DE102022131223A1 - Sealing unit for a shaft - Google Patents

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Marco Krapf
Branko Katana
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Dichtungseinheit (10) für eine Welle, aufweisend einen ersten ringförmigen Körper (11) sowie einen zweiten ringförmigen Körper (12), welche konzentrisch um eine gemeinsame Mittelachse M angeordnet sind, wo-bei der erste ringförmige Körper (11) zumindest teilweise aus einem Metallblech hergestellt ist und wobei der zweite ringförmige Körper (12) zumindest teilweise aus einem Polymer hergestellt ist, wobei der erste ringförmige Körper (11) und der zweite ringförmige Körper (12) getrennt voneinander ausgeformt sind und einander an einer Berührungsfläche (12a) des zweiten ringförmigen Köpers (12) kontaktieren, und wobei der zweite ringförmige Körper (12) zumindest im Bereich der Berührungsfläche (12a) mit Öl oder einem ölhaltigem Fluid imprägniert ist..The invention relates to a sealing unit (10) for a shaft, comprising a first annular body (11) and a second annular body (12), which are arranged concentrically around a common central axis M, wherein the first annular body (11) is made at least partially from a metal sheet and wherein the second annular body (12) is made at least partially from a polymer, wherein the first annular body (11) and the second annular body (12) are formed separately from one another and contact one another at a contact surface (12a) of the second annular body (12), and wherein the second annular body (12) is impregnated with oil or an oil-containing fluid at least in the region of the contact surface (12a).

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtungseinheit für eine Welle, insbesondere für eine Antriebswelle eines Kraftfahrzeugs.The invention relates to a sealing unit for a shaft, in particular for a drive shaft of a motor vehicle.

Im Stand der Technik kommen für die Dichtung von Wellen, also von um eine Längsachse rotierenden länglichen Maschinenelementen zur Übertragung von Drehmomenten, sogenannte Radialwellendichtringe zum Einsatz, welche aus einem Trägerblech mit anvulkanisierten Dichtlippen aufgebaut sind. In der Kraftfahrzeugtechnik dienen derartige Wellen beispielsweise der Übertragung von Antriebsdrehmomenten.In the current state of the art, so-called radial shaft seals are used to seal shafts, i.e. elongated machine elements rotating around a longitudinal axis for transmitting torque. These seals are made from a carrier plate with vulcanized sealing lips. In automotive engineering, such shafts are used, for example, to transmit drive torque.

Die Radialwellendichtungen sind dabei sowohl mechanischen Belastungen (aus Federspannungen herrührend) als auch thermischen Beanspruchungen ausgesetzt. Insbesondere auf dem Gebiet der elektrischen Fahrzeugantriebe herrschen im Bereich jener Wellen aufgrund hoher Drehzahlen der Welle besonders hohe Temperaturen vor, welche es erforderlich machen, die Dichtlippen aus besonders temperaturbeständigen Materialien wie beispielsweise Fluorkautschuk (FKM) oder Acrylat-Kautschuk (ACM) herzustellen.The radial shaft seals are exposed to both mechanical loads (from spring tensions) and thermal stresses. Particularly in the field of electric vehicle drives, particularly high temperatures prevail in the area of these shafts due to the high speeds of the shaft, which makes it necessary to manufacture the sealing lips from particularly temperature-resistant materials such as fluororubber (FKM) or acrylate rubber (ACM).

Nachteilig hierbei ist es, dass die genannten Materialien teuer und teilweise schwer erhältlich sind. Werden jedoch preisgünstigere Materialien verwendet, so tritt häufig ein frühes Versagen der Dichtungen auf.The disadvantage here is that the materials mentioned are expensive and sometimes difficult to obtain. However, if cheaper materials are used, the seals often fail early.

Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, eine Dichtungseinheit für eine Welle, insbesondere für eine Antriebswelle eines Kraftfahrzeugs anzugeben, die gleichzeitig preisgünstig und verschleißstabil ist.It is therefore an object of the invention to provide a sealing unit for a shaft, in particular for a drive shaft of a motor vehicle, which is at the same time inexpensive and wear-resistant.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Dichtungseinheit für eine Welle nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved according to the invention by a sealing unit for a shaft according to claim 1. Preferred embodiments are specified in the subclaims.

Eine erfindungsgemäße Dichtungseinheit weist einen ersten ringförmigen Körper sowie einen zweiten ringförmigen Körper auf, welche konzentrisch um eine gemeinsame Mittelachse M angeordnet sind, wobei der erste ringförmige Körper zumindest teilweise aus einem Metallblech hergestellt ist und wobei der zweite ringförmige Körper zumindest teilweise aus einem Polymer hergestellt ist. Der erste ringförmige Körper und der zweite ringförmige Körper sind getrennt voneinander ausgeformt und kontaktieren einander an einer Berührungsfläche des zweiten ringförmigen Köpers, wobei der zweite ringförmige Körper zumindest im Bereich der Berührungsfläche mit Öl oder einem ölhaltigem Fluid imprägniert ist.A sealing unit according to the invention has a first annular body and a second annular body, which are arranged concentrically around a common central axis M, wherein the first annular body is made at least partially from a metal sheet and wherein the second annular body is made at least partially from a polymer. The first annular body and the second annular body are formed separately from one another and contact one another at a contact surface of the second annular body, wherein the second annular body is impregnated with oil or an oil-containing fluid at least in the region of the contact surface.

