DE2554840A1

DE2554840A1 - Ringdichtung, insbesondere achsialdichtung fuer radbremsen an kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE2554840A1
Application number: DE19752554840
Authority: DE
Inventors: Nils Magnus Hartelius
Original assignee: Volvo AB
Current assignee: Volvo AB
Priority date: 1974-12-10
Filing date: 1975-12-05
Publication date: 1976-06-16
Also published as: SE399747B; IT1052551B; FR2294368B3; SE7415465L; FR2294368A1; GB1510227A

Description

AB Volvo,
S-405 08 Göteborg, Schweden

"Ringdichtung, insbesondere Achsialdichtung für Radbremsen an

Kraftfahrzeugen"

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine zwischen zwei im Verhältnis zueinander beweglichen Maschinenteilen - z.B. einer rotierenden Bremstrommel oder einer Welle und einem im Verhältnis dazu stationären Maschinenteil - angeordnete, aus elastischem Material bestehende Ringdichtung, die so eingerichtet ist, dass sie zwischen den Maschinenteilen dichtet, wenn die Relativgeschwindigkeit zwischen jenen Teilen an der Dichtungsstelle einen gewissen Grenzwert unterschreitet. Diese Ringdichtung schliesst einen auf dem rotierenden Maschinenteil fest angebrachten ringförmigen Grundteil und eine mit dem Grundteil in einem Stück ausgebildete und von diesem hervorstehende ringförmige Dichtungslippe in sich, die so eingerichtet ist, dass sie mit einer Dichtungskante gegen eine im wesentlichen ebene Dichtungsfläche des anderen Maschinenteils dichten kann.

Die erfindungsgemässe Ringdichtung hat den Zweck, vorzugsweise zum Abdichten von Bremsen eines Kraftfahrzeuges Verwendung zu finden. Bei Fahrzeugen, die in mehr oder weniger unebenem Gelände verwendet werden sollen, besteht immer das Risiko eines Eindringens von Wasser, Schlamm, Lehm u. dgl. in den Spalt zwischen Bremstrommel und Bremsschild. Solche Verunreinigungen setzen die Bremsfähigkeit bedeutend herab und bewirken einer erhöhten Ver-

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schleiss sowohl der Bremstrommel als auch des Bremsbelages. Um den genannten Nachteil zu beseitigen, hat man eine Mehrzahl Dichtungsvorrichtungen vorgeschlagen und entwickelt. Beispielsweise sind mehrere verschiedene Typen von Spaltdichtungen vorgeschlagen, welche Dichtungen den Vorteil haben, keine Reibung zu erzeugen und also auch nicht abgenutzt zu werden. Es hat sich aber gezeigt, dass diese vorbekannten Konstruktionen das Eindringen von Wasser und Schlamm nicht wirksam verhindern können, welche Verunreinigungen, wenn sie einmal eingedrungen sind, infolge der Eigenschaften von Spaltdichtungen dort verblieben und dadurch die Situation verschlechtern. Andererseits wurden verschiedene Typen von Reibung erzeugenden Dichtungen vorgeschlagen, die zwar anfangs Verunreinigungen wirksam daran hindern einzudringen, aber infolge der durch die Reibung hervorgebrachten Abnutzung bald eine mehr oder weniger stark herabgesetzte Funktionsfähigkeit haben.

Die vorliegende Erfindung gründet sich auf die Einsicht, dass die Dichtung nur dichtend zu wirken braucht, wenn sich die Maschinenteile zwischen denen die Dichtung angebracht ist - d.h. bei der in erster Linie beabsichtigten Verwendung für eine Bremstrommel und ein stationäres Bremsschild - sich im Verhältnis zueinander nicht bewegen, oder wenn nur eine verhältnismässig geringe Relativgeschwindigkeit vorkommt, während dagegen bei höheren Relativgeschwindigkeiten zwischen den Maschinenteilen kein Bedarf eines Dichtens vorliegt. Dies kann man dem Umstand zuschreiben, dass, wenn ein Fahrzeug auf solchem Gelände gefahren wird, dass die Gefahr eines Eindringens von Wasser oder Lehm in die Bremstrommel besteht, die Fahrzeuggeschwindigkeit und damit die Relativgeschwindigkeit in den Bremstrommeln verhältnismässig niedrig sein wird. Bei normaler Strassenbeschaffenheit, wo höhere Fahrzeuggeschwindigkeiten (Relativgeschwindigkeiten in den Bremsen) möglich sind, liegt kein Bedarf an solchem Dichten vor.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen neuen Typus einer als Zentrifugaldichtung wirkenden Ringdichtung, welche die

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Eigenschaft hat, dass ihre Dichtungswirkung bei einer gewissen Relativgeschwindigkeit zwischen den Maschinenteilen zu wirken aufhört, wobei die Zentrifugalkraft die regelnde Grosse ist.

