DE19503469C1 - Dichtungsanordnung - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung, umfassend einen Dichtring mit
einem sich im wesentlichen in radialer Richtung erstreckenden Stützring, wobei
der Stützring in radialer Richtung einerseits mit einem ersten Dichtteil verbunden
ist, der relativ drehfest, statisch dichtend ein erstes Maschinenteil anliegend
berührt und in radialer Richtung andererseits mit einem zweiten Dichtteil
verbunden ist, der relativ drehbeweglich, dynamisch abdichtend an ein zweites
Maschinenteil anlegbar ist, wobei der erste und zweite Dichtteil jeweils aus
einem elastomeren Werkstoff bestehen, wobei der Dichtring zur Erfassung von
Drehbewegungen des ersten Maschinenteils um seine Achse zumindest ein
Hilfsmittel aufweist, das an einem Drehzahlsensor vorbeibeweglich und auf der
dem Drehzahlsensor zugewandten Seite des Stützrings angeordnet ist, wobei
das Hilfsmittel in Umfangsrichtung aufeinanderfolgende, sich in radialer Richtung
erstreckende Nord- und Südpole aufweist und das Hilfsmittel als Mulitpolring
aus einem pastösen, aushärtbaren und magnetisierbaren Werkstoff besteht.
Eine solche Dichtungsanordnung ist aus der FR-PS 25 74 501 bekannt. Die
Dichtungsanordnung ist zum Abdichten von Wälzlagern vorgesehen und besteht
aus einem Stützring aus metallischem Werkstoff, der in radialer Richtung und
auf der den Wälzkörpern zugewandten Stirnseite vom elastomeren Werkstoff
des Dichtrings umschlossen ist. Der erste und der zweite Dichtteil sind
einstückig ineinander übergehend ausgebildet, wobei der Stützkörper auf der
dem Drehzahlsensor zugewandten Seite mit einem Multipolring verbunden ist,
der den Stützring entlang seiner gesamten radialen Erstreckung anliegend
berührt und entsprechend dem Stützring ausgebildet ist. Der Multipolring
besteht aus Ferritanteilen, die durch einen Kautschuk- oder Plastikbinder
verbunden sind.
Weitere Dichtungsanordnungen gelangen beispielsweise zur Abdichtung von
Radlagern in Kraftfahrzeugen zur Anwendung. Ist das Kraftfahrzeug mit einer
ABS-Bremsanlage ausgestattet, umfaßt die Dichtungsanordnung einen indukti
ven Geber zur Erfassung der Drehzahl des Fahrzeugrades, wobei der Geber, der
mit dem Fahrzeugrad umläuft und zumeist aus einer Scheibe aus metallischem
Werkstoff besteht, mit in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilten Oberflächen
diskontinuitäten an dem Drehzahlsensor vorbeibewegbar ist. Die Oberflächen
diskontinuitäten können beispielsweise durch in Umfangsrichtung verteilte Aus
nehmungen oder Einprägungen gebildet sein. Dabei ist allerdings zu beachten,
daß die Herstellung derartiger Dichtungsanordnungen aufwendig und in wirt
schaftlicher Hinsicht wenig zufriedenstellend ist. Außerdem weist der mit einem
metallischen Sensorring versehene Dichtring eine vergleichsweise große Masse
auf. Bei Beaufschlagung der Oberflächendiskontinuitäten mit Verunreinigungen,
wie beispielsweise Spritzwasser, Staub und/oder Schlamm kann es zu Übermitt
lungsfehlern an den Drehzahlsensor kommen, wodurch eine zuverlässige Dreh
zahl-Ermittlung beeinträchtigt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die obengenannten Nachteile zu ver
meiden und eine Dichtungsanordnung zu zeigen, die einfach und kostengünstig
herstellbar ist sowie ein geringes Gewicht aufweist und bei der vom Drehzahl
sensor, weitgehend unabhängig von auftretenden Temperaturen, ein gleichblei
bend gutes Signal empfangen wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale von Anspruch 1 ge
löst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug.
Zur Lösung der Aufgabe ist es vorgesehen, daß der Multipolring als filmartig
dünne Zwischenschicht ausgebildet ist, daß der Multipolring zur Erzielung eines
breitbandigen Temperatur-/Signalverhaltens aus zumindest zwei voneinander
abweichenden Magnetwerkstoffen besteht und daß der Multipolring vom
elastomeren Werkstoff des ersten und/oder zweiten Dichtteils vollständig
überdeckt ist.