Der erste und der zweite ringförmige Körper sind konzentrisch um die Mittelachse M angeordnet, wobei beim Einsatz der Dichtungseinheit zum Abdichten einer Welle diese Mittelachse M mit einer Längsachse L der Welle zusammenfallen kann. Es ist generell anzumerken, dass, wenn im Rahmen der Erfindung Richtungsangaben wie „radial“, „axial“ und dergleichen verwendet werden, sich diese Angaben, falls nichts Anderes angemerkt ist, auf diese Mittelachse M beziehen.The first and second annular bodies are arranged concentrically around the central axis M, and when the sealing unit is used to seal a shaft, this central axis M can coincide with a longitudinal axis L of the shaft. It should be noted in general that when directional terms such as "radial", "axial" and the like are used within the scope of the invention, these terms refer to this central axis M unless otherwise stated.

Da der erste und der zweite Körper getrennt voneinander ausgebildet sind, können die Körper relativ zueinander gleiten, wobei ein Körper an der Welle angebracht werden kann und der andere an einem ortsfesten Gehäuse. Aufgrund der Imprägnierung mit Öl oder einem ölhaltigen Fluid wird das Gleiten erleichtert, während gleichzeitig eine ausreichende Abdichtung ermöglicht wird. Mit dem Ausdruck „imprägniert“ ist im Rahmen der Erfindung im weiteren Sinne jede Auftragung von Öl oder einem ölhaltigen Fluid gemeint, bei der sichergestellt wird, dass das Fluid auch dann auf einer dem ersten Körper zugewandten Seite des zweiten Körpers verbleibt, wenn beide Körper relativ zueinander eine Rotationsbewegung ausführen.Since the first and second bodies are designed separately from one another, the bodies can slide relative to one another, whereby one body can be attached to the shaft and the other to a stationary housing. Due to the impregnation with oil or an oil-containing fluid, sliding is facilitated while at the same time sufficient sealing is made possible. In the context of the invention, the term "impregnated" means in the broader sense any application of oil or an oil-containing fluid which ensures that the fluid remains on a side of the second body facing the first body even when both bodies perform a rotational movement relative to one another.

Da also ein Kontakt der beiden Körper über ein flexibles Blech, insbesondere ein flexibles Edelstahlblech, auf einer Kunststoffgegenlauffläche aus Polyamid (Öl modifiziert) erfolgt, wird es ermöglicht, preisgünstige Materialien für die beiden Körper zu verwenden. Ferner können auch Materialien eingesetzt werden, die robuster gegen Schmutz und Verunreinigungen sind als die bekannten Materialien Fluorkautschuk (FKM) oder Acrylat-Kautschuk (ACM), weswegen sich die erfindungsgemäße Dichtungseinheit auch für den Einsatz unter extremen Umgebungsbedingungen eignet.Since the two bodies come into contact via a flexible sheet metal, in particular a flexible stainless steel sheet metal, on a plastic counter surface made of polyamide (oil modified), it is possible to use inexpensive materials for the two bodies. Furthermore, materials can be used that are more robust against dirt and contamination than the known materials fluororubber (FKM) or acrylate rubber (ACM), which is why the sealing unit according to the invention is also suitable for use under extreme environmental conditions.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der erste Körper aus Edelstahl gefertigt. Hierdurch wird eine besonders widerstandsfähige und verschleißarme Konstruktion ermöglicht.According to a preferred embodiment, the first body is made of stainless steel. This enables a particularly robust and low-wear construction.

Um eine elastische Berührung des zweiten Körpers durch den ersten zu ermöglichen, ist der erste Körper vorzugsweise so ausgeformt, dass er im Querschnitt, in einer Ebene, welche die Mittelachse M enthält, die Form eines offenen Ringes aufweist, wobei eine Öffnung etwa auf 15 bis 50% eines Umfangs des Ringes beträgt. Es ist anzumerken, dass es sich bei der Ringform nicht zwingend um einen Kreisring handelt.In order to enable elastic contact of the second body by the first, the first body is preferably shaped such that in cross section, in a plane which encloses the central axis M holds, has the shape of an open ring, with an opening of approximately 15 to 50% of the circumference of the ring. It should be noted that the ring shape is not necessarily a circular ring.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist der erste ringförmige Körper einen gekrümmten Endbereich mit einer im Querschnitt bogenförmigen Außenfläche auf, wobei der gekrümmte Endbereich die Berührungsfläche des zweiten ringförmigen Körpers an einem Teilbereich der im Querschnitt bogenförmigen Außenfläche kontaktiert. Aufgrund der genannten Krümmung sind die Gleiteigenschaften des Endbereichs verbessert und die Stabilität des Endbereichs erhöht.According to a preferred embodiment, the first annular body has a curved end region with an outer surface that is arcuate in cross section, the curved end region contacting the contact surface of the second annular body at a partial region of the outer surface that is arcuate in cross section. Due to the aforementioned curvature, the sliding properties of the end region are improved and the stability of the end region is increased.

In diesem Zusammenhang ist es besonders günstig, wenn der erste ringförmige Körper eine radial äußere Wand aufweist, von der aus sich ein zumindest teilweise konkaver mittlerer Wandbereich bis zum gekrümmten Endbereich erstreckt. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass bei dieser Ausgestaltung die im Querschnitt gesehen offene Ringform des ersten Körpers zumindest teilweise konkav gekrümmt ist. Die Öffnung des Ringes befindet sich in diesem Fall zwischen der radial äußeren Wand und dem gekrümmten Endbereich des ersten Körpers.In this context, it is particularly advantageous if the first annular body has a radially outer wall from which an at least partially concave central wall region extends to the curved end region. In other words, this means that in this embodiment the ring shape of the first body, which is open in cross section, is at least partially concavely curved. In this case, the opening of the ring is located between the radially outer wall and the curved end region of the first body.