Bei vorher bekannten Zentrifugaldichtungen des einleitungsweise angegebenen Typus, wo die Dichtungslippe aus homogenem Gummi besteht, verliert die Lippe den Kontakt mit der Dichtungsfläche bei einer Relativgeschwindigkeit (Umfangsgeschwindigkeit) des Grössenordnung 10-20 m/Sekunde. Variationen der in Frage stehenden Umfangsgeschwindigkeit - bei der der Kontkat aufhört - sind von verschiedenen Faktoren j wie der Härte des Gummis (je weicheres Gummi desto niedrigere Umfangsgeschwindigkeit zum Heben der Lippe), dem Volumengewicht des Gummis oder der Dichte (je schwereres Gummi desto niedrigere Umfangsgeschwindigkeit zum Heben der Lippe), dem Vorspannungsgrad der Dichtungslippe (je geringere Vorspannung desto niedrigere Umfangsgeschwindigkeit) abhängig.

Unabhängig davon, wie man die genannten Faktoren wählt, hat sich bei vorbekannten Anordnungen doch gezeigt, dass es nahezu unmöglich ist, die Dichtungslippe dazu zu bringen, sich bei einer niedrigeren Umfangsgeschwindigkeit als ca. 10 m/Sekunde von der Dichtungsfläche zu heben, wenn man gleichzeitig eine zufriedenstellende Dichtung bei geringeren Geschwindigkeiten und beim Stillstehen anstrebt.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist, eine Ringdichtung der einleitungsweise erwähnten Art zu erreichen, die ein vollständiges Dichten bei niedrigen Umfangsgeschwindigkeiten (Relativgeschwindigkeiten) und beim Stillstehen gewährleistet, aber solche Eigenschaften hat, dass die Dichtungslippe schon bei einer bedeutend niedrigeren Umfangsgeschwindigkeit als 10m/ Sekunde den Kontakt mit der dazugehörigen Dichtungsfläche löst.

In diesem Zusammenhang ist zu beachten, dass bei Ringdichtungen des in Frage stehenden Typus selbstverständlich ein gewisser

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Mindestdruck gegen die Dichtungsfläche erforderlich ist, um -ein wirksames Dichten zu bewirken.

Bei höheren Umfangsgeschwindigkeiten wird die Dichtungslippe der Ringdichtung zwar ganz automatisch einer Zentrifugalkraft ausgesetzt, die danach strebt, das Anliegen der Lippenkante gegen die Dichtungsfläche aufzuheben, aber durch die verhältnismassig geringe Masse der Dichtungslippe wird die durch die Zentrifugalkraft verursachte Druckverminderung erst bei Geschwindigkeiten merkbar, die wesentlich höher liegen als die in Wirklichkeit vorkommenden Höchstgeschwindigkeiten.

Der erwähnte Zweck wird erfindungsgemäss durch dass Kennzeichen der Ringdichtung sichergestellt, dass in der Dichtungslippe in deren Umkreisrichtung verteiltes Ballastmaterial mit grösserem Volumengewicht (Dichte) als das elastische Material angebracht ist, so dass die Dichtungslippe bei einer Relativgeschwindigkeit höher als der Grenzwert durch die Zentrifugalkraft aus dem Dichtungskontakt mit der ebenen Dichtungsfläche gebracht wird.

Die für eine Funktion der Ringdichtung erforderliche Hubkraft wird somit durch das in Umkreisrichtung der Lippe verteilte Ballastmaterial hervorgebracht, welches eine solche Masse haben soll, dass die auf die Dichtugnslippe und das Ballastmaterial einwirkende Zentrifugalkraft beim Grenzwert den Lippendruck auf Null verringert hat, und bei noch weiter erhöhter Geschwindigkeit die Dichtungslippe zu einer solchen Lage herausführt, dass gegenüber der ebenen Dichtungsfläche ein Spalt entsteht. Wenn die Ringdichtung an einer Bremstrommel montiert ist, ermöglicht besagter Spalt ein Ventilieren der Bromstromme1_s so dass etwa zurückgebliebene Teilchen von den Bremsbelägen herausgeschleudert werden können.

Bei einer vorgezogenen Ausführungsvorm der insbesondere für eine Trommelbremse beabsichtigten Ringdichtung hat die Dichtungslippe die Form einer in dichtender Lage trichterförmig

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von dem Grundteil hervorstehenden Lippe aus Gummi oder einem geeigneten Kunststoff, wobei die Dichtungskante der Dichtungslippe gegen die ebene Dichtungsfläche im wesentlichen in achsialer Richtung dichtet. Das Ballastmaterial kann am besten die Form von in Hohlräumen in der Dichtungslippe