Der Multipolring weist eine außerordentlich geringe Masse auf und ist durch die
vollständige Überdeckung durch den ersten und/oder zweiten Dichtteil in
ausgezeichneter Weise vor äußeren Einflüssen geschützt. Bevorzugt ist der
Multipolring zumindest vom ersten Dichtteil überdeckt. Die Dichtungsanordnung
kann dadurch beispielsweise auch zum Abdichten von Rad lagern zur
Anwendung gelangen, die in Baustellenfahrzeugen eingebaut sind. Feuchtigkeit,
Staub oder Schlamm vermögen die Drehzahlerfassung des ersten Maschinenteils
nicht nachteilig zu beeinflussen. Dadurch, daß der Multipolring filmartig dünn
ausgebildet ist und daher nur ein geringes Gewicht hat, weist der gesamte
Dichtring nur eine vergleichsweise geringe Trägheitsmasse auf, wodurch die
mechanische Belastung auf den Dichtring bei Drehzahländerungen des ersten
Maschinenteils nur sehr gering ist.
Dadurch, daß der Multipolring aus zumindest zwei voneinander abweichenden
Magnetwerkstoffen besteht, ist von Vorteil, daß durch die Verwendung von
Mischpasten aus verschiedenen Magnetwerkstoffen die Möglichkeit besteht, ein
breitbandiges Temperatur-/Signalverhalten zu erzielen. Weitgehend unabhängig
von auftretenden Temperaturen wird dadurch ein gleich bleibend gutes Signal
vom Drehzahlsensor empfangen.
Die Magnetwerkstoffe können innerhalb des Multipolrings eine im wesentlichen
homogene Verteilung aufweisen. Hierbei ist von Vorteil, daß der Multipolring
durch das Aufbringen nur einer Paste einfach und kostengünstig herstellbar ist.
Nach einer anderen Ausgestaltung können die Magnetwerkstoffe in Richtung
des Drehzahlsensors schichtweise miteinander verbunden sein. Die unter
schiedlichen Magnetpasten werden durch ein Druck- oder Dosierverfahren an
den Stützring appliziert, wobei jede der Schichten vor dem Aufbringen der näch
sten Schicht zunächst aushärten sollte. Die Anpassung der Werkstoffe des Mul
tipolrings an die unterschiedlichsten Gegebenheiten des Anwendungsfalles sind
durch einen derartigen, schichtweisen Aufbau problemlos möglich.
Der Multipolring und der Stützring sind adhäsiv verbunden und können eine
vormontierbare Einheit bilden. Im Anschluß an die Applizierung des Multipolrings
an den Stützring und dessen Aushärtung wird die vormontierbare Einheit mit
den beiden Dichtteilen versehen.
Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines zuvor be
schriebenen Dichtrings, wobei in einem ersten Verfahrensschritt zumindest ein
pastöser magnetisierbarer Werkstoff zur Erzeugung des Multipolrings auf der
dem Drehzahlsensor zugewandten Seite des Stützrings aufgebracht wird, wobei
der ausgehärtete Multipolring in einem zweiten Verfahrensschritt magneti
siert wird und in einem dritten Verfahrensschritt durch Vulkanisation des er
sten und zweiten Dichtteils von zumindest dem elastomeren Werkstoff des er
sten Dichtteils überdeckt wird. Die Herstellung des Multipolrings, der bezüglich
seines Temperatur-/Signalverhaltens an die jeweiligen Gegebenheiten des An
wendungsfalles angepaßt ist, ist durch ein derartiges Verfahren einfach mög
lich. Dadurch, daß der Multipolring bei einem solchen Verfahren bereits im
zweiten Verfahrensschritt - nach seiner Aushärtung und vor der Vulkanisierung
des ersten und zweiten Dichtteils - magnetisiert wird, können die magnetischen
Eigenschaften des Multipolrings bereits vor dem Anformen der beiden Dicht
teile an den Stützring überprüft werden. Sollten die magnetischen Eigenschaf
ten bei der Überprüfung nicht den an sie gestellten Anforderungen genügen,
kann dies festgestellt werden, noch bevor in einem weiteren Verfahrensschritt
die Dichtteile anvulkanisiert werden.
Nach einem anderen Verfahren kann in einem ersten Verfahrensschritt zumin
dest ein pastöser magnetisierbarer Werkstoff zur Erzeugung des Multipolrings
auf der dem Drehzahlsensor zugewandten Seite des Stützrings aufgebracht
werden, wobei der ausgehärtete Multipolring in einem zweiten Verfahrens
schritt durch Vulkanisation des ersten und zweiten Dichtteils von zumindest
dem elastomeren Werkstoff des ersten Dichtteils überdeckt wird und wobei
der Multipolring in einem dritten Verfahrensschritt magnetisiert wird.
Der magnetisierbare Werkstoff des Multipolrings kann aus zumindest zwei ho
mogen verteilten Magnetwerkstoffen bestehen, die durch ein Druck- oder Do
sierverfahren an die dem Drehzahlsensor zugewandte Stirnseite des Stützrings
appliziert werden.