Dabei kann die radial äußere Wand eine ebene Wand sein und kann insbesondere parallel zur Mittelachse M verlaufen. Die radial äußere Wand bildet somit eine zylindrische Mantelfläche des ringförmigen ersten Körpers. In diesem Zusammenhang ist anzumerken, dass der Ausdruck „ringförmig“ im Zusammenhang mit dieser Erfindung eine Hohlzylinderform mit einer Höhe, also einer Abmessung in axialer Richtung in Bezug auf die Mittelachse M, welche kleiner ist als eine Hälfte eines Durchmessers des ringförmigen Körpers in radialer Richtung.The radially outer wall can be a flat wall and can in particular run parallel to the central axis M. The radially outer wall thus forms a cylindrical surface of the annular first body. In this context, it should be noted that the term "annular" in the context of this invention means a hollow cylinder shape with a height, i.e. a dimension in the axial direction with respect to the central axis M, which is smaller than half a diameter of the annular body in the radial direction.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist der zumindest teilweise konkave mittlere Wandbereich eine schwächere Krümmung auf als der gekrümmte Endbereich des ersten ringförmigen Körpers. Dies stellt sicher, dass die Elastizität des ersten ringförmigen Körpers durch die Krümmung des konkaven mittleren Wandbereich desselben bestimmt wird und entsprechend eingestellt werden kann.According to a further advantageous embodiment, the at least partially concave central wall region has a weaker curvature than the curved end region of the first annular body. This ensures that the elasticity of the first annular body is determined by the curvature of the concave central wall region thereof and can be adjusted accordingly.

Der zumindest teilweise konkave mittlere Wandbereich kann einen radialen Innenwandteil umfassen, welcher aus einem Elastomer ausgebildet ist. Der radiale Innenwandteil kann insbesondere mehrere, vorzugsweise formgleich ausgebildete Teile aufweisen, welche in Umfangsrichtung um die Mittelachse M verteilt in Aussparungen des Blechs des ersten ringförmigen Körpers eingesetzt sind. Beispielsweise können zwischen drei und 50 radiale Innenwandteile vorhanden sein, die sich mit gleichen Abständen an einem Innenumfang des konkaven mittleren Wandbereichs erstrecken. Dieser radiale Innenwandteil bzw. die radialen Innenwandteile dient/dienen der Biegbarkeit und Elastizität des ersten ringförmigen Körpers. Vorzugsweise besteht das Elastomer aus Silikon oder enthält Silikon.The at least partially concave central wall region can comprise a radial inner wall part which is made of an elastomer. The radial inner wall part can in particular have several parts, preferably of the same shape, which are inserted into recesses in the sheet metal of the first annular body distributed in the circumferential direction around the central axis M. For example, there can be between three and 50 radial inner wall parts which extend at equal intervals on an inner circumference of the concave central wall region. This radial inner wall part or the radial inner wall parts serve to make the first annular body flexible and elastic. The elastomer is preferably made of silicone or contains silicone.

Was den zweiten ringförmigen Körper betrifft, welche getrennt vom ersten ringförmigen Körper ausgebildet ist, so kann dieser beispielsweise in einer Aufnahme der Welle eingefügt und mit dieser formschlüssig und/oder kraftschlüssig verbunden sein. Gemäß einer Alternative kann der zweite ringförmige Körper jedoch auch auf einer der Berührungsfläche gegenüberliegenden Außenwand an einer radialen Wand eines dritten ringförmigen Körpers anliegen, wobei der dritte ringförmige Körper weiter eine mit der radialen Wand verbundene axiale Wand aufweist, welche den ersten ringförmigen Körper nach innen begrenzt. Dabei können die radiale Wand und die axiale Wand miteinander einen Winkel von etwa 90° einschließen. Insbesondere sind die radiale Wand und die axiale Wand einstückig miteinander ausgebildet. Der dritte ringförmige Körper bildet in diesem Fall eine Aufnahme für den ersten und den zweiten ringförmigen Körper, sodass die drei Körper gemeinsam einen kompakten Ring bilden, welcher sich bei der Montage einfach in eine vorgegebene Struktur einbringen lässt. Der dritte ringförmige Körper ist vorzugsweise ebenfalls aus einem Metallblech ausgebildet, wobei Edelstahl oder Aluminium als Materialien besonders bevorzugt sind.As far as the second annular body is concerned, which is formed separately from the first annular body, it can be inserted, for example, into a receptacle of the shaft and connected to it in a form-fitting and/or force-fitting manner. According to an alternative, however, the second annular body can also rest on an outer wall opposite the contact surface against a radial wall of a third annular body, the third annular body further having an axial wall connected to the radial wall, which delimits the first annular body inwards. The radial wall and the axial wall can enclose an angle of approximately 90° with one another. In particular, the radial wall and the axial wall are formed integrally with one another. In this case, the third annular body forms a receptacle for the first and second annular bodies, so that the three bodies together form a compact ring, which can be easily introduced into a predetermined structure during assembly. The third annular body is preferably also formed from a metal sheet, with stainless steel or aluminum being particularly preferred materials.

Die Erfindung wird nun nachfolgend an einem nicht beschränkenden Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert.The invention will now be explained in more detail using a non-limiting embodiment with reference to the drawing.

