingerichtet ist, eine Drehung des Stellglieds 5 zu bewirken und eine sich entlang einer Wellenachse W erstreckende drehbare Welle 7, die zwischen dem Stellglied 5 und dem Stellantrieb 6 angeordnet ist und die mit dem Stellglied 5 und dem Stellantrieb 6 gekoppelt ist.
Die Welle 7 ist durch eine erste Durchgangsöffnung 8 im Gehäuse 2 hindurchgeführt, wobei in einer zur Wellenachse W senkrechten radialen Richtung R zwischen der Welle 7 und einer ersten Innenwandung 9 der ersten Durchgangsöffnung 8 ein Dichtsystem 20 vorgesehen ist, welches ein erstes Ende 11 der ersten Durchgangsöffnung 8 von einem vom ersten Ende 11 abgewandten zweiten Ende 12 der ersten Durchgangsöffnung 8 gegen den Durchtritt fluider Medien abdichtet. Das Dichtsystem 20 weist ein erstes Dichtelement 40 mit einer zweiten Durchgangsöffnung 41 auf, durch welche die Welle 7 hindurchgeführt ist. Das erste Dichtelement 40 weist eine nach radial innen weisende erste Innenseite 42 sowie eine nach radial außen weisende erste Außenseite 43 auf, wobei das erste Dichtelement 40 mit der ersten Innenseite 42 eine Wellen-Außenseite 13 der Welle 7 dichtend umläuft. Ein erstes Material M1 des ersten Dichtelements 40 weist zum überwiegenden Teil Polytetrafluorethylen (PTFE) auf.
Mit anderen Worten: das erste Dichtelement 40 ist zum überwiegenden Teil (mehr als 50%) aus PTFE gefertigt bzw. umfasst zum überwiegenden Teil PTFE. Dabei kann es sich um virginales oder gefülltes PTFE handeln.
Besonders vorteilhaft ist er beständig gegen Temperaturen im Bereich von -40°C bis 160°C oder sogar -50°C bis 170°C.
In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt der Medieneintritt, gegen den das Dichtsystem 20 wirken soll, vom ersten Ende 11 der ersten Durchgangsöffnung 8 her.
Das Dichtsystem 20 weist hier - lediglich beispielhaft - ein zweites Dichtelement 50 auf mit einer dritten Durchgangsöffnung 51. Das zweite Dichtelement 50 ist hier beispielhaft an der ersten Außenseite 43 des ersten Dichtelements 40 angeordnet. Mit anderen Worten: das erste Dichtelement 40 ist in der dritten Durchgangsöffnung 51 des zweiten Dichtelements 50 angeordnet.
Das zweite Dichtelement 50 weist eine nach radial innen weisende zweite Innenseite 52 sowie eine nach radial außen weisende zweite Außenseite 53 auf, wobei das zweite Dichtelement 50 das erste Dichtelement 40 vollständig dichtend umläuft. Das zweite Dichtelement 50 kann z.B. elastisch reversibel ausgebildet sein. Es kann z.B. als ein O-Ring ausgebildet sein.
Das zweite Dichtelement 50 liegt hier mit der zweiten Außenseite 53 umlaufend dicht an der ersten Innenwandung 9 der ersten Durchgangsöffnung 8 an. Es bildet somit eine Art Außendichtung des Dichtsystems 20.
Das erste Dichtelement 40 ist hier lediglich beispielhaft in die erste Durchgangsöffnung 8 eingepresst. Dabei ist es hier - in radialer Richtung R betrachtet - zwischen dem zweiten Dichtelement 50 und der Welle 7 eingepresst. Es ist z.B. kraftschlüssig oder reibschlüssig gehalten. Grundsätzlich könnte es als alleiniges Dichtelement oder zusammen mit dem zweiten Dichtelement 50 auch stoffschlüssig in der ersten Durchgangsöffnung 8 befestigt sein, z.B. verklebt oder verschweißt. Es sind jedoch auch andere Befestigungsmöglichkeiten denkbar, z.B. eine Verschraubung.
In diesem Ausführungsbeispiel weist die Durchgangsöffnung 8 an ihrem ersten Ende 11 eine Kappe 80 auf. Die Kappe 80 kann bereits einen großen Teil von Dreck, Schmutz und fluiden Medien, z.B. Spritzwasser von der ersten Durchgangsöffnung 8 abhalten.