Nach einem anderen Verfahren besteht die Möglichkeit, daß zur Erzeugung des
Multipolrings zumindest zwei Magnetwerkstoffe nacheinander auf den Stütz
ring aufgebracht werden und daß der zweite Magnetwerkstoff erst im An
schluß an die Aushärtung des ersten Magnetwerkstoffs aufgebracht wird. Bei
einem derartigen Verfahren können Multipolringe durch eine entsprechende
Kombination der Magnetwerkstoffe in besonders gutem Maße an die jeweiligen
Gegebenheiten des Anwendungsfalles angepaßt werden.
Sowohl bei Verwendung einer Paste aus zumindest zwei homogen verteilten
Magnetwerkstoffen als auch bei dem schrittweisen Aufbringen verschiedener
Magnetwerkstoffe nacheinander sind derartige Kombinationen von Magnet
werkstoffen zu wählen, die ein möglichst breitbandiges Temperatur-/Signal-Ver
halten erzielen und dadurch unabhängig von den Temperaturen, bei denen
der Dichtring zur Anwendung gelangt, eine einwandfreie Übertragung der Si
gnale an den Drehzahlsensor ermöglichen.
Der pastöse Werkstoff zur Erzeugung des Multipolrings kann auf den Werk
stoff des Stützrings aufgebracht und die so gebildete vormontierte Einheit im
Anschluß an die Aushärtung des pastösen Werkstoffs des Multipolrings zur
Form des Stützrings umgeformt und anschießend ausgestanzt werden. Die
Herstellung des Dichtrings ist dadurch vereinfacht, daß das später zum Stütz
ring verarbeitete Blech bereits als Coil einseitig mit Magnetpaste beschichtet
ist. Im Hinblick auf die einfache und kostengünstige Herstellung großer Stück
zahlen ist dies von Vorteil.
Eine weitere Vereinfachung bei der Herstellung des Dichtrings kann dadurch
erzielt werden, daß der erste und zweite Dichtteil durch Vulkanisation von nur
einem elastomeren Werkstoff erzeugt werden. Der Dichtring ist als Ein-Stoff-Dicht
ring ausgebildet, wobei ein Werkstoff zur Anwendung gelangt, der einer
seits gute Eigenschaften bezüglich der statischen Abdichtung des ersten
Dichtteils aufweist und andererseits nur einen geringen abrasiven Verschleiß
des dynamisch beanspruchten zweiten Dichtteils und dadurch gute Ge
brauchseigenschaften während einer langen Gebrauchsdauer sicherstellt.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung wird
nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert.
In der Zeichnung ist eine Dichtungsanordnung gezeigt, die im wesentlichen aus
einem Dichtring 1 besteht, der in radialer Richtung zwischen einem ersten und
einem zweiten Maschinenteil 4, 6 angeordnet ist. In diesem Ausführungsbei
spiel bildet die Dichtungsanordnung einen Bestandteil einer Radaufhängung
eines Kraftfahrzeugs, wobei der erste und der zweite Maschinenteil 4, 6 Be
standteile eines Radlagers bilden, das als Wälzlager 15 ausgeführt ist. Das
Wälzlager 15 besteht aus einem Außenring 16 und einem Innenring 17, die
durch in Umfangsrichtung verteilte Wälzkörper 18 relativ drehbeweglich auf
einander abgestützt sind. Der Dichtring 1, der relativ drehfest mit dem Außen
ring 16 des Wälzlagers 15 verbunden ist, besteht zur statischen Abdichtung
gegenüber dem Außenring 16 aus einem ersten Dichtteil 3 und zur dynami
schen Abdichtung gegenüber dem relativ beweglichen Innenring aus einem
zweiten Dichtteil 5, wobei der zweite Dichtteil 5 mit zwei in axialer Richtung
zueinander benachbarten Dichtlippen 11, 12 auf dem Innenring 17 abgestützt
ist.
Zur Erfassung der Drehbewegung des drehfest mit dem hier nicht dargestellten
Fahrzeugrad verbundenen Außenrings 16 ist ein Multipolring 9 vorgesehen, der
auf der dem Drehzahlsensor 8 zugewandten Seite des Stützrings 2 des
Dichtrings 1 angeordnet ist. Der Multipolring 9 besteht aus einem
magnetisierten Elastomerwerkstoff und weist in Umfangsrichtung aufeinander
folgende, sich in radialer Richtung erstreckende Nord- und Südpole auf, die
sich bei Drehbewegung des Fahrzeugrads abwechselnd am Drehzahlsensor 8
vorbeibewegen.