In der Zeichnung zeigen:

  • 1 eine Welle mit einer Radialwellendichtung nach dem Stand der Technik;
  • 2 einen Querschnitt durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dichtungseinheit;
  • 3 einen Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dichtungseinheit;
  • 3a eine perspektivische Ansicht der zweiten Ausführungsform;
  • 4 eine perspektivische Ansicht des ersten ringförmigen Körpers einer erfindungsgemäßen Dichtungseinheit;
  • 4a einen Querschnitt durch den ersten ringförmigen Körper; und
  • 5 ein Diagramm aus jeweiligen Reibungskoeffizienten verschiedener Polymermaterialien gegenüber Stahl sowie jeweiligen Verschleißraten der Polymere.
In the drawing show:
  • 1 a shaft with a radial shaft seal according to the state of the art;
  • 2 a cross section through a first embodiment of a sealing unit according to the invention;
  • 3 a cross section through a second embodiment of a sealing unit according to the invention;
  • 3a a perspective view of the second embodiment;
  • 4 a perspective view of the first annular body of a sealing unit according to the invention;
  • 4a a cross-section through the first annular body; and
  • 5 a diagram of the respective friction coefficients of different polymer materials compared to steel as well as the respective wear rates of the polymers.

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Dabei sind gleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen.The figures are merely schematic in nature and serve solely to assist in understanding the invention. Identical elements are provided with the same reference numerals.

Mit Bezug auf 1 wird nunmehr zunächst der Stand der Technik näher erläutert. 1 zeigt in Querschnittsansicht eine Welle 1, bei der sich insbesondere um eine Antriebswelle eines Kraftfahrzeugs handeln kann, welche um eine Längsachse L rotieren kann. In 1 ist dabei nur ein Bereich oberhalb der Längsachse L abgebildet. Die Welle 1 ist durch einen herkömmlichen Radialwellendichtring 2 abgedichtet, welcher, wie dies zu erkennen ist, aus einem Trägerblech 2a und einer daran anvulkanisierten Dichtlippe 3 aufgebaut ist. Die Dichtlippe 3 berührt mit einem Ende die Welle 1. Für gewöhnlich besteht die Dichtlippe 3 aus Fluorkautschuk (FKM) oder Acrylat-Kautschuk (ACM), wobei eine Kontaktfläche zwischen der Welle 1 unter Dichtlippe 3 mit Fett geschmiert werden muss.Regarding 1 The state of the art will now be explained in more detail. 1 shows a cross-sectional view of a shaft 1, which can in particular be a drive shaft of a motor vehicle, which can rotate about a longitudinal axis L. In 1 only an area above the longitudinal axis L is shown. The shaft 1 is sealed by a conventional radial shaft seal 2, which, as can be seen, is made up of a carrier plate 2a and a sealing lip 3 vulcanized to it. The sealing lip 3 touches the shaft 1 with one end. The sealing lip 3 is usually made of fluororubber (FKM) or acrylate rubber (ACM), whereby a contact surface between the shaft 1 and the sealing lip 3 must be lubricated with grease.

Mit nunmehrigem Bezug auf 2 wird eine erste Ausführungsform der Erfindung erläutert. In der Figur ist mit dem Bezugszeichen 10 eine Dichtungseinheit der ersten Ausführungsform gekennzeichnet. Die Dichtungseinheit 10 umfasst hier einen ersten ringförmigen Körper 11 und eine zweiten ringförmigen Körper 12, welche als separate Teile ausgebildet sind. Der erste ringförmige Körper 11 weist in der gezeigten Querschnittsebene, welche die Längsachse L der Welle 1 enthält, die Form eines offenen Ringes auf. Der erste ringförmige Körper 11 und der zweite ringförmige Körper 12 erstrecken sich konzentrisch um eine Mittelachse M, welche beim Einsatz der Dichtungseinheit 10 mit der Längsachse L der Welle 1 zusammenfällt, wie dies in der Figur gezeigt ist. In diesem Zusammenhang ist anzumerken, dass ein Abstand zwischen den Achsen L, M und den ringförmigen Körpern 11, 12 bzw. der Welle 1 aus Gründen der besseren Darstellbarkeit verkürzt gezeigt ist. D.h., der Abstand der genannten Elemente von den Achsen L, M ist in maßstabsgetreuer Darstellung größer als der gezeigte.With reference now to 2 a first embodiment of the invention is explained. In the figure, the reference number 10 designates a sealing unit of the first embodiment. The sealing unit 10 here comprises a first annular body 11 and a second annular body 12, which are designed as separate parts. The first annular body 11 has the shape of an open ring in the cross-sectional plane shown, which contains the longitudinal axis L of the shaft 1. The first annular body 11 and the second annular body 12 extend concentrically around a central axis M, which coincides with the longitudinal axis L of the shaft 1 when the sealing unit 10 is used, as shown in the figure. In this context, it should be noted that a distance between the axes L, M and the annular bodies 11, 12 or the shaft 1 is shown shortened for reasons of better representation. This means that the distance of the elements mentioned from the axes L, M is greater in a scaled representation than that shown.

