DE202005003345U1

DE202005003345U1 - Dichtflansch zur Abdichtung einer Welle

Info

Publication number: DE202005003345U1
Application number: DE202005003345U
Authority: DE
Original assignee: Dichtungstechnik G Bruss GmbH and Co KG
Current assignee: Dichtungstechnik G Bruss GmbH and Co KG
Priority date: 2005-02-24
Filing date: 2005-02-24
Publication date: 2006-07-13
Anticipated expiration: 2015-02-25
Also published as: US20080007007A1

Abstract

Dichtflansch zur Abdichtung einer Welle, insbesondere der Kurbelwelle in einem Kraftfahrzeugmotor, mit einem im wesentlichen metallischen Flanschkörper (11), der eine Wellenöffnung (12) zur Durchführung der Welle aufweist, wobei der Dichtflansch ein die Welle umschließendes Dichtelement (15), Befestigungseinrichtungen (13) zum Befestigen des Dichtflansches (10) an der abzudichtenden Maschine und einen an dem Flanschkörper (11) angebrachten Sensorhalter (20) aus Kunststoff zum Halten eines Sensorelements (16) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Flanschkörper (11) im Bereich des Sensorhalters (20) geschwächt ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Dichtflansch nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Ein solcher Dichtflansch mit einem Kunststoffblock zur Aufnahme eines Sensors für die Motordrehzahl ist aus der EP 1 063 455 A2 bekannt. Dabei wird der angebundene Kunststoff mit einem strukturfesten, formstabilen Träger aus Stahlblech gestützt. Es hat sich jedoch gezeigt, dass der Bereich der Anbindung des Kunststoffblocks an den metallischen Trägers bruchgefährdet ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen bruchstabilen Dichtflansch mit geringem Herstellungsaufwand und positionsgenauer Anbindung des Sensorelements bereitzustellen.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Mitteln des Anspruchs 1. Die Erfindung geht aus von der Erkenntnis, dass der Bereich der Anbindung des Sensors an den Flanschkörper der dynamisch am stärksten beanspruchte Teil des Dichtflansches ist. Die erfindungsgemäße Lösung sieht nun eine auf den ersten Blick überraschende Schwächung des hochfesten Flanschkörpers gerade in diesem stark beanspruchten Bereich vor. Mit anderen Worten wird im Bereich des Sensorhalters ein Teil des hochfesten metallischen Werkstoffs des Flanschkörpers durch den weniger festen Kunststoff des Sensorhalters ersetzt, was der Stützfunktion des Flanschkörpers zu widersprechen scheint. Versuche haben jedoch gezeigt, dass durch die gezielte Schwächung des Flanschkörpers in diesem kritischen Bereich das Schwingungs- und Dämpfungsverhalten des Dichtflansches so beeinflusst werden kann, dass das Auftreten von Brüchen verhindert werden kann.
Eine einfache und daher bevorzugte Möglichkeit für die Schwächung des Flanschkörpers im Bereich des Sensorhalters sieht eine Ausnehmung in einer Grundplatte des Flanschkörpers vor. Dies bedeutet, dass der Flanschkörper in diesem Bereich eine reduzierte radiale Ausdehnung aufweist im Vergleich zur mittleren radialen Ausdehnung.
Radial bedeutet dabei in Bezug auf die Wellenachse. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Es kann beispielsweise auch eine Flanschkörper-Grundplatte mit einer verringerten Stärke im Bereich des Sensorhalters vorgesehen sein.
Nach einem bevorzugten Aspekt kommt der Wahl der verwendeten Werkstoffe besondere Bedeutung zu. Um den Herstellaufwand zu reduzieren, ist es vorteilhaft, wenn die Werkstoffe für den Sensorhalter, die statische Dichtung und den Binder für die PTFE-Dichtscheibe ähnliche Verarbeitungseigenschaften aufweisen, damit diese in einem Arbeitsschritt an den metallischen Träger gebunden werden können. Dies ist gegeben bei Verwendung von Duroplast für den Sensorhalter und elastomeren Dichtungswerkstoffen für die statische und dynamische Dichtung bzw. für den Fall, dass eine dynamische PTFE-Dichtlippe über eine elastomere Zwischenschicht an das Metall des Trägerflansches gebunden wird.
Weitere vorteilhafte Merkmale und Ausführungsformen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen hervor. Dabei zeigen:
1: eine Draufsicht auf einen Dichtflansch von der Umgebungsseite;
2: eine Draufsicht auf einen Dichtflansch von der Motorseite;
3: eine perspektivischen Ansicht eines Flanschkörpers im Bereich des Sensorhalters von der Umgebungsseite;
4: eine perspektivische Ansicht eines Dichtflansches im Bereich des Sensorhalters von der Umgebungsseite;
5: eine perspektivische Ansicht eines Dichtflansches im Bereich des Sensorhalters mit Sensorelement von der Umgebungsseite; und
6: eine perspektivische Ansicht eines Dichtflansches im Bereich des Sensorhalters von der Motorseite.
Der Dichtflansch 10 umfasst einen Flanschkörper 11, der eine zentrale Öffnung 12 zur Durchführung einer nicht gezeigten Kurbelwelle in einem Kraftfahrzeugmotor aufweist. Der Flanschkörper 11 weist Befestigungsöffnungen 13 zur Befestigung des Dichtflanschs 10 an dem abzudichtenden Kraftfahrzeugmotor auf. An der Motorseite des Dichtflanschs 10 ist dementsprechend ein statisches Dichtelement 14 vorgesehen. Die Wellenöffnung 12 ist mit einem kreisringförmigen dynamischen Dichtelement 15 versehen. Der Flanschkörper 11 hat die Form einer im wesentlichen ringförmigen Grundplatte 21 mit einem äußeren Kragen 22 und einem inneren Kragen 23 zur Befestigung des dynamischen Dichtelements 15.
Am Umfangsrand des Flanschkörpers 11 ist ein Sensorelement 16 angebracht, das einen Sensor 17 aufweist, der mit einem an der Welle befestigten signalauslösenden Element 18, beispielsweise einem mit einer Magnetstruktur versehenen Ringelement, zusammenwirkt. Das signalauslösende Element 18 induziert in dem Sensor 17 ein von der Drehzahl der Welle abhängiges elektrisches Signal, beispielsweise eine festgelegte Anzahl von Impulsen pro Umdrehung der Welle, das beispielsweise über einen Steckverbinder 19 abgenommen wird.
Ein Sensorhalter 20 aus Kunststoff ist mit dem Flanschkörper 11 an seinem Umfangsrand verbunden. Wie am besten aus 3 ersichtlich, ist der Flanschkörper 11 im Bereich des Sensorhalters 20 geschwächt ausgebildet. Diese Schwächung wird von einer U-förmigen, nach außen geöffneten Ausnehmung 24 in der Grundplatte 21 des Flanschkörpers 11 gebildet. Die radiale Ausdehnung d des Flanschkörpers 11 im Bereich des Sensorhalters 20 ist daher wesentlich geringer als die mittlere radiale Ausdehnung D des Flanschkörpers 11. „Wesentlich geringer" bedeutet dabei mindestens 15 %, vorzugsweise mindestens 20 %, weiter vorzugsweise mindestens 25 % geringer. Mit anderen Worten wird im Bereich des Sensorhalters 20 ein Teil des hochfesten metallischen Werkstoffs des Flanschkörpers 11 durch den weniger festen Kunststoff des Sensorhalters 20 ersetzt.
Der Flanschkörper 11 besteht vorzugsweise aus Stahlblech. Es kommen aber auch andere metallische Werkstoffe, beispielsweise Aluminium oder geeignete Legierungen in Frage. In der Regel besteht die statische Dichtung 14 aus einem elastomeren Werkstoff. Für die dynamische Wellendichtung 15 können zwei unterschiedliche Varianten gewählt werden, entweder wird sie aus einem elastomeren Werkstoff vorzugsweise auf Basis eines Fluor-Kautschuks direkt an den Flanschkörper angeformt oder sie wird als vorgefertigte Dichtscheibe aus einem PTFE-Kunststoff über eine elastomere Zwischenschicht an den Flanschkörper gebunden.
Zur Herstellung einer besonders stabilen und bruchsicheren Verbindung des Sensorhalters 20 mit dem Flanschkörper 11 sind vorzugsweise folgende Merkmale vorgesehen. An der Grundplatte 21 des Flanschkörpers 11 ist ein zusätzliches Verbindungselement in Form einer Leiste 25 vorgesehen, die vorzugsweise in der Ausnehmung 24 im Flanschkörper 11 angeordnet und im vorliegenden Fall etwa tangential zu der Wellenöffnung 12 orientiert ist. Die Leiste 25 weist eine Mehrzahl von Durchgangsbohrungen 26 auf, die zur formschlüssigen Verbindung des Sensorhalters 20 mit dem Flanschkörper 11 dienen, um die dauerhafte genaue Positionierung des Sensorhalters 20 relativ zu dem Flanschkörper 11 sicherzustellen.
Der Flanschkörper 11 weist vorzugsweise mindestens einen, vorzugsweise zwei radial nach außen vorstehende Stege 28, 29 zur seitlichen Verbindung mit dem Sensorhalter 20 bzw. entsprechenden Schenkeln 29, 30 des Sensorhalters 20 auf. Die Stege 28, 29 des Flanschkörpers 11 können beispielsweise als Fortsätze des äußeren Kragens 22 gebildet sein. Der Sensorhalter 20 ist daher im vorliegenden Beispiel insgesamt U-förmig.
Das Sensorelement 16 ist mittels einer Schraube 32, die durch eine Durchgangsbohrung durch das Sensorelement 16 in eine Gewindebohrung 34 des Sensorhalters 20 eingreift, mit geringem Aufwand lösbar mit dem Sensorhalter 20 verbunden.
In mindestens einem radialen Schenkel 29 des Sensorhalters 20 kann eine Führung 31 vorgesehen sein, in die ein entsprechender Zapfen des Sensorelements 16 eingreift. Führung 31 und entsprechender Zapfen können zur genauen Positionierung des Sensorelements 16 relativ zu dem Sensorhalter 20 dienen.

Claims

Dichtflansch zur Abdichtung einer Welle, insbesondere der Kurbelwelle in einem Kraftfahrzeugmotor, mit einem im wesentlichen metallischen Flanschkörper (11), der eine Wellenöffnung (12) zur Durchführung der Welle aufweist, wobei der Dichtflansch ein die Welle umschließendes Dichtelement (15), Befestigungseinrichtungen (13) zum Befestigen des Dichtflansches (10) an der abzudichtenden Maschine und einen an dem Flanschkörper (11) angebrachten Sensorhalter (20) aus Kunststoff zum Halten eines Sensorelements (16) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Flanschkörper (11) im Bereich des Sensorhalters (20) geschwächt ausgebildet ist.
Dichtflansch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Grundplatte (21) des Flanschkörpers (11) im Bereich des Sensorhalters (20) eine Ausnehmung (24) aufweist.
Dichtflansch nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorhalter (20) und die Dichtelemente (14, 15) aus Werkstoffen mit ähnlichen Verarbeitungseigenschaften bestehen.
Dichtflansch nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtelemente (14, 15) aus einem elastomeren Werkstoff bestehen.
Dichtflansch nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorhalter (20) im wesentlichen aus einem Duroplast besteht.
Dichtflansch nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Flanschkörper (11) im wesentlichen aus Stahlblech besteht.
Dichtflansch nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtelemente (14, 15) und der Sensorhalter (20) bei der Herstellung in demselben Produktionswerkzeug an den Flanschkörper (11) angeformt werden.
Dichtflansch nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (15) aus einer PTFE-Dichtscheibe besteht, die über eine elastomere Zwischenschicht an den Flanschkörper gebunden wird.
Dichtflansch nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Flanschkörper (11) mindestens ein von dem Sensorhalter (20) vollständig umschlossenes Verbindungselement (25, 27, 28) aufweist.
Dichtflansch nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Flanschkörper (11) mindestens ein Positioniermittel (26) zum formschlüssigen Zusammenwirken mit dem Sensorhalter (20) aufweist.
Dichtflansch nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (16) lösbar mit dem Sensorhalter (20) verbunden ist.