DE19945348C2

DE19945348C2 - Dichtung für hin- und hergehende Maschinenteile

Info

Publication number: DE19945348C2
Application number: DE19945348A
Authority: DE
Inventors: M Arora; Pier Giorgio Ferrero
Original assignee: Carl Freudenberg KG
Current assignee: Carl Freudenberg KG
Priority date: 1999-09-22
Filing date: 1999-09-22
Publication date: 2003-07-10
Anticipated expiration: 2019-09-23
Also published as: DE50008651D1; EP1087108B1; DE19945348A1; EP1087108A1

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dichtung für hin- und hergehende Maschinenteile, insbesondere eine Ventilschaftdichtung für Verbrennungskraftmaschinen mit einem von einer metallischen Hülse gehaltenen elastomeren Dichtelement, das eine das Maschinenteil dichtend umfassende Dichtlippe hat, die durch zwei gegeneinander geneigte kegelstumpfförmige Oberflächen gebildet ist.

Stand der Technik

Aus der US PS 3 554 180 ist beispielsweise eine Ventilschaftdichtung bekannt, bei der durch das Aufsetzen einer Kappe die Elastomerdichtung zwischen dieser und der Ventilschaftführung komprimiert wird und so ein axialer Druck auf den Dichtring erzielt werden soll, um dadurch die Dichtlippe radial an den Ventilschaft anzupressen. Hierdurch sollen eventuell bestehende Exzentrizitäten des Ventilschafts und der Ventilschaftführung ausgeglichen werden. Diese Konstruktion ist jedoch nicht in der Lage über eine längere Betriebsdauer den asymmetrischen Verschleiß zu kompensieren.

Eine andere Möglichkeit Exzentrizitäten aufzuheben ist in der US PS 4 947 811 dargestellt, bei der der Dichtring von einer steifen zylindrischen Hülse gehalten wird, gegenüber dieser Hülse jedoch radial verschiebbar ist. Auch diese Anordnung ist nur bedingt einsetzbar, da die exzentrische Verlagerung des Dichtrings durch eine Ringnut im Dichtring und darin eingesetztem Flansch der Hülse erreicht werden soll, die sich gegeneinander verkanten können. Da an der Dichtlippe in axialer Richtung Kräfte auftreten, ist ein solches Verkanten leicht möglich.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Dichtung zu schaffen, die einfach in ihrem Aufbau und in ihrer Herstellung ist, eine definierte Leckage am hin- und hergehenden Maschinenteil erlaubt und eine zentrische Führung von Dichtlippe und Maschinenteil ergibt. Dabei soll ein Funktionsverlust auch bei längerer Betriebsdauer vermieden werden.

Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei einer Dichtung der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäß dadurch, daß in dem von der Dichtlippe gebildeten elastischen Teil der Dichtung die innenliegende Bodenseite der Dichtlippe auf ihrem Umfang verteilt mit mehreren konzentrischen, eine unterbrochene Zentrierlippe bildenden Ringwulstabschnitten versehen ist, deren Innendurchmesser größer als der Innendurchmesser der Dichtlippe ist, wobei die Umfangslänge aller Ringwulstabschnitte (11) 10 bis 90% der Gesamtumfangslänge im Bereich der Ringwulstabschnitte (11) beträgt. Bei einer solchen Dichtung kann der grundsätzliche Aufbau aus Metallhülse und Dichtlippe beibehalten werden. Im elastischen Teil der Dichtung, an der innenliegenden Oberfläche der Dichtlippe wird die unterbrochene Zentrierlippe in Form von mehreren Ringwulstabschnitten angebracht, welche die Dichtlippe in einer konzentrischen Lage zum Ventilschaft hält. Dabei treten die Ringwulstabschnitte dann in Aktion wenn eine Verschiebung der Teile zueinander auftritt.

Die Ringwulstabschnitte befinden sich im flexiblen Übergangsbereich des Dichtelements zwischen der oberen Kante der steifen Metallhülse und der Dichtlippe. Die unterbrochene Zentrierlippe bewirkt gegebenenfalls eine Verschiebung der Dichtlippe in eine konzentrische Position zum Ventilschaft.

Außerdem ist es günstig für die Funktion der Dichtung, wenn das Elastomer zwischen der Dichtlippe und der Zentrierlippe eine andere Steifigkeit aufweist als das Elastomer zwischen der Zentrierlippe und der oberen Kante der Metallhülse.

Die Anzahl der Ringwulstabschnitte wird auf den Einsatzbereich der Dichtung abgestimmt. Bei einer Ventilschaftdichtung sollte sie mehr als drei betragen. Auch die Umfangslänge aller Ringwulstabschnitte wird auf den Anwendungsbereich abgestimmt. Sie sollte 10 bis 90% der Gesamtumfangslänge im Bereich der Ringwulstabschnitte betragen. Je größer der Freiraum zwischen den einzelnen Ringwulstabschnitten um so geringer ist die Möglichkeit für die Bildung von eventuellen Öltaschen.