Zumindest wirkt sie als Impulsbrecher, der eine kinetische Energie z.B. eines auf die erste Durchgangsöffnung 8 auftreffenden Spritzwasserstrahls verringert und damit das Dichtsystem 20 entlastet. Die Kappe 80 ist hier in die erste Durchgangsöffnung 8 eingepresst. Sie kann dazu im nicht montierten Zustand ein Übermaß gegenüber dem Durchmesser der ersten Durchgangsöffnung 8 aufweisen. Die Kappe 80 weist eine Kappen-Durchgangsöffnung 81 auf, wobei die Kappe 80 hier nicht an der Welle 7 anliegen muss bzw. nicht anliegt. Die Kappe 80 kann z.B. aus demselben Material gestaltet sein wie das Gehäuse 2 im Bereich der ersten Durchgangsöffnung 8. Hier ist die erste Durchgangsöffnung 8 im Deckel 4 angeordnet.
Es ist jedoch auch möglich, unterschiedliche Materialien zu verwenden. Mit Vorteil sind dann die thermischen Ausdehnungskoeffizienten der beiden Materialien über den Bereich der Betriebstemperaturen sehr ähnlich, um thermische Spannungen und Leckagepfade zu minimieren.
Weiterhin ist in der ersten Durchgangsöffnung 8 in axialer Richtung betrachtet zwischen dem zweiten Ende 12 der ersten Durchgangsöffnung 8 und dem Dichtsystem 20 ein Lager 15 angeordnet, welches die Welle 7 lagert. Das Lager 15 kann z.B. als ein Wälzlager, ein Nadellager, ein Kugellager, ein Sinterlager oder ein Gleitlager ausgebildet sein.
Beispielsweise kann die Baugruppe in folgenden Schritten montiert werden (Verfahren zur Herstellung einer Baugruppe): zunächst wird das Gehäuse 2 (hier: der Deckel 4 des Gehäuses 2) mit einer ersten Durchgangsöffnung 8 bereitgestellt sowie die Welle 7 und ein Dichtsystem 20. Das Dichtsystem 20 kann z.B. ein erstes Dichtelement 40 umfassen sowie ggf. ein zweites Dichtelement 50 und/oder evt. ein drittes Dichtelement 60, siehe 3. Optional wird weiterhin ein Lager 15 bereitgestellt. Es können weiterhin der Stellantrieb 6 (z.B. ein Elektromotor) und das Stellglied 5 bereitgestellt werden.
Wenn ein Lager 15 bereitgestellt wurde wird in einem ersten Schritt das Lager 15 in der ersten Durchgangsöffnung 8 montiert, z.B. eingepresst. In einem weiteren Schritt wird die Welle 7 durch die erste Durchgangsöffnung 8 hindurchgeführt. In einem weiteren Schritt kann das dritte Dichtelement 60 montiert werden (siehe 3), indem es z.B. über die Welle 7 gestülpt wird mit seiner vierten Durchgangsöffnung 64. In einem weiteren Schritt wird das erste Dichtelement 40, ggf. mit dem an ihm vormontierten zweiten Dichtelement 50 in die Durchgangsöffnung 8 montiert, z.B. eingepresst. Dabei kann das erste Dichtelement 40 in axialer Richtung auf das dritte Dichtelement 60 aufgepresst werden. Schließlich können Stellantrieb 6 und Stellglied 5 mit der Welle 7 gekoppelt werden.
1b zeigt eine perspektivische schematische Ansicht des Dichtsystems 20 aus der Baugruppe aus 1a. Es ist gut zu erkennen, dass erstes Dichtelement 40 und zweites Dichtelement 50 unterschiedlich ausgestaltet sind. Dadurch kann das erste Dichtelement 40 auf die Abdichtung und eine geringe Reibung zur Welle 7 optimiert werden. Das zweite Dichtelement 50 kann für eine Vorspannung nach radial innen hin ausgelegt werden und als kostengünstiges Standardbauteil gestaltet sein, hier z.B. als O-Ring.