Der offene Ring des ersten ringförmigen Körpers 11 wird von einem gekrümmten Endbereich 11a, einer radial äußeren Wand 11b sowie einem dem gekrümmten Endbereich 11a und die radial äußere Wand 11b verbindenden mittleren Wandbereich 11c gebildet, wobei dem mittleren Wandbereich 11c ein radialer Innenwandteil 11d aufgenommen ist. Wie bereits erwähnt, ist der erste ringförmige Körper 11a aus einem Metallblech ausgebildet, insbesondere aus Edelstahl. Demgegenüber ist der zweite ringförmige Körper 12 aus einem Polymer hergestellt, das, zumindest in einem Berührungsbereich 12a, an dem der gekrümmte Endbereich 11a des ersten ringförmigen Körpers 11 den zweiten ringförmigen Körper 12 kontaktiert, mit Öl oder einem ölhaltigen Fluid imprägniert oder benetzt ist. Genauer ausgedrückt kontaktiert der gekrümmte Endbereich 11a den Berührungsbereich 12a des zweiten ringförmigen Körpers 12 mit einer Außenfläche 11a1. Aufgrund der verwendeten Materialien und insbesondere der Imprägnierung des Berührungsbereichs 12a mit Öl oder einem ölhaltigen Fluid kann auf das Einfetten im Bereich der Dichtlippe 3 nach dem Stand der Technik (siehe 1) verzichtet werden. Dadurch ergibt sich ein Wegfall des aufwändigen Befettungsprozesses in der Fertigung. Da zudem bei den erfindungsgemäßen Ausführungsformen anstelle jener Dichtlippe 3 der gekrümmte Endbereich 11a vorhanden ist, entfällt ein arbeitsintensives Verfahren zum Aufvulkanisieren der Dichtlippe 3 aus FKM und es entfällt die Gefahr, dass bei der Handhabung bei der Montage bereits die Dichtlippe 3 verformt wird.The open ring of the first annular body 11 is formed by a curved end region 11a, a radially outer wall 11b and a central wall region 11c connecting the curved end region 11a and the radially outer wall 11b, wherein the central wall region 11c accommodates a radially inner wall part 11d. As already mentioned, the first annular body 11a is made of a metal sheet, in particular of stainless steel. In contrast, the second annular body 12 is made of a polymer which, at least in a contact region 12a at which the curved end region 11a of the first annular body 11 contacts the second annular body 12, is impregnated or wetted with oil or an oil-containing fluid. More precisely, the curved end region 11a contacts the contact region 12a of the second annular body 12 with an outer surface 11a1. Due to the materials used and in particular the impregnation of the contact area 12a with oil or an oil-containing fluid, greasing in the area of the sealing lip 3 according to the state of the art (see 1 ) can be dispensed with. This eliminates the need for the complex greasing process during production. In addition, since the embodiments according to the invention have the curved end region 11a instead of the sealing lip 3, a labor-intensive process for vulcanizing the sealing lip 3 made of FKM is no longer necessary and there is no risk of the sealing lip 3 being deformed during handling during assembly.

Mit Bezug auf die Darstellung von 3 wird nachfolgend eine zweite Ausführungsform der Erfindung beschrieben, wobei gleiche oder entsprechende Bauteile wie in der Ausführungsform der 2 verwendet mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Auch bei der zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dichtungseinheit 10 sind ein erster ringförmiger Körper 11 und eine zweite ringförmige Körper 12 vorhanden, wobei der erste ringförmige Körper 11 einen gekrümmten Endbereich 11a, eine radiale Außenwand 11b sowie einen diese verbindenden mittleren Wandbereich 11c umfasst. Der mittlere Wandbereich 11c ist von einem radialen Innenwandteil 11d durchsetzt, dessen Einbringung und Lage später noch mit Bezug auf 4 erläutert werden wird.With reference to the representation of 3 A second embodiment of the invention is described below, wherein the same or corresponding components as in the embodiment of the 2 used are provided with the same reference numerals. In the second embodiment of a sealing unit 10 according to the invention, a first annular body 11 and a second annular body 12 are also present, the first annular body 11 comprising a curved end region 11a, a radial outer wall 11b and a central wall region 11c connecting them. The central wall region 11c is penetrated by a radial inner wall part 11d, the insertion and position of which will be explained later with reference to 4 will be explained.

Im Unterschied zu der Ausführungsform von 2 umfasst diejenige der 3 einen dritten ringförmigen Körper 13 mit einer radialen Wand 13a und einer axialen Wand 13b, welche in etwa senkrecht aufeinander stehen. Dieser dritte ringförmige Körper 13 dient dazu, mit seiner radialen Wand 13a eine Anlagefläche für den zweiten ringförmigen Körper 12, genauer ausgedrückt für eine Außenwand 12b des zweiten ringförmigen Körpers 12 zu bilden. Diese Außenwand 12b liegt der Berührungsfläche 12a, an welcher die Außenfläche 11a1 des gekrümmten Endbereichs 11a des ersten ringförmigen Körpers 11 anliegt, gegenüber. Mit dieser Ausgestaltung lässt sich ein kompakter Ring aus dem ersten ringförmigen Körper 11, den zweiten ringförmigen Körper 12 sowie dem dritten ringförmigen Körperkörper 13 bilden, welche insbesondere bei der Montage gut handhabbar ist.In contrast to the embodiment of 2 includes that of the 3 a third annular body 13 having a radial wall 13a and an axial wall 13b which are approximately perpendicular to This third annular body 13 serves to form, with its radial wall 13a, a contact surface for the second annular body 12, or more precisely for an outer wall 12b of the second annular body 12. This outer wall 12b is opposite the contact surface 12a against which the outer surface 11a1 of the curved end region 11a of the first annular body 11 rests. With this design, a compact ring can be formed from the first annular body 11, the second annular body 12 and the third annular body 13, which is particularly easy to handle during assembly.

