DE19841099C1 - Radialwellendichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Radialwellendichtring, der in ein zumindest teilweise mit einem Fluid gefülltes Gehäuse eingesetzt ist und von einer koaxial zu diesem angeordneten Welle durchsetzt ist, und der einen sich in dem Gehäuse abstützenden Dichtringkörper sowie eine mit dem Dichtringkörper verbundene Dichtlippe umfaßt, wobei die Dichtlippe unter Vorspannung radial um die Welle anliegt, und das Fluid gegen einen Durchtritt von einem gehäuseinneren Raum in einen gehäuseäußeren Raum abdichtet und der Dichtringkörper zumindest eine erste Öffnung aufweist, die einen gasdurchströmbaren Verbindungskanal zwischen dem gehäuseinneren Raum und dem gehäuseäußeren Raum herstellt. DOLLAR A Um einen Radialwellendichtring zu schaffen, der einen Druckausgleich zwischen dem gehäuseinneren und dem gehäuseäußeren Raum ermöglicht, ohne daß ein gehäuseinneres Fluid wie beispielsweise Öl aus dem gehäuseinneren Raum herausgelangen kann, ist erfindungsgemäß in einer ersten Ausgestaltungsform vorgesehen, daß am Radialwellendichtring auf der dem gehäuseinneren Raum zugewandten Seite ein Spritzschutz angeordnet ist, der die erste Öffnung überragt, wobei zwischen Spritzschutz und Radialwellendichtring eine Strömungsverbindung zwischen der ersten Öffnung und dem gehäuseinneren Raum besteht. In einer zweiten Ausgestaltungsform ist vorgesehen, daß im Verbindungskanal ein Filter angeordnet ist, das im wesentlichen gasdurchlässig, aber flüssigkeitsabweisend ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Radialwellendichtring nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Ein derartiger Radialwellendichtring ist auch aus der DE-AS 19 57 470 bekannt. In dieser gattungsbildenden Schrift ist ein in ein Gehäuse eingesetzter Radialwellendichtring mit einer Öff­ nung gezeigt, die innenseitig teilweise überragt wird.

Ferner ist ein Radialwellendichtring aus der DE-OS 34 14 765 A1 bekannt. Dieser ist radial zwischen einem Gehäuse und einer Welle angeordnet und dichtet das im gehäuseinneren Raum vorhan­ dene Schmiermittel gegen einen Austritt ab. Um bei einem ra­ schen Temperaturanstieg oder -abfall den Druckunterschied zwi­ schen dem gehäuseinneren Raum und dem gehäuseäußeren Raum bzw. der Atmosphäre abzudichten, weist der Radialwellendichtring zu­ mindest eine Öffnung auf. Diese Öffnung ist in einen blechernen Bereich des Radialwellendichtringes gestanzt, wobei das dazu teilweise abgetrennte Blech in Form einer Lasche am Radialwel­ lendichtring verbleibt.

Ein Nachteil dieses Radialwellendichtringes liegt darin, daß Öl durch die Öffnung aus dem Gehäuse gelangen kann. Insbesondere infolge der Rotation der abzudichtenden Welle spritzt das Öl im Gehäuse und bildet dort einen Ölnebel. Dieses Spritzöl bzw. dieser Ölnebel kann entlang dem Spalt zwischen der Lasche und dem Dichtringkörper aus der Öffnung heraus gelangen. Entschei­ dend für die nach außen dringende Menge an Öl ist dabei neben der Größe und der Anzahl der Öffnungen die Größe des Spaltes zwischen der Lasche und dem Dichtringkörper. Je größer der Spalt, desto mehr Öl kann direkt durch die Öffnung entweichen.

Desweiteren kann Öl, das an die innere Wandung des Radialwel­ lendichtringes gespritzt wird, bzw. das sich dort absetzt, ent­ lang der Wandung in den Bereich der Öffnung fließen und von dort nach außen gelangen. Dabei ist zu beachten, daß ein sehr geringer Spalt zwischen Lasche und Öffnung mit dem Problem ver­ bunden ist, daß aufgrund der Kapillarwirkung eines solchen Spaltes das Öl in den gehäuseäußeren Raum gefördert wird.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ei­ nen Radialwellendichtring zu schaffen, der einen Druckausgleich zwischen dem gehäuseinneren und dem gehäuseäußeren Raum ermög­ licht, ohne daß ein gehäuseinneres Fluid wie beispielsweise Öl aus dem gehäuseinneren Raum heraus gelangen kann.