1c zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine weitere Ausgestaltungsform des Dichtsystems 20. Das erste Dichtelement 40 weist an der ersten Innenseite 42 hier zwei Ausnehmungen 44 auf, die sich insbesondere nach radial außen erstreckt. Durch die Ausnehmungen 44 sind die an der Welle 7 anliegenden und zu den Ausnehmungen 44 benachbarten Abschnitte der ersten Innenseite 42 in der Art von Dichtlippen ausgestaltet. Dadurch haben sie in axialer Richtung und auch in radialer Richtung R mehr Flexibilität (z.B. gegenüber Toleranzen des Wellendurchmessers oder einer Verkippung der Welle 7), so dass die Dichtwirkung verbessert wird.
2a zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine weitere Baugruppe 1. Hier ist das Dichtsystem 20 allein durch das erste Dichtelement 40 ausgebildet. Das erste Dichtelement 40 weist in einem Radialschnitt ein u-förmiges Profil auf, wobei hier - lediglich beispielhaft - die offene Seite des u-förmigen Profils dem ersten Ende 11 der ersten Durchgangsöffnung 8 zugewandt ist. Das erste Dichtelement 40 liegt mit seiner ersten Außenseite 43 umlaufend dicht an der ersten Innenwandung 9 der ersten Durchgangsöffnung 8 an.
Das u-förmige Profil erhebt sich mit der radial äußeren ersten Außenseite 43 und der radial innen liegenden ersten Innenseite 42 über einem Boden 90, der auch eine Art Trägerebene bildet. Erste Innenseite 42 und erste Außenseite 43 sind bezüglich des Bodens 90 bzw. der Trägerebene jeweils als eine Art Kragen 49 ausgebildet. Sie bilden die Abdichtung gegenüber der Welle 7 und der ersten Innwandung 9. Der Boden 90 weist eine erste Höhe H1 auf. Die beiden Kragen 49 erheben sich hier jeweils mit einer Höhe H2 des Kragens 49 über den Boden 90. Die Gesamthöhe H entlang der axialen Richtung des ersten Dichtelements 40 ergibt sich aus der Höhe H1 des Bodens 90 und der Höhe H2 des Kragens 49. Die Höhe H1 des Bodens 90 kann z.B. wenigstens 0,5mm betragen, bevorzugt wenigstens 1mm. Die Höhe H2 des Kragens 49 kann z.B. wenigstens 1mm betragen, bevorzugt wenigstens 2mm.
Das erste Dichtelement 40 kann im nicht in der ersten Durchgangsöffnung 8 montierten Zustand ein gewisses Übermaß gegenüber dem Durchmesser der ersten Durchgangsöffnung 8 aufweisen. Es kann dann kraftschlüssig oder reibschlüssig in der ersten Durchgangsöffnung 8 verbaut werden, z.B. eingepresst werden.
Ein Innenraum 46 des u-förmigen Profils ist hier leer.
2b zeigt eine perspektivische schematische Ansicht des Dichtsystems aus der Baugruppe 1 aus 2a. Das u-förmige Profil mit seiner offenen Seite 45 und seinem Innenraum 46 ist gut zu erkennen.
3 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer Baugruppe 1. Dabei ist das erste Dichtelement 40 wie in 2a und 2b mit einem u-förmigen Profil gestaltet. In dem Innenraum 46 des u-förmigen Profils ist zumindest teilweise ein vom ersten Material M1 des ersten Dichtelements verschiedenes zweites Material M2 angeordnet. Das zweite Material M2 kann lediglich beispielhaft eingerichtet sein zur Aufnahme von Partikeln. Das zweite Material M2 kann beispielsweise aus Filz gestaltet sein. Der Filz kann aus Naturfasern oder aus Kunststofffasern hergestellt sein. Jedoch sind auch andere Materialien denkbar. Hier liegt das zweite Material M2 nicht an der Welle 7 an.
Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass das erste Dichtelement 40 mit u-förmigem Profil an seiner ersten Außenseite 43 noch von einem zweiten Dichtelement 50 umgeben ist (wie in den 1a bis 1c).
In einer Variante, die hier nicht dargestellt ist, kann das erste Dichtelement 40 ein L-förmiges Profil aufweisen. In diesem Fall liegt nur die erste Innenseite 42 des Bodens 90 an der Welle 7 an. In diesem Fall müsste gegenüber der Darstellung von 3 der radial innen liegende Kragen 49 weggedacht werden. Die zweite Außenseite 43 kann direkt an der ersten Innenwandung 9 dichtend anliegen oder von einem zweiten Dichtelement 50 umgeben sein.
Bei einem derartigen L-förmigen Profil ist es möglich, dass ein zweites Material M2 in den Innenraum 46 zwischen dem radial außen liegenden Kragen 49 und der Welle 7 angeordnet ist. In diesem Fall kann das zweite Material M2, z.B. Filz, direkt an der Welle 7 anliegen und so eine Art Vorfilter bzw. Vordichtung für die Abdichtung des ersten Dichtelements 40 gegenüber der Welle 7 sein. Das zweite Material M2 kann in solch einem Fall eine Art Zusatz-Dichtelement darstellen.
In dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist in der ersten Durchgangsöffnung 8 auf der zweiten Seite 48 des ersten Dichtelements 40 ein drittes Dichtelement 60 vorgesehen. Es liegt hier an der Welle 7 umlaufend an.
Das dritte Dichtelement 60 weist eine elastische Dichtlippe auf. Diese Dichtlippe ist beispielsweise höchstens 1mm dick entlang der axialen Richtung betrachtet. Dadurch ist sie besonders flexibel.
Das dritte Dichtelement 60 ist hier lediglich beispielhaft überwiegend zu mehr als 50% PTFE oder Fluorkautschuk (FKM) gefertigt. Dadurch ist das dritte Dichtelement 60 besonders stabil gegen hohe und tiefe Temperaturen und gegen chemische Veränderungen durch aggressive Medien. Jedoch ist je nach Einsatzzwecke und Einsatzbedingungen auch die Verwendung anderer Materialien möglich.
Das dritte Dichtelement 60 ist hier in der Form eines Kreisrings gestaltet. Der Kreisring liegt zumindest teilweise auf einer Schulter 14 der ersten Durchgangsöffnung 8 auf. Der Kreisring ist in diesem Abschnitt entlang der axialen Richtung betrachtet zwischen dem Dichtelementträger 30 und der Schulter 14 angeordnet. Das dritte Dichtelement 60 weist eine vierte Durchgangsöffnung 64 auf, durch welche im montierten Zustand die Welle 7 hindurchragt.
Das dritte Dichtelement 60 weist hier lediglich beispielhaft einen kreisringförmigen äußeren Abschnitt 61 auf und einen kreisringförmigen inneren Abschnitt 62. Es liegt mit dem inneren Abschnitt 62 an der Welle 7 an. Der innere Abschnitt 62 ist hier - lediglich beispielhaft - gegenüber dem äußeren Abschnitt 61 in Richtung des ersten Dichtelements 40 abgewinkelt (im montierten Zustand). Es versteht sich, dass im nicht an der Welle 7 montierten Zustand das dritte Dichtelement 60 ein ebener Kreisring sein kann (in der Art einer Unterlegscheibe).
In der hier dargestellten Ausführungsform ist das dritte Dichtelement 60 ein vom ersten Dichtelement 40 separates Element und kann auf den jeweiligen Anwendungszweck maßgeschneidert werden. Es liegt umlaufend an der Welle 7 an und stößt an seinem radial außen liegenden Rand nicht an die erste Innenwandung 9 der ersten Durchgangsöffnung 8 an. Vielmehr befindet sich dort ein Freiraum 65. Auf diese Weise zentriert es sich bei der Montage auf der Welle 7 selbst. Ein Außendurchmesser des dritten Dichtelements 60 ist somit in diesem Ausführungsbeispiel geringer als ein Innendurchmesser der ersten Durchgangsöffnung 8 in demjenigen Abschnitt, in dem das dritte Dichtelement 60 montiert ist.
Alternativ kann in einer hier nicht dargestellten Ausführungsform das dritte Dichtelement 60 an der zweiten Seite 48 des ersten Dichtelements 40 befestigt sein. Hier kann z.B. eine unlösbare Befestigung, z.B. durch Verkleben oder Verschweißen, vorliegen. So lässt sich das erste Dichtelement 40 zusammen mit dem dritten Dichtelement 60 (und ggf. auch dem zweiten Dichtelement 50) als modulare Einheit fertigen und verbauen.
Die erste Innenseite 42 der zweiten Durchgangsöffnung 41 des ersten Dichtelements 40 ist hier in einem unteren axialen Abschnitt, der dem zweiten Ende 12 zugewandt ist, umlaufend von der Welle 7 durch einen Abstand B beabstandet. Der Abstand B kann z.B. 0,05mm bis 2mm betragen, bevorzugt 0,1mm bis 1mm. Das erste Dichtelement 40 liegt somit nur mit einem Teil des Bodens 90 an der Welle 7 an.