Ein solcher Ring ist in perspektivische Ansicht in 3a dargestellt. Somit zeigt 3a eine Dichtungseinheit 10 der zweiten Ausführungsform, wobei in dieser Darstellung vom ersten ringförmigen Körper 11 lediglich dessen radial äußere Wand 11b zu sehen ist. Diese bildet, wie dies in der Figur deutlich zu erkennen ist, eine zylinderförmige Mantelfläche konzentrisch zur Mittelachse M. Nach radial innen wird die Dichtungseinheit 10 durch die axiale Wand 13b des dritten ringförmigen Körpers 13 begrenzt und nach unten (im Bild rechts) durch die radiale Wand 13a des dritten ringförmigen Körpers 13. Bei der Herstellung wird der zweite ringförmige Körper 12 an der radialen Wand 13a des dritten ringförmigen Körpers 13 befestigt, so dass die beiden Körper 12, 13 drehfest miteinander verbunden sind.Such a ring is shown in perspective view in 3a shown. Thus, 3a a sealing unit 10 of the second embodiment, in which only the radially outer wall 11b of the first annular body 11 can be seen in this illustration. As can be clearly seen in the figure, this forms a cylindrical outer surface concentric to the central axis M. The sealing unit 10 is limited radially inwards by the axial wall 13b of the third annular body 13 and downwards (on the right in the picture) by the radial wall 13a of the third annular body 13. During production, the second annular body 12 is attached to the radial wall 13a of the third annular body 13 so that the two bodies 12, 13 are connected to one another in a rotationally fixed manner.

In 4 ist der erste ringförmige Körper 11 nach der ersten oder zweiten Ausführungsform isoliert als Rohling für die Herstellung dargestellt, wodurch ein Detail am mittleren Wandbereich 11c jenes Körpers 11 erkennbar ist. In dem mittleren Wandbereich 11c sind in axialer Richtung längliche Aussparungen 11e eingebracht, in der gezeigten Ausgestaltung in gleichen Abständen zueinander über einen inneren Umfang des mittleren Wandbereichs 11c verteilt. Diese Aussparungen 11e dienen dazu, die radialen Innenwandteile 11d aufzunehmen, welche in den Darstellungen der 2 und 3 zu sehen sind. Bei der Herstellung werden die radialen Innenwandteile 11d, welche aus einem Elastomer, insbesondere Silikon, ausgebildet sein können, in die jeweiligen Aussparungen 11e eingebracht.In 4 the first annular body 11 according to the first or second embodiment is shown in isolation as a blank for production, whereby a detail on the middle wall area 11c of that body 11 can be seen. In the middle wall area 11c, elongated recesses 11e are introduced in the axial direction, in the embodiment shown distributed at equal distances from one another over an inner circumference of the middle wall area 11c. These recesses 11e serve to accommodate the radial inner wall parts 11d, which in the representations of the 2 and 3 can be seen. During production, the radial inner wall parts 11d, which can be made of an elastomer, in particular silicone, are introduced into the respective recesses 11e.

4a zeigt den ersten ringförmigen Körper 11 im Schnitt, ohne eingesetzte radiale Innenwandteile 11d. Wie dies zu erkennen ist, sind die Aussparungen 11e ebenso wie der gesamte mittlere Wandbereich 11c konkav gekrümmt. Es ist anzumerken, dass in der Darstellung von 4a der gekrümmte Endbereich 11a aus Darstellungsgründen nicht gezeigt ist. Für den Fachmann ist es jedoch offensichtlich, dass sich der gekrümmte Endbereich 11a analog der Darstellung der 2 und 3 an dem mittleren Wandbereich 11c anschließt. 4a shows the first annular body 11 in section, without inserted radial inner wall parts 11d. As can be seen, the recesses 11e as well as the entire middle wall area 11c are concavely curved. It should be noted that in the illustration of 4a the curved end region 11a is not shown for illustration reasons. However, it is obvious to the person skilled in the art that the curved end region 11a is analogous to the illustration of the 2 and 3 adjoins the middle wall area 11c.

Mit Bezug auf 5 wird nun auf eine geeignete Materialauswahl für den zweiten ringförmigen Körper 12, welcher eine Gegenlauffläche für den gekrümmten Endbereich 11a des ersten ringförmigen Körpers 11 bildet, beschrieben. Wie dies aus dem in 5 dargestellten Diagramm ersichtlich ist, wurden eine Verschleißrate und ein Reibungskoeffizient für verschiedene Polymere gegeneinander aufgetragen, um ein passendes Material auszuwählen.Regarding 5 A suitable material selection for the second annular body 12, which forms a counter-running surface for the curved end portion 11a of the first annular body 11, will now be described. As can be seen from the 5 As can be seen in the diagram shown, a wear rate and a friction coefficient for different polymers were plotted against each other in order to select a suitable material.