Der erste Dichtteil 3 und der zweite Dichtteil 5 sind in diesem Ausführungsbei
spiel materialeinheitlich und einstückig ineinander übergehend ausgebildet und
überdecken den Multipolring 9, der als Zwischenschicht 10 ausgebildet ist. Der
Außenring 16 ist in diesem Ausführungsbeispiel mit einer innenumfangsseitig
umlaufenden, in Richtung des Innenrings 17 geöffneten Nut 21 versehen, de
ren Ausdehnung in axialer Richtung im wesentlichen den Abmessungen des
ersten Dichtteils 3 in gleicher Richtung entspricht. Der erste und der zweite
Dichtteil 3, 5 umschließen den Stützring 2 und die Zwischenschicht 10 auf
der dem abzudichtenden Raum 14 abgewandten Seite vollständig. Die Zwi
schenschicht 10 durch die der Multipolring 9 gebildet ist, ist filmartig dünn
ausgebildet und vom elastomeren Werkstoff des ersten und zweiten Dichtteils
3, 5 vollständig umschlossen. Der Multipolring 9 ist dadurch in ausgezeichne
ter Weise vor gebrauchsdauerverringernden äußeren Einflüssen geschützt.
Claims (7)
1. Dichtungsanordnung, umfassend einen Dichtring mit einem sich im wesent
lichen in radialer Richtung erstreckenden Stützring, wobei der Stützring in
radialer Richtung einerseits mit einem ersten Dichtteil verbunden ist, der
relativ drehfest, statisch dichtend ein erstes Maschinenteil anliegend berührt
und in radialer Richtung andererseits mit einem zweiten Dichtteil verbunden
ist, der relativ beweglich, dynamisch abdichtend an ein zweites
Maschinenteil anlegbar ist, wobei der erste und der zweite Dichtteil jeweils
aus einem elastomeren Werkstoff bestehen und wobei der Dichtring zur Er
fassung von Drehbewegungen des ersten Maschinenteils um seine Achse
zumindest ein Hilfsmittel aufweist, das an einem Drehzahlsensor vorbei
beweglich und auf der dem Drehzahlsensor zugewandten Seite des
Stützrings angeordnet ist und wobei das Hilfsmittel in Umfangsrichtung
aufeinanderfolgende, sich in radialer Richtung erstreckende Nord- und
Südpole aufweist und das Hilfsmittel als Multipolring aus einem pastösen,
aushärtbaren und magnetisierbaren Werkstoff besteht, dadurch
gekennzeichnet, daß der Multipolring (9) als filmartig dünne Zwischenschicht
(10) ausgebildet ist, daß der Multipolring (9) zur Erzielung eines
breitbandigen Temperatur-/Signalverhaltens aus zumindest zwei voneinander
abweichenden Magnetwerkstoffen besteht und daß der Multipolring (9) vom
elastomeren Werkstoff des ersten (3) und/oder zweiten Dichtteils (5)
vollständig überdeckt ist.
2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Magnetwerkstoffe innerhalb des Multipolrings (9) eine im wesentlichen ho
mogene Verteilung aufweisen.
3. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Magnetwerkstoffe in Richtung des Drehzahlsensors (8) schichtweise mit
einander verbunden sind.
4. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Multipolring (9) und der Stützring (2) adhäsiv verbunden
sind und eine vormontierbare Einheit bilden.
5. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß der erste und zweite Dichtteil (3, 5) materialeinheitlich und
einstückig ineinander übergehend ausgebildet sind.
6. Verfahren zur Herstellung eines Dichtrings nach einem der Ansprüche 1 bis
5, dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Verfahrensschritt zumindest
ein pastöser magnetisierbarer Werkstoff zur Erzeugung des Multipolrings (9)
auf der dem Drehzahlsensor (8) zugewandten Seite des Stützrings (2)
aufgebracht wird, daß der ausgehärtete Multipolring (9) in einem zweiten
Verfahrensschritt magnetisiert und in einem dritten Verfahrensschritt durch
Vulkanisation des ersten und zweiten Dichtteils (3, 5) von zumindest dem
elastomeren Werkstoff des ersten Dichtteils (3) überdeckt wird.
7. Verfahren zur Herstellung eines Dichtrings nach einem der Ansprüche 1 bis
5, dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Verfahrensschritt zumindest
ein pastöser magnetisierbarer Werkstoff zur Erzeugung des Multipolrings (9)
auf der dem Drehzahlsensor (8) zugewandten Seite des Stützrings (2)
aufgebracht wird, daß der ausgehärtete Multipolring (9) in einem zweiten
Verfahrensschritt durch Vulkanisation des ersten und zweiten Dichtteils (3,
5) von zumindest dem elastomeren Werkstoff des ersten Dichtteils (3)
überdeckt wird und daß der Multipolring (9) in einem dritten
Verfahrensschritt magnetisiert wird.
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