Das dritte Dichtelement 60 ragt mit seinem inneren Abschnitt 62 in den Raum hinein, der sich in radialer Richtung R zwischen der zweiten Durchgangsöffnung 41 im Bereich des unteren Abschnitts und der Welle 7 erstreckt. Beispielsweise kann der innere Abschnitt 62 wenigstens 0,5mm in den Raum hineinragen, bevorzugt wenigstens 1mm. Dadurch wird ein in axialer Richtung besonders kompaktes und klein bauendes Dichtsystem 20 geschaffen.
In 3 ist gut erkennbar, dass das zweite Dichtelement 60 auf seiner ersten Dichtelement 40 zugewandten Seite mit einem Elastomer 63 beschichtet oder benetzt ist. Der Elastomer 63 kann z.B. Kautschuk, Gummi, Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) oder Silikon aufweisen oder zum überwiegenden Teil (mehr als 50%) aufweisen oder aus einem dieser Materialien bestehen. Es sind jedoch auch andere Materialien für den Elastomer 63 denkbar.
Der Elastomer 63 hilft, einen Nebenpfad für fluide Medien abzudichten. Dieser Nebenpfad kann z.B. zwischen dem ersten Dichtelement 40 und dem dritten Dichtelement 60 verlaufen, um das dritte Dichtelement 60 herum und dann durch die erste Durchgangsöffnung 8 in der Figur nach unten.
Die Dichtwirkung gegenüber diesem Nebenpfad wird weiter erhöht, wenn das erste Dichtelement 40 in der Figur von oben entlang der axialen Richtung auf das zweite Dichtelement 50 mit einer Kraft F gepresst wird (siehe der nach unten weisende Pfeil). Dann wird der Elastomer 63 verpresst und dichtet besonders wirksam einen Nebenpfad ab.
Das Material des Elastomers 63 ist hier von dem Material des dritten Dichtelements 60 verschieden.
Der Elastomer 63 ist hier unlösbar mit dem dritten Dichtelement 60 verbunden.
Es ist gut zu erkennen, dass sich in radialer Richtung R betrachtet zwischen der ersten Innenwandung 9 und einem äußeren Rand des dritten Dichtelements 60 der Freiraum 65 befindet. Weiterhin weist das erste Dichtelement 40 im Bereich des Bodens 90 zumindest auf der zweiten Seite 48 eine Beabstandung mit dem Abstand B von der Welle 7 auf.
Die Baugruppe kann z.B. ein elektrischer Universalsteller („General Purpose Actuator“) oder eine Drosselklappe oder ein Abgasrückführventil oder ein „Waste-Gate“ für einen Turbolader sein, ohne auf diese Ausführungen beschränkt zu sein.

Claims

Baugruppe für ein Kraftfahrzeug, die Baugruppe aufweisend: -- ein Gehäuse (2); -- ein um eine Achse (A) drehbares Stellglied (5); -- einen Stellantrieb (6), der eingerichtet ist, eine Drehung des Stellglieds (5) zu bewirken; -- eine sich entlang einer Wellenachse (W) erstreckende drehbare Welle (7), die zwischen dem Stellglied (5) und dem Stellantrieb (6) angeordnet ist und die mit dem Stellglied (5) und dem Stellantrieb (6) gekoppelt ist; wobei die Welle (7) durch eine erste Durchgangsöffnung (8) im Gehäuse (2) hindurchgeführt ist, wobei in einer zur Wellenachse (W) senkrechten radialen Richtung (R) zwischen der Welle (7) und einer ersten Innenwandung (9) der ersten Durchgangsöffnung (8) ein Dichtsystem (20) vorgesehen ist, welches ein erstes Ende (11) der ersten Durchgangsöffnung (8) von einem vom ersten Ende (11) abgewandten zweiten Ende (12) der ersten Durchgangsöffnung (8) gegen den Durchtritt fluider Medien abdichtet, wobei das Dichtsystem (20) ein erstes Dichtelement (40) mit einer zweiten Durchgangsöffnung (41) aufweist, durch welche die Welle (7) hindurchgeführt ist, wobei das erste Dichtelement (40) eine nach radial innen weisende erste Innenseite (42) sowie eine nach radial außen weisende erste Außenseite (43) aufweist, wobei das erste Dichtelement (40) mit der ersten Innenseite (42) eine Wellen-Außenseite (13) der Welle (7) dichtend umläuft, wobei ein erstes Material (M1) des ersten Dichtelements (40) zum überwiegenden Teil Polytetrafluorethylen (PTFE) aufweist, wobei das erste Dichtelement (40) in einem Radialschnitt ein u-förmiges Profil aufweist, wobei die offene Seite (45) des u-förmigen Profils dem ersten Ende (11) der ersten Durchgangsöffnung (8) zugewandt ist oder wobei die offene Seite (45) des u-förmigen Profils dem zweiten Ende (12) der ersten Durchgangsöffnung (8) zugewandt ist, wobei in einem Innenraum (46) des u-förmigen Profils zumindest teilweise ein vom ersten Material (M1) des ersten Dichtelements (40) verschiedenes zweites Material (M2) angeordnet ist.
Baugruppe nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das erste Dichtelement (40) an der ersten Innenseite (42) zumindest eine Ausnehmung (44) aufweist, die sich insbesondere nach radial außen erstreckt.
Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite Material (M2) eingerichtet ist zur Aufnahme von Partikeln.
Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite Material (M2) Filz ist.
Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Dichtelement (40) an der ersten Außenseite (43) umlaufend dicht an der ersten Innenwandung (9) der ersten Durchgangsöffnung (8) anliegt.
Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Dichtsystem (20) ein zweites Dichtelement (50) aufweist, wobei das zweite Dichtelement (50) an der ersten Außenseite (43) des ersten Dichtelements (40) angeordnet ist, wobei das zweite Dichtelement (50) eine nach radial innen weisende zweite Innenseite (52) sowie eine nach radial außen weisende zweite Außenseite (53) aufweist, wobei das zweite Dichtelement (50) das erste Dichtelement (40) vollständig dichtend umläuft, wobei das zweite Dichtelement (50) insbesondere elastisch reversibel ausgebildet ist.
Baugruppe nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das zweite Dichtelement (50) mit der zweiten Außenseite (53) umlaufend dicht an der ersten Innenwandung (9) der ersten Durchgangsöffnung (8) anliegt.
Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Dichtsystem (20) in die erste Durchgangsöffnung (8) eingepresst ist.
Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Dichtelement (40) eine dem ersten Ende (11) der ersten Durchgangsöffnung (8) zugewandte erste Seite (47) sowie eine dem zweiten Ende (12) der ersten Durchgangsöffnung (8) zugewandte zweite Seite (48) aufweist, wobei in der ersten Durchgangsöffnung (8) auf der zweiten Seite (48) des ersten Dichtelements ein drittes Dichtelement (60) vorgesehen ist, wobei das dritte Dichtelement (60) an der Welle (7) umlaufend anliegt.
Baugruppe nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das dritte Dichtelement (60) einen kreisringförmigen äußeren Abschnitt (61) aufweist und einen kreisringförmigen inneren Abschnitt (62), wobei das dritte Dichtelement (60) mit dem inneren Abschnitt (62) an der Welle (7) anliegt, wobei der innere Abschnitt (62) gegenüber dem äußeren Abschnitt (61) in Richtung des ersten Dichtelements (40) abgewinkelt ist.
Baugruppe nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei das dritte Dichtelement (60) an der zweiten Seite (48) des ersten Dichtelements (40) befestigt ist, insbesondere unlösbar, oder wobei das dritte Dichtelement (60) ein vom ersten Dichtelement (40) separates Element ist.
Baugruppe nach einem der drei vorhergehenden Ansprüche, wobei das dritte Dichtelement (60) auf seiner der zweiten Seite (48) des ersten Dichtelements (40) zugewandten Seite mit einem Elastomer (63) beschichtet oder benetzt ist. wobei das Material des Elastomers (63) insbesondere von dem Material des dritten Dichtelements (60) verschieden ist.
Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in der ersten Durchgangsöffnung (8) in einem der zweiten Seite (48) des ersten Dichtelements (40) zugewandten Abschnitt ein Lager (15) angeordnet ist, welches die Welle (7) lagert, wobei das Lager (15) insbesondere ein Wälzlager, ein Nadellager, ein Kugellager, ein Sinterlager oder ein Gleitlager ist.