Bei den Polymeren handelt es sich um folgende Produkte: Handelsname Zusammensetzung TEKAPEEK Polyetheretherketon (PEEK) TEKAPEEK PVX modifiziertes PEEK TEKAPEEK CF 30 mit 30 % Kohlefasern gefüllter PEEK Werkstoff TEKAMID 66 Zubereitung auf Basis Polyamid 66 (Polymer aus Hexamethylendiamin und. Adipinsäure) TEKAMID 66 CF Polyamid 66 mit Kohlefasern TEKAMID 66 GF Polyamid 66 mit Glasfasern TEKAMID 66 LA Polyamid 66 mit festem Schmiermittel TECAST L Polyamid 6 mit Öl modifiziert TEKADUR PBT Polybutylenterephthalat (teilkristalliner Thermoplast in der Polyester Familie) TEKAFORM AH POM-C (Polyoxymethylen (Copolymer)) TEKAFINE PES Polyethylen (polykristalline Thermoplasten) The polymers are the following products: Trade name composition TEKAPEEK Polyetheretherketone (PEEK) TEKAPEEK PVX modified PEEK TEKAPEEK CF 30 PEEK material filled with 30% carbon fibres TEKAMID 66 Preparation based on polyamide 66 (polymer of hexamethylenediamine and adipic acid) TEKAMID 66 CF Polyamide 66 with carbon fibres TEKAMID 66 GF Polyamide 66 with glass fibers TEKAMID 66 LA Polyamide 66 with solid lubricant TECAST-L Polyamide 6 modified with oil TEKADUR PBT Polybutylene terephthalate (semi-crystalline thermoplastic in the polyester family) TEKAFORM AH POM-C (Polyoxymethylene (copolymer)) TEKAFINE PES Polyethylene (polycrystalline thermoplastics)

Die Messwerte des Diagramms von 5 wurden unter folgenden Bedingungen ermittelt: Last: 1MPa, Geschwindigkeit: 0,5 m/s; gegen Stahl mit Rz 2,5 µm.The measured values of the diagram of 5 were determined under the following conditions: load: 1MPa, speed: 0.5 m/s; against steel with Rz 2.5 µm.

Es hat sich herausgestellt, dass als Material für den zweiten ringförmigen Körper mit Öl modifiziertes PA 6 C schwarz sehr gut geeignet ist. Dieses gegossene Nylonpolyamid ist mit Öl modifiziert, um bessere Gleiteigenschaften und einen besseren Reibungskoeffizienten zu erreichen. Es bietet eine hervorragende Verschleiß- und Abriebfestigkeit, was zu einer längeren Lebensdauer der Komponenten und zu geringeren Wartungskosten führt. Aufgrund seiner Schwarzfärbung eignet sich TECAST L black speziell für den Einsatz im Freien, wo der Werkstoff der Witterung und UV-Strahlung ausgesetzt wird.It has been found that oil-modified PA 6 C black is a very suitable material for the second ring-shaped body. This cast nylon polyamide is modified with oil to achieve better sliding properties and a better coefficient of friction. It offers excellent wear and abrasion resistance, which leads to a longer service life of the components and lower maintenance costs. Due to its black color, TECAST L black is particularly suitable for outdoor use, where the material is exposed to the weather and UV radiation.

Der Reibungskoeffizient von TECAST L unter den angegebenen Messbedingungen beträgt 0,2, wohingegen der im Stand der Technik üblicherweise verwendete Radialwellendichtring aus Fluorkautschuk einen Reibungskoeffizienten von 0,3-0,45 aufweist. Bei einer erfindungsgemäßen Ausführung einer Dichtungseinheit ergibt sich ein deutlich günstigeres Reibungsverhalten. Mit der Reduktion von Reibungsverlusten können beim Einsatz der Dichtungseinheit somit ein wesentlich geringerer Energieverbrauch sowie geringere CO2- Emissionen erzielt werden.The friction coefficient of TECAST L under the specified measuring conditions is 0.2, whereas the radial shaft seal made of fluororubber that is usually used in the state of the art has a friction coefficient of 0.3-0.45. A sealing unit designed according to the invention results in significantly more favorable friction behavior. By reducing friction losses, significantly lower energy consumption and lower CO2 emissions can be achieved when using the sealing unit.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
WelleWave
22
RadialwellendichtringRadial shaft seal
2a2a
TrägerblechCarrier plate
33
anvulkanisierte Dichtlippevulcanized sealing lip
1010
DichtungseinheitSealing unit
1111
erster ringförmiger Körperfirst ring-shaped body
11a11a
gekrümmter Endbereichcurved end area
11a111a1
AußenflächeExterior surface
11b11b
radial äußere Wandradial outer wall
11c11c
mittlerer Wandbereichmiddle wall area
11d11d
radialer Innenwandteilradial inner wall part
11e11e
AussparungRecess
1212
zweiter ringförmiger Körpersecond ring-shaped body
12a12a
BerührungsflächeTouch surface
12b12b
AußenwandExterior wall
1313
dritter ringförmiger Körperthird ring-shaped body
13a13a
radiale Wandradial wall
13b13b
axiale Wandaxial wall

Claims (10)

Dichtungseinheit (10) für eine Welle, aufweisend einen ersten ringförmigen Körper (11) sowie einen zweiten ringförmigen Körper (12), welche konzentrisch um eine gemeinsame Mittelachse M angeordnet sind, wobei der erste ringförmige Körper (11) zumindest teilweise aus einem Metallblech hergestellt ist und wobei der zweite ringförmige Körper (12) zumindest teilweise aus einem Polymer hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der erste ringförmige Körper (11) und der zweite ringförmige Körper (12) getrennt voneinander ausgeformt sind und einander an einer Berührungsfläche (12a) des zweiten ringförmigen Köpers (12) kontaktieren, und dass der zweite ringförmige Körper (12) zumindest im Bereich der Berührungsfläche (12a) mit Öl oder einem ölhaltigem Fluid imprägniert ist.Sealing unit (10) for a shaft, comprising a first annular body (11) and a second annular body (12), which are arranged concentrically about a common central axis M, wherein the first annular body (11) is made at least partially from a metal sheet and wherein the second annular body (12) is made at least partially from a polymer, characterized in that the first annular body (11) and the second annular body (12) are formed separately from one another and contact one another at a contact surface (12a) of the second annular body (12), and that the second annular body (12) is impregnated with oil or an oil-containing fluid at least in the region of the contact surface (12a). Dichtungseinheit (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste ringförmige Körper (11) aus Edelstahl hergestellt ist.Sealing unit (10) according to Claim 1 , characterized in that the first annular body (11) is made of stainless steel. Dichtungseinheit (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste ringförmige Körper (11) einen gekrümmten Endbereich (11a) mit einer im Querschnitt bogenförmigen Außenfläche (11a1) aufweist, wobei der gekrümmte Endbereich (11a) die Berührungsfläche (12a) des zweiten ringförmigen Körpers (12) an einem Teilbereich der im Querschnitt bogenförmigen Außenfläche (11aa) kontaktiert.Sealing unit (10) according to Claim 1 or 2 , characterized in that the first annular body (11) has a curved end region (11a) with an outer surface (11a1) which is arcuate in cross section, wherein the curved end region (11a) contacts the contact surface (12a) of the second annular body (12) at a partial region of the outer surface (11aa) which is arcuate in cross section. Dichtungseinheit (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste ringförmige Körper (11) eine radial äußere Wand (11b) aufweist, von der aus sich ein zumindest teilweise konkaver mittlerer Wandbereich (11c) bis zum gekrümmten Endbereich (11a) erstreckt.Sealing unit (10) according to Claim 3 , characterized in that the first annular body (11) has a radially outer wall (11b) from which an at least partially concave central wall region (11c) extends to the curved end region (11a). Dichtungseinheit (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die radial äußere Wand (11b) parallel zur Mittelachse M verläuft.Sealing unit (10) according to Claim 4 , characterized in that the radially outer wall (11b) runs parallel to the central axis M. Dichtungseinheit (10) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest teilweise konkave mittlere Wandbereich (11c) eine schwächere Krümmung aufweist als der gekrümmte Endbereich (11a).Sealing unit (10) according to Claim 4 or 5 , characterized in that the at least partially concave middle wall region (11c) has a weaker curvature than the curved end region (11a). Dichtungseinheit (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest teilweise konkave mittlere Wandbereich (11c) mindestens einen radialen Innenwandteil (11d) umfasst, welcher aus einem Elastomer ausgebildet ist.Sealing unit (10) according to one of the preceding Claims 4 until 6 , characterized in that the at least partially concave central wall region (11c) comprises at least one radial inner wall part (11d) which is formed from an elastomer. Dichtungseinheit (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomer aus Silikon besteht oder Silikon enthält.Sealing unit (10) according to Claim 7 , characterized in that the elastomer consists of silicone or contains silicone. Dichtungseinheit (10) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen drei und 50 radiale Innenwandteile (11d) vorhanden sind, die sich mit gleichen Abständen an einem Innenumfang des konkaven mittleren Wandbereichs (11c) erstrecken.Sealing unit (10) according to Claim 7 or 8th , characterized in that there are between three and 50 radial inner wall parts (11d) which extend at equal intervals on an inner circumference of the concave central wall region (11c). Dichtungseinheit (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite ringförmige Körper (12) auf einer der Berührungsfläche (12a) gegenüberliegenden Außenwand (12b) an einer radialen Wand (13a) eines dritten ringförmigen Körpers (13) anliegt, wobei der dritte ringförmige Körper (13) eine mit der radialen Wand (13a) verbundene axiale Wand (13b) aufweist, welche den ersten ringförmigen Körper (11) nach innen begrenzt.Sealing unit (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the second annular body (12) rests on an outer wall (12b) opposite the contact surface (12a) against a radial wall (13a) of a third annular body (13), wherein the third annular body (13) has an axial wall (13b) connected to the radial wall (13a) which delimits the first annular body (11) inwards.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2536339A1 (en) 1974-08-16 1976-02-26 Novindustra Ag SHAFT SEALING DEVICE
JP2002227857A (en) 2001-01-31 2002-08-14 Koyo Seiko Co Ltd Seal device of bearing for axle
JP2012246420A (en) 2011-05-30 2012-12-13 Toyobo Co Ltd Polyamide resin composition for sliding member
US20150377299A1 (en) 2012-10-19 2015-12-31 Aktiebolaget Skf Rolling bearing with sealing subassembly
DE102018129514A1 (en) 2018-11-23 2020-05-28 Schaeffler Technologies AG & Co. KG poetry
DE102019123775A1 (en) 2019-09-05 2021-03-11 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Seal and sealed wheel bearing

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2536339A1 (en) 1974-08-16 1976-02-26 Novindustra Ag SHAFT SEALING DEVICE
JP2002227857A (en) 2001-01-31 2002-08-14 Koyo Seiko Co Ltd Seal device of bearing for axle
JP2012246420A (en) 2011-05-30 2012-12-13 Toyobo Co Ltd Polyamide resin composition for sliding member
US20150377299A1 (en) 2012-10-19 2015-12-31 Aktiebolaget Skf Rolling bearing with sealing subassembly
DE102018129514A1 (en) 2018-11-23 2020-05-28 Schaeffler Technologies AG & Co. KG poetry
DE102019123775A1 (en) 2019-09-05 2021-03-11 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Seal and sealed wheel bearing

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