Die erläuterte Aufgabe ist gemäß Patentanspruch 1 in vorteil­ hafter Weise gelöst.

Ein Vorteil der Erfindung liegt darin, daß ein Staubschutz die Öffnung im Dichtringkörper davor schützt, durch Umwelteinflüsse wie Staub, Wasser etc. verstopft zu werden.

Gemäß einem weiteren Vorteil der Erfindung wird der Austritt von Spritzöl bzw. Ölnebel aus der für den Druckausgleich vorge­ sehenen Öffnung im Dichtringkörper verhindert.

In vorteilhafter Weise überragt ein gehäuseinnenseitiger Spritzschutz die Öffnung, d. h. dieser Spritzschutz weist eine größere Fläche als die Öffnung auf. Spritzöl, das gegen den Spritzschutz geschleudert wird, läuft entlang diesem in einen radial unteren Bereich des Radialwellendichtringes. Um die druckausgleichende Wirkung der Öffnung aufrecht zu erhalten, weist der Spritzschutz eine Strömungsverbindung zum gehäusein­ neren Raum auf. Der Strömungsweg ist der Weg eines Gases vom gehäuseinneren Raum in den gehäuseäußeren Raum. Der Strömungs­ weg (Verbindungskanal) verläuft in diesem Fall vom gehäuseinne­ ren Raum, durch die Strömungsverbindung, durch die Öffnung und schließlich in den gehäuseäußeren Raum.

Vorteilhafterweise kann in einem Gehäuse, beispielsweise einem Hinterachsgetriebegehäuse, gegenüber einem Radialwellendich­ tring ohne Öffnung eine separate Entlüftung entfallen. Dies hat Fertigungs-, Montage- und Kostenvorteile.

Infolge der ringförmigen Ausgestaltung des Spritzschutzes und der Strömungsverbindung (ringförmiger Spalt) können in vorteil­ hafter Weise auch mehrere Öffnungen umfangsmäßig am Radialwel­ lendichtring angeordnet sein. Durch die Anordnung mehrerer Öff­ nungen im Dichtringkörper kann der Strömungswiderstand im Strö­ mungsweg (Verbindungskanal) klein gehalten werden.

Besonders vorteilhaft ist es, die Strömungsverbindung und/oder die Öffnung im Dichtringkörper möglichst klein zu halten. Baut sich in diesem Fall ein im Gehäuse vorhandener Überdruck über die Strömungsverbindung bzw. die Öffnung des Radialwellendich­ tringes ab, so setzt sich das Öl aus dem Ölnebel infolge der relativ hohen Strömungsgeschwindigkeiten an den kleinen Strö­ mungsquerschnitten der Öffnung und/oder der Strömungsverbindung ab.

Besonders vorteilhaft ist es, die Strömungsverbindung als einen Durchbruch im Spritzschutz auszuführen. Insbesondere, wenn der Durchbruch mittels eines Stanzwerkzeuges hergestellt ist, kann der ausgestanzte Werkstoff als Lasche am Spritzschutz verblei­ ben. Wenn das Spritzöl in einer solchen Anordnung hauptsächlich in einem vorhersehbaren Winkel gegen den Spritzschutz spritzt kann die Lasche derart ausgerichtet sein, daß diese das Sprit­ zöl zusätzlich abweist.

Ebenfalls vorteilhaft ist die Ausgestaltung des erfindungsgemä­ ßen Radialwellendichtringes mit einem Ablauf, der das Schmieröl aus dem Bereich zwischen dem Dichtringkörper und dem Spritz­ schutz abführt und vorzugsweise im unteren Bereich des Radial­ wellendichtringes angeordnet ist. Besonders vorteilhaft ist es, die Strömungsverbindung derart auszugestalten, daß sie neben der Funktion des Druckausgleiches zusätzlich die Funktion des Ablaufes übernimmt.

Besonders vorteilhaft ist die Anordnung der Öffnung oben im Dichtringkörper. Somit ist gewährleistet, daß der Raum zwischen Spritzschutz und Dichtringkörper im Bereich der Öffnung im Dichtringkörper immer frei von dem gehäuseinneren Fluid ist.

Bei der Ausgestaltung der Erfindung gemäß Patentanspruch 2 ist ein Filter im Strömungsweg (Verbindungskanal) angeordnet.

Der Spritzschutz kann in vorteilhafter Weise zusätzlich als Halterung für das Filter ausgestaltet sein.

Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus der Beschreibung her­ vor.

Die Erfindung ist nachstehend anhand einer in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt in einer Teilansicht ein Hinterachsgetriebe 1 eines nicht näher dargestellten Kraftfahrzeuges, bei dem radial zwi­ schen einem Getriebegehäuse 2 und einer Getriebewelle 3 ein er­ findungsgemäßer Radialwellendichtring 4 angeordnet ist. Der Ra­ dialwellendichtring 4 ist dabei in eine Bohrung 5 des Gehäuses 2 eingesetzt und wird von der Getriebewelle 3 durchsetzt.

Der Radialwellendichtring 4 verhindert den Austritt von Schmieröl aus einem gehäuseinneren Raum 6 in einen gehäuseäuße­ ren Raum 7 und umfaßt einen Dichtringkörper 8, eine Dichtlippe 9, eine Ringfeder 10 und einen Spritzschutz 11. Im folgenden wird die vom Radialwellendichtring 4 in die auf den gehäuseäu­ ßeren Raum 7 weisende Richtung als links und die vom Radialwel­ lendichtring 4 in die auf den gehäuseinneren Raum 6 weisende Richtung als rechts bezeichnet.

Der Dichtringkörper 8 umfaßt ein ringförmiges Stützblech 12 und einen ringförmigen Elastomerkörper 13. Das ringförmige Stütz­ blech 12 weist radial außen einen Außenring 14 auf, der sich vorwiegend in axialer Richtung erstreckt. Ein ringförmig in Um­ fangsrichtung auf dem Außenring 14 angeordneter Absatz 15 teilt den Außenring 14 in einen links angeordneten, radial inneren Ringbereich 16 und einen rechts angeordneten, radial äußeren Preßring 17 auf. Der radial äußere Preßring 17 ist an seinem äußeren Umfang in die Bohrung 5 des Getriebegehäuses 2 einge­ preßt. An dem axial linken Ende des radial inneren Ringberei­ ches 16 schließt sich ein Ansatz 18 des Stützbleches 12 an, der sich radial nach innen erstreckt. Ein umfangsmäßig auf diesem Ansatz 18 angeordneter ringförmiger Absatz 19 teilt den Ansatz 18 in einen radial außen angeordneten, rechten Ringbereich 20 und einen radial innen angeordneten, linken Ringbereich 21 auf.

Der Elastomerkörper 13 ist mit dem Stützblech 12 unmittelbar verbunden und umschließt dieses am radial inneren Ringbereich 21 des Ansatzes 18. Dabei reicht der Elastomerkörper 13 auf der rechten Seite radial bis zum Absatz 19. Auf der linken Seite erstreckt sich der Elastomerkörper 13 über den gesamten Ansatz 18 radial nach außen bis zu dem Absatz 15 am Außenring 14. Der Elastomerkörper 13 schließt radial an seinem Außenumfang mit dem Außenumfang des Preßringes 17 ab. Da der Elastomerkörper 13 mit seinem Außenumfang an der Bohrung 5 des Getriebegehäuses 2 anliegt, dichte er dort gegenüber der Bohrung 5 ab. Der Elastomerkörper 13 ist auf seiner radialen Innenseite als ein sich axial nach rechts erstreckender Fortsatz 22 ausge­ führt. Auf der Innenseite dieses Fortsatzes 22 ist die radiale Dichtlippe 9 angeordnet, die sich umfangsmäßig um die Getriebe­ welle 3 legt. Radial oberhalb der Dichtlippe 9 ist die Ringfe­ der 10 in das rechte Ende des Fortsatzes 22 eingesetzt und drückt die Dichtlippe 9 radial an die Getriebewelle 3. Infolge dieser Andruckkraft dichtet die Dichtlippe 9 die Getriebewelle 3 ab.

Der Spritzschutz 11 ist ein ringförmiges, tiefgezogenes Blech, das an seinem Außenumfang 32 einen sich vorwiegend in axialer Richtung erstreckenden Ansatzes 23 aufweist, der in das Stütz­ blech 12 auf der Innenseite des Preßringes 17 eingepreßt ist. Der Spritzschutz 11 ist mit seiner radial inneren Kante 24 bis auf einen schmalen Spalt 25 an das Stützblech 12 geführt. Radial oberhalb dieser Kante 24 und parallel zur Getriebewelle 3 ist eine Öffnung 26 angeordnet, die sowohl den Elastomerkör­ per 13 als auch das Stützblech 12 durchstößt und den gehäusein­ nerem Raum 6 mit dem gehäuseäußerem Raum 7 verbindet.

Zusätzlich weist der Radialwellendichtring 4 einen üblichen Staubschutz 28 auf. Dazu ist der Elastomerkörper 13 auf der linken Seite radial unterhalb der Öffnung 26 zu einem sich in axialer Richtung erstreckenden ringförmigen Ansatz 29 ausge­ formt. Dieser Ansatz 29 ragt in einen Staubschutzring 30, der drehfest mit der Getriebewelle 3 verbunden ist. Der Außenumfang 33 des Staubschutzringes 30 ist radial oberhalb der Öffnung 26 angeordnet und bis auf einen Spalt 31 an den Elastomerkörper 13 geführt. Der Staubschutzring 30 schützt somit zum einen in üb­ licher Weise die Dichtlippe 9 vor schädlicher Staubeinwirkung. Zum anderen schützt der Staubschutzring 30 die Öffnung 26 da­ vor, durch Staub oder andere äußere Einwirkungen (beispielsweise Wasser) verstopft zu werden.

Um nun einen Überdruck des gehäuseinneren Raumes 6 gegenüber dem gehäuseäußeren Raum 7 auszugleichen, strömt ein Gas aus dem Raum 6 durch eine vom Spalt 25 gebildete Strömungsverbindung in die Öffnung 26 und entweicht schließlich am Spalt 31 in den ge­ häuseäußeren Raum 7. Dieser vom Gas durchströmte Weg ist in der Zeichnung durch eine gestrichelte Linie dargestellt und wird im folgenden als ein Verbindungskanal 27 bezeichnet.

In einer nicht in der Zeichnung dargestellten weiteren Ausge­ staltungsform kann der axiale Ansatz 23 des Spritzschutzes 11 am nicht dargestellten unteren Rand eine Ausnehmung aufweisen, die die Funktion eines Ablaufes übernimmt. Dieser Ablauf führt Fluid, das sich im unteren Bereich des Radialwellendichtringes in dem Raum zwischen Spritzschutz 11 und Dichtkörper 8 eventu­ ell angesammelt hat, ab. Dieser Abfluß ist insbesondere dann sinnvoll, wenn der Dichtringkörper 8 auch weiter unten Öffnun­ gen aufweist.

In einer ebenfalls nicht in der Zeichnung dargestellten weite­ ren Ausgestaltungsform der Erfindung ist in dem Raum zwischen dem Spritzschutz 11 und dem Stützblech 12 ein ölabweisendes aber gasdurchlässiges Filtergewebe angeordnet. Der Spritzschutz 11 hält dabei das Filtergewebe im Verbindungskanal 27, so daß das Filtergewebe einen Schmierölaustritt aus dem Raum 6 in den gehäuseäußeren Raum 7 zusätzlich verhindert. Das Filtergewebe kann in weiteren Ausgestaltungsformen auch so befestigt sein, daß der Spritzschutz 11 zum Halten des Filtergewebes nicht mehr unbedingt notwendig ist. Beispielsweise kann das Filtergewebe links von der Öffnung, rechts von der Öffnung oder unmittelbar in der Öffnung angeordnet sein, wobei der Spritzschutz 11 ent­ fällt. Neben Filtergeweben aus Kunststoff ist als Material bei­ spielsweise auch Filz vorstellbar. Auch ist nicht unbedingt ein Filtergewebe notwendig. Es kann auch jeder andere zweckmäßige Filter verwendet werden.

Es bestehen viele Möglichkeiten, die Form und die Befestigung des Spritzschutzes 11 auszuführen. Der in der Fig. 1 darge­ stellte Spritzschutz 11 kann sowohl aus Metall als auch aus Kunststoff hergestellt werden. Die Herstellung aus Kunststoff zeigt Kostenvorteile. Insbesondere bei einer Herstellung aus Metall kann es sich anbieten, den Spritzschutz 11 einteilig mit dem Stützblech 12 auszuführen.

Generell muß der Spritzschutz 11 nicht unbedingt ringförmig ausgebildet sein. Der Spritzschutz 11 muß notwendigerweise ei­ nen Schutz für die Öffnung 26 bieten. Demzufolge kann es also ausreichend sein, den Spritzschutz 11 auf einen nach innen ge­ bogenen Ansatz des Stützbleches 12 im Bereich der Öffnung 26 zu reduzieren.

In der Fig. 1 ist der Radialwellendichtring 4 derart ausgerich­ tet daß sich die Öffnung 26 bei eingebautem Gehäuse 2 radial oben befindet. Dies hat den Zweck, daß in dieser Position mit der geringsten Ölbelastung im Bereich der Öffnung 26 zu rechnen ist. Je nach Einbaulage, Ölstandhöhe, Temperaturbereich oder Viskosität des Öles bzw. Fettes kann es vorteilhaft sein, den Radialwellendichtring 4 mit mehr Öffnungen als nur einer zu versehen.

Um die Öffnung 26 möglichst klein zu gestalten, kann diese mit­ tels eines Lasers in den Radialwellendichtring 4 eingebracht sein. Vorstellbar sind jedoch alle anderen fertigungstechni­ schen Möglichkeiten, wie beispielsweise das Bohren oder auch das Stanzen.

Anstelle des gezeigten Staubschutzes 28 kann auch eine Staub­ schutzlippe in üblicher Weise links von der Dichtlippe 9 ange­ ordnet werden. Diese ist dann einteilig mit dem Elastomerkörper 13 ausgeführt. Solch eine Staubschutzlippe schützt allerdings nur die Dichtlippe 9 und zeigt keinen Schutz für die Öffnung 26, so daß es sich auch anbieten kann, eine solche Staubschutz­ lippe mit dem in der Fig. 1 gezeigten Staubschutz 28 zu kombi­ nieren.

Claims (2)

1. Radialwellendichtring (4), der in ein zumindest teilweise mit einem Fluid gefülltes Gehäuse (2) eingesetzt ist und von einer koaxial zu diesem angeordneten Welle (3) durchsetzt ist, und der einen sich in dem Gehäuse (2) abstützenden Dichtringkörper (8) sowie eine mit dem Dichtringkörper (8) verbundene Dichtlippe (9) umfaßt, wobei die Dichtlippe (9) unter Vorspannung radial um die Welle (3) anliegt, und das Fluid gegen einen Durchtritt von einem gehäuseinneren Raum (6) in einen gehäuseäußeren Raum (7) abdichtet und der Dichtringkörper (8) zumindest eine erste Öffnung (26) aufweist, die einen gasdurchströmbaren Verbindungskanal (27) zwischen dem gehäuseinneren Raum (6) und dem gehäuseäußerem Raum (7) herstellt, wobei am Radialwellendichtring (4) auf der dem gehäuseinneren Raum (6) zugewandten Seite ein ringförmiger Körper bewegungsfest angeordnet ist, der die erste Öffnung (26) überragt, wobei zwischen dem besagtem Körper und dem Radialwellendichtring (4) eine Strömungsverbindung zwischen der ersten Öffnung (26) und dem gehäuseinneren Raum (6) besteht, und auf der bezüglich des Dichtringkörpers (8) dem gehäuseäußerem Raum (7) zugewandten Seite ein ringförmiger Staubschutz (28) angeordnet ist, der die erste Öffnung (26) zumindest teilweise bedeckt, dadurch gekennzeichnet, daß der besagte Körper ein Spritzschutz (11) ist und an seinem Außenumfang (32) mit dem radial äußeren Bereich des Dichtringkörpers (8) verbunden ist, und die Strömungsverbindung von einem radial innen bezüglich der ersten Öffnung (26) angeordneten ringförmigen Spalt (25) zwischen dem Spritzschutz (11) und dem Dichtringkörper (8) gebildet wird, und der Staubschutz (28) axial unverschieblich mit der Welle (3) verbunden ist, wobei dieser einen ringförmigen Spalt (31) zum Dichtringkörper (8) aufweist.

2. Radialwellendichtring nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Verbindungskanal (27) ein Filter angeordnet ist.