DE202005003976U1

DE202005003976U1 - Lippendichtung insbesondere für Steckkupplungen im Kraftfahrzeug-Kühlwasser- und/oder -Ladeluftkreislauf

Info

Publication number: DE202005003976U1
Application number: DE200520003976
Authority: DE
Original assignee: Dichtungstechnik Wallstabe & S; Dichtungstechnik Wallstabe & Schneider & Co KG GmbH
Current assignee: Dichtungstechnik Wallstabe & S; Dichtungstechnik Wallstabe & Schneider & Co KG GmbH
Priority date: 2005-03-11
Filing date: 2005-03-11
Publication date: 2005-05-25
Anticipated expiration: 2015-03-12

Abstract

Lippendichtung insbesondere für Steckkupplungen (1) im Kraftfahrzeug-Kühlwasser und/oder -Ladeluftkreislauf, mit einem ringförmigen Tragkörper (12) und einer mit diesem verbundenen, schräg zur Axialrichtung der Dichtung verlaufenden Dichtlippe (13), welche aus einer Ruhestellung in eine Arbeitsstellung zur gegenseitigen Abdichtung der miteinander verbundenen Teile (2, 3) und umgekehrt bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippe (13) derart ausgebildet ist, dass sie in ihrer Arbeitsstellung mit hoher Flächenpressung an dem einen (2) der miteinander verbundenen Teile (2, 3) anliegt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lippendichtung insbesondere für Steckkupplungen im Kraftfahrzeug-Kühlwasser- und -Ladeluftkreislauf nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine solche Lippendichtung ist aus der Praxis bekannt. Bei dieser Lippendichtung ist die Dichtlippe so gestaltet, dass sie in ihrer Arbeitsstellung zur gegenseitigen Abdichtung der miteinander verbundenen Teile in aller Regel nur mit geringer Kraft an dem einen Teil, beispielsweise einem Anschlussstutzen, anliegt. Diese Ausbildung kann zu Problemen insbesondere dann führen, wenn in den miteinander verbundenen Teilen, also beispielsweise innerhalb einer Steckkupplung, ein Unterdruck herrscht, welcher mit Hilfe der Lippendichtung beispielsweise gegen den Umgebungsdruck abzudichten ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lippendichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, welche sicherer handhabbar ist, insbesondere in allen Betriebszuständen eine einwandfreie Abdichtung gewährleistet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Lippendichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß ist die Dichtlippe derart ausgebildet, dass sie in ihrer Arbeitsstellung mit hoher Flächenpressung an dem einen der miteinander verbundenen Teile anliegt. Damit ist die Betriebssicherheit der Lippendichtung verbessert. Vor allem ist die Lippendichtung aufgrund der hohen Flächenpressung in der Lage, eine gute Abdichtung auch dann sicherzustellen, wenn im System Unterdruck herrscht, d.h. wenn beispielsweise ein Unterdruck innerhalb einer Steckkupplung im Kraftfahrzeug-Kühlwasser- oder -Ladeluftkreislauf gegen den Umgebungsdruck abzudichten ist. Damit liegt die Dichtlippe mit größerer Kraft an dem einen der miteinander zu verbindenden oder verbundenen Teile, beispielsweise an einem Anschlussstutzen an. Die Lippendichtung ist also in der Lage eine Unterdruckdichtheit zu gewährleisten.
Vorteilhafterweise weist die Dichtlippe in ihrer Arbeitsstellung eine geringe Dichtbreite auf. Die geringe Dichtbreite ermöglicht auf besonders einfache, platz- und Material sparende Weise die zuvor erwähnte hohe Flächenpressung.
Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung hat die Dichtlippe eine in Einschubrichtung des einen Teils in das andere Teil hinten liegende Dichtkante, wobei vorzugsweise die Dichtlippe eine zylindrische Innenkontur aufweist und sich die Dichtkante daran in Einschubrichtung des einen Teils in das andere Teil nach hinten anschließt. Insofern kann, falls die Lippendichtung durch das eine der miteinander verbundenen Teile aus ihrer Ruhestellung in ihre Arbeitsstellung überführt ist, die hinten liegende Dichtkante mit der vorerwähnten hohen Flächenpressung an dem einen Teil anliegen und dieses damit gegen das andere Teil abdichten. Ein einfaches Hineinschieben des einen Teils, beispielsweise des vorerwähnten Anschlussstutzens, in das andere Teil ermöglicht ein Überführen der Lippendichtung in deren Arbeitsstellung und damit ein strammes Anliegen der Dichtlippe an dem einen, in die Lippendichtung hinein geschobenen Teil.
Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung weist die Dichtlippe an ihrem freien Ende drei Kanten auf, wobei unmittelbar aufeinander folgende Kanten zumindest in der Ruhestellung der Dichtung jeweils einen Winkel von etwa 90° einschließen. Diese Ausbildung der Dichtlippe kann auf einfache Weise das Vorsehen der Dichtkante ermöglichen.
Vorteilhafterweise ist die Dichtkante im Verbindungsbereich zwischen der die zylindrische Innenkontur bildenden Kante und der sich in Einschubrichtung des einen Teils in den anderen Teil hinteren Kante angeordnet und abgerundet ausgebildet. Diese Weiterbildung begünstigt eine geringe Dichtbreite der Dichtlippe und trägt daher mit zu einer hohen Flächenpressung bei. In Verbindung mit der vorgenannten Weiterbildung kann hier eine besonders schmale Dichtkante vorgesehen sein, da, wie zuvor erwähnt, benachbarte Kanten einen Winkel von etwa 90° einschließen. Auf der anderen Seite kann die Abrundung der Dichtkante mit zu einer guten Unterdruckdichtheit beitragen, da die Dichtkante letztlich flächig und nicht lediglich linienförmig ausgebildet sein kann und so beispielsweise auch bei kleinen punktförmigen, partikelförmigen Verunreinigungen sicherer als bei Linienberührung an dem einen abzudichtenden Teil anliegen kann.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung hat die in Einschubrichtung vordere Kante in der Ruhestellung der Dichtung eine in radialer Richtung verlaufende Breite, welche größer als diejenige der hinteren Kante ist, wobei das Verhältnis der Breite der vorderen Kante zur hinteren Kante 2:1 beträgt. Dadurch ist auf der einen Seite eine ausreichende Steifigkeit der Dichtlippe, auf der anderen Seite eine hinreichende Elastizität bei gleichzeitig möglichst weitgehender Materialersparnis gewährleistet. Auch dieses Merkmal kann mit dazu beitragen, die Betriebssicherheit der Lippendichtung zu verbessern.
Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist die Dichtlippe mittels eines ringförmigen Mittelsteges mit dem Tragkörper verbunden, wobei die Begrenzungskante des Mittelsteges zwischen hinterer Kante und Tragkörper in der Ruhestellung der Dichtung geradlinig verläuft. Auch dieses Merkmal trägt zu einer ausreichenden Flächenpressung auf der einen Seite und einer möglichst weit ge henden Materialersparnis auf der anderen Seite bei. Es wird darauf hingewiesen, dass die Lippendichtung im Bereich der vorerwähnten Begrenzungskante des Mittelsteges nicht an einem anderen Teil, auch nicht an einem Fixier- oder Sperrring an- oder aufliegt. Vielmehr ist die Lippendichtung selbst in der Lage, die vorerwähnte Flächenpressung auch ohne ein Abstützen eines Abschnitts der Lippendichtung an dem vorerwähnten Fixier- oder Sperrring zu gewährleisten.
Vorteilhafterweise ist der Tragkörper in radialer Richtung gestaucht und in axialer Richtung verpresst vorzugsweise mit Hilfe eines Fixierringes in dem anderen der beiden miteinander verbindbaren Teile gehalten. Auch dieses Merkmal trägt mit zur verbesserten Handhabbarkeit und Betriebssicherheit der Lippendichtung bei, da der Tragkörper und damit die Lippendichtung insgesamt sicher sowohl in radialer als auch in axialer Richtung in dem anderen der beiden miteinander verbindbaren oder verbundenen Teile befestigt oder montiert ist. Die Lippendichtung ist damit an einem betriebsbedingten Herausgleiten aus dem anderen der beiden miteinander verbindbaren Teile wirksam gehindert.
Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert, wobei alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung bilden. Es zeigen:
1 einen Längsschnitt durch eine Steckkupplung mit einer in der nicht verformten Ruhestellung dargestellten Lippendichtung;
2 eine vergrößerte Einzelheit II gemäß 1;
3 eine schematische, vergrößerte Teilansicht der Lippendichtung in ihrer verformten Arbeitsstellung.
In 1 ist ein schematischer Längsschnitt durch eine Steckkupplung 1 in einem nicht näher gezeigten Kraftfahrzeug-Kühlwasser- und/oder -Ladeluftkreislauf dar gestellt. Die Steckkupplung 1 hat einen Stutzen 2, auch Anschlussstutzen genannt, welcher, wie in 1 gezeigt, in ein Kupplungsstück 3 eingesteckt ist.
In dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel entspricht der Innendurchmesser 4 des Stutzens 2 dem Innendurchmesser 5 des Kupplungsstücks 3. Es wird darauf hingewiesen, dass die erfindungsgemäße Lippendichtung insbesondere aber nicht ausschließlich für den Einsatz in Steckkupplungen im Kraftfahrzeug-Kühlwasser- und/oder -Ladeluftkreislauf geeignet ist. In dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel dient eine Lippendichtung 6 zur gegenseitigen Abdichtung von Stutzen 2 und Kupplungsstück 3, so dass bei eingebauter Steckkupplung 1 ein durch den Innenraum 7 strömendes Medium 10, zum Beispiel Kühlwasser oder Luft, welches in 1 lediglich schematisch angedeutet ist, nicht von dem Innenraum 7 zur äußeren Umgebung 11 gelangen kann. Dies gilt ebenso für Stoffe aus der äußeren Umgebung in Richtung zum Innenraum 7.
Die Einzelheit II gemäß 1 ist in vergrößertem Maßstab in 2 dargestellt. Zunächst wird deutlich darauf hingewiesen, dass die in den 1 und 2 gezeigte Darstellung der Lippendichtung 6 die Lippendichtung in ihrer Ruhestellung zeigt, in welcher die Lippendichtung die zu verbindenden Teile nicht gegeneinander abdichtet und insofern die Lippendichtung eigentlich kein radial innen liegendes, abzudichtendes Teil, im gewählten Ausführungsbeispiel wäre das der Stutzen 2, aufnimmt.
In der abdichtenden Arbeitsstellung ist die Lippendichtung 6 vielmehr, wie in 3 angedeutet, angeordnet.
Die Ausbildung der Lippendichtung 6 lässt sich aber gut anhand der in den 1 und 2 gezeigten Darstellungen der Lippendichtung 6 erläutern.
Die Lippendichtung 6 hat einen ringförmigen Tragkörper 12 und eine mit dem Tragkörper 12 verbundene, ringförmige Dichtlippe 13. Wie in den 1 und 2 angedeutet, verläuft die Dichtlippe 13 schräg zur Axialrichtung der Lippendichtung 6. Die Axialrichtung der Dichtung ist durch den Doppelpfeil A in 2 angedeutet.
Wie zuvor bereits angedeutet, ist die Dichtlippe 13 aus einer in den 1 und 2 gezeigten Ruhestellung in eine in 3 gezeigte Arbeitsstellung zur gegenseitigen Abdichtung der miteinander verbundenen Teile (Stutzen 2, Kupplungsstück 3) und umgekehrt bewegbar. Aus der in 2 gezeigten Ruhestellung bewegt sich die Dichtlippe 13 entlang dem Pfeil B in die in 3 gezeigte Arbeitsstellung.
Erfindungsgemäß ist die Dichtlippe 13 derart ausgebildet, dass sie in ihrer Arbeitsstellung mit hoher Flächenpressung an dem einen der miteinander verbundenen Teile anliegt. Die mit der erfindungsgemässen Lippendichtung erzielbare maximale Flächenpressung beträgt etwa das 2,5-fache der mit einer herkömmlichen Lippendichtung einstellbaren maximalen Flächenpressung. In dem in den 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das eine Teil der Stutzen 2 und das andere Teil das Kupplungsstück 3.
Die Dichtlippe 13 ist derart ausgestaltet, dass sie in ihrer Arbeitsstellung eine geringe Dichtbreite 14 aufweist. Diese Dichtbreite 14 ist in 3 angedeutet. Wie in den 1 und 2 angedeutet, weist die Dichtlippe 13 eine zylindrische Innenkontur 15 auf, an die sich in Einschubrichtung (siehe Pfeil C) des einen Teils (z.B. Stutzen 2) in das andere Teil (z.B. Kupplungstück 3) nach hinten hin eine Dichtkante 16 anschließt. Die Dichtlippe 13 hat also eine in Einschubrichtung gemäß Pfeil C des einen Teils in das andere Teil hinten liegende Dichtkante 16.
Wie genauer in den 2 und 3 gezeigt, weist die Dichtlippe 13 an ihrem freien Ende 17 drei Lippenflächen 20, 21, 22 auf. Unmittelbar aufeinander folgende, d.h. benachbarte Lippenflächen, nämlich die Lippenflächen 20, 21 sowie 21, 22 schließen zumindest in der Ruhestellung der Dichtung jeweils einen Winkel 23 von etwa 90° ein. Die Dichtkante 16 ist im Verbindungsbereich zwischen der die zylindrische Innenkontur 15 bildenden Lippenfläche 21 und der sich in Einschubrichtung (siehe Pfeil C) des einen Teils in den anderen Teil hinteren Lippenfläche 22 angeordnet und, wie genauer in 3 zu sehen ist, abgerundet ausgebildet.
Wie ferner den Darstellungen der 2 und 3 zu entnehmen ist, hat die in Einschubrichtung vordere Lippenfläche 20 eine Breite 24, welche Breite sich in der Ruhestellung der Dichtung gemäß 2 in radialer Richtung erstreckt, die größer als diejenige der hinteren Lippenfläche 22 ist. Vorzugsweise beträgt das Verhältnis der Breite 24 der vorderen Lippenfläche 20 zur Breite 25 der hinteren Lippenfläche 22 etwa 2:1.
Die Dichtlippe 13 hat ferner einen ringförmigen Mittelsteg 26, mit dem sie mit dem Tragkörper 12 verbunden ist. Die Begrenzungskante 27 des Mittelsteges 26 zwischen hinterer Lippenfläche 22 und Tragkörper 12 verläuft in der Ruhestellung der Dichtung geradlinig, wie dies in 2 gezeigt ist.
Wie genauer 2 zu entnehmen ist, ist der Tragkörper 12 in radialer Richtung gestaucht und in axialer Richtung verpresst vorzugsweise mit Hilfe eines Fixierringes 30 in dem anderen Teil (in dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist dies das Kupplungsstück 3) der beiden miteinander verbindbaren Teile 2, 3 gehalten. Dies ergibt sich in 2 dadurch, dass die Außenkontur 31 des Tragkörpers 12 im nicht gestauchten und verpressten Zustand, wie dieser in 2 gezeigt ist, den für den Tragkörper zur Verfügung stehenden Raum zwischen Kupplungsstück 3 und Fixierring 30 bereichsweise übersteigt. Dies gilt sowohl für einen ersten Dichtwulst 32, welcher entgegen der Einschubrichtung, d.h. entgegen dem Pfeil C, konvex ausgebildet ist und die gesamte Breite des Tragkörpers 12 einnimmt; dies gilt aber auch für einen zweiten Dichtwulst 33, welcher an dem dem ersten Dichtwulst gegenüberliegenden Ende des Tragkörpers 12 angeordnet ist und nahezu ausschließlich im in 2 unteren rechten Eckenbereich 34 des Tragkörpers 12 angeordnet ist.
Nachfolgend wird die Handhabung der erfindungsgemäßen Lippendichtung 6 näher erläutert.
Die Lippendichtung 6 ist in ihrer in den 1 und 2 gezeigten Ruhestellung mit Hilfe des Fixierrings 30 fest in dem Kupplungsstück 3 gehalten. Sodann wird der Stutzen 2 in Richtung des Pfeils C, d.h. in Einschubrichtung, in das Kupplungsstück 3 eingeführt, wobei das vordere Ende 35 des Stutzens 2, welches leicht konisch ausgebildet ist, die Dichtlippe 13 der Lippendichtung 6 in Richtung des Pfeils B beaufschlagt und radial nach außen soweit drückt, bis die in 3 gezeigte abdichtende Arbeitsstellung der Lippendichtung erreicht ist. In dieser Arbeitsstellung liegt die Dichtkante 16 fest am Außendurchmesser 36 des Stutzens 2 an. Daraus folgt, dass das vordere Ende 35 des Stutzens 2 zunächst entlang der Begrenzungskante 27 des Mittelsteges 26 entlang gleitet und dann die Dichtlippe 13 entlang dem Pfeil B bewegt und aufweitet, so dass schließlich die Arbeitsstellung gemäß 3 erreicht wird. In dieser liegt die Dichtkante 16, wie zuvor erwähnt, mit hoher Flächenpressung am Stutzen 2 an. Es ist klar, dass der Innendurchmesser der zylindrischen Innenkontur 15 in der in 2 gezeigten Ruhestellung der Dichtung kleiner ist als der Innendurchmesser im Bereich der Dichtkante 16 in der in 3 gezeigten Arbeitsstellung der Dichtung. Der Bereich der ringförmigen Dichtlippe 13 könnte auch mit dem Begriff "Innenlippe" bezeichnet werden.
Es ist klar, dass die Lippendichtung im Anschluß an ihre Arbeitsstellung zumindest annähernd wieder ihre in 2 gezeigte Ruhestellung einnimmt, wenn der Stutzen 2 von dem Kupplungsstück 3 getrennt, der Stutzen also aus dem Kupplungsstück entgegen der Richtung des Pfeils C herausgezogen wird.
Neben den oben erwähnten Vorteilen zeichnet sich die erfindungsgemäße Lippendichtung durch sehr geringe Fügekräfte bei der Montage des Stutzens 2 im Kupplungsstück 3 aus. Durch die flexible innere Dichtlippe 13 wird bei zunehmendem Mediendruck die innere Dichtfläche, nämlich die Dichtkante 16, verstärkt an den Stutzen 2 gepresst. Aufgrund der hinten liegenden Dichtkante 16 ist eine Abdichtung, wie zuvor erwähnt, auch bei Unterdruck noch gegeben. Die Abdichtung am Außendurchmesser der Dichtung wird durch die beiden in Axialrichtung ausgeprägten Dichtwülste 32, 33 erzielt. Der erste Dichtwulst 32 hat darüber hinaus den Vorteil, dass die Lippendichtung 6 durch diesen in einer Nut 37 des Fixierringes fest gehalten ist.
Die vorerwähnten Fügekräfte betragen bei einer Nennweite (NW) 32 weniger als 50 N. Die erfindungsgemäße Lippendichtung ist bei einer neuen, noch nicht eingesetzten Kupplung in aller Regel unterdruckdicht bis zumindest etwa –0,98 bar und überdruckdicht bis zumindest etwa 5 bar. Die innere Dichtfunktion ist unabhängig von der äußeren Dichtfunktion. Die erfindungsgemäße Lippendichtung weist eine Druck unterstützende Lippendichtung auf, ist kompatibel zu sogenannten VDA-Stutzen und kann Unrundheiten der Kunststoffteile durch die Lippengeo metrie ausgleichen. Sie hat eine optimale Dichtringgeometrie und lässt sich prozesssicher fertigen. Eine Falschmontage der Lippendichtung ist ausgeschlossen. Eine Schmierung bei der Montage ist nicht erforderlich.

Claims

Lippendichtung insbesondere für Steckkupplungen (1) im Kraftfahrzeug-Kühlwasser und/oder -Ladeluftkreislauf, mit einem ringförmigen Tragkörper (12) und einer mit diesem verbundenen, schräg zur Axialrichtung der Dichtung verlaufenden Dichtlippe (13), welche aus einer Ruhestellung in eine Arbeitsstellung zur gegenseitigen Abdichtung der miteinander verbundenen Teile (2, 3) und umgekehrt bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippe (13) derart ausgebildet ist, dass sie in ihrer Arbeitsstellung mit hoher Flächenpressung an dem einen (2) der miteinander verbundenen Teile (2, 3) anliegt.
Lippendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippe (13) in ihrer Arbeitsstellung eine geringe Dichtbreite (14) aufweist.
Lippendichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippe (13) eine in Einschubrichtung des einen Teils (2) in das andere Teil (3) hinten liegende Dichtkante (16) hat.
Lippendichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippe (13) eine zylindrische Innenkontur (15) aufweist und sich die Dichtkante (16) daran in Einschubrichtung des einen Teils (2) in das andere Teil (3) nach hinten hin anschließt.
Lippendichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippe (13) an ihrem freien Ende (17) drei Lippenflächen (20, 21, 22) aufweist, wobei unmittelbar aufeinander folgende Lippenflächen (20,21; 21,22) zumindest in der Ruhestellung der Dichtung jeweils einen Winkel 23 von etwa 90° einschließen.
Lippendichtung nach einem Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtkante (16) im Verbindungsbereich zwischen der die zylindrische In nenkontur (15) bildenden Lippenfläche (21) und der sich in Einschubrichtung des einen Teils (2) in den anderen Teil (3) hinteren Lippenfläche (22) angeordnet und abgerundet ausgebildet ist.
Lippendichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die in Einschubrichtung vordere Lippenfläche (20) in der Ruhestellung der Dichtung eine in radialer Richtung verlaufende Breite (24) hat, welche größer als diejenige der hinteren Lippenfläche (22) ist, wobei das Verhältnis der Breite (24) der vorderen Lippenfläche (20) zur Breite (25) der hinteren Lippenfläche (22) vorzugsweise 2:1 beträgt.
Lippendichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippe (13) mittels eines ringförmigen Mittelsteges (26) mit dem Tragkörper (12) verbunden ist, wobei die Begrenzungskante (27) des Mittelsteges (26) zwischen hinterer Lippenfläche (22) und Tragkörper (12) in der Ruhestellung der Dichtung geradlinig verläuft.
Lippendichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragkörper (12) in radialer Richtung gestaucht und in axialer Richtung verpresst vorzugsweise mit Hilfe eines Fixierringes (30) in dem anderen (3) der beiden miteinander verbindbaren Teile (2, 3) gehalten ist.