Kurzbeschreibung der Zeichnung

In der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt.

Ausführung der Erfindung

In der Fig. 1 ist im Längsschnitt die linke Hälfte einer Dichtung dargestellt. Der Ventilschaft 1 erfährt eine hin- und hergehende Bewegung und ist in der Führung 2 gehalten. Auf die Führung 2 ist die Dichtung 3 aufgesetzt, die aus der metallischen Hülse 4 und einem damit fest verbundenen Dichtelement 5 besteht. Das Dichtelement 5 hat die Dichtlippe 6, die durch die Ringspannfeder 7 an den Ventilschaft 1 angedrückt wird. Zur Befestigung auf der Führung 2 greift das Dichtelement 5 mit an sich bekannten Auswölbungen 8 um die Führung 2.

Die Dichtlippe 6 wird von zwei kegelstumpfförmigen Oberflächen 9 und 10 gebildet bzw. begrenzt. Die innenliegende Oberfläche 10 ist die Bodenseite der Dichtlippe 6. Sie hat auf ihrem Umfang gleichmäßig verteilt mehrere konzentrische Ringwulstabschnitte 11, deren Innendurchmesser D größer ist als der Innendurchmesser d der Dichtlippe 6. Die Ringwulstabschnitte 11 bilden eine unterbrochene Zentrierlippe 20. Im vorliegenden Beispiel sind vier Ringwulstabschnitte 11 vorgesehen, die etwa 80% der Gesamtumfangslänge im Bereich der Ringwulstabschnitte 11 einnehmen. Die Freibereiche zwischen den Ringwulstabschnitten 11, d. h. die Bereiche in denen die Oberfläche 10 konzentrisch weitergeführt ist, betragen somit insgesamt 20%.

Die Ringwulstabschnitte 11 sind im flexiblen Übergangsbereich 13 des Dichtelements 5 zwischen der oberen Kante 14 der steifen Metallhülse 4 und der Dichtlippe 6 angeordnet.

Darüberhinaus ist das Elastomer 15 zwischen der Dichtlippe 6 und der Zentrierlippe 20 mit einer anderen Steifigkeit ausgestattet als das Elastomer 16 zwischen der Zentrierlippe 20 und der oberen Kante 14 der Metallhülse 4. Dieses wird insbesondere durch konstruktive Ausgestaltungen erreicht.

Es wird noch angemerkt, daß die Ringwulstabschnitte 11 ohne Einfluß auf die gewollte Leckage sind. Versuche haben ergeben, daß die Positionierung der Zentrierlippe 20 unterhalb der Dichtlippe 6, d. h. auf ihrer Bodenseite 10 zu besten Ergebnissen führt. Eine Anordnung der Zentrierlippe oberhalb der Dichtlippe 6 ist jedoch auch möglich.

Claims

1. Dichtung für hin- und hergehende Maschinenteile insbesondere Ventilschaftdichtung für Verbrennungskraftmaschinen mit einem von einer metallischen Hülse gehaltenen elastomeren Dichtelement, das eine das Maschinenteil dichtend umfassende Dichtlippe hat, die durch zwei gegeneinander geneigte kegelstumpfförmige Oberflächen gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem von der Dichtlippe (6) gebildeten elastischen Teil der Dichtung (3) die innenliegende Bodenseite (10) der Dichtlippe (6) auf ihrem Umfang verteilt mit mehreren konzentrischen, eine unterbrochene Zentrierlippe (20) bildenden Ringwulstabschnitten (11) versehen ist, deren Innendurchmesser (D) größer als der Innendurchmesser (d) der Dichtlippe (6) ist, wobei die Umfangslänge aller Ringwulstabschnitte (11) 10 bis 90% der Gesamtumfangslänge im Bereich der Ringwulstabschnitte (11) beträgt.

2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierlippe (20) im flexiblen Übergangsbereich (13) des Dichtelements (5) zwischen der oberen Kante (14) der steifen Metallhülse (4) und der Dichtlippe (6) angeordnet ist.

3. Dichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Elastomer (15) zwischen der Dichtlippe (6) und der Zentrierlippe (20) eine andere Steifigkeit aufweist als das Elastomer (16) zwischen der Zentrierlippe (20) und der oberen Kante (14) der Metallhülse (4).

4. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Ringwulstabschnitte (11) mehr als drei beträgt.

5. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringwulstabschnitte (11) eine höhere Steifigkeit als die Dichtlippe (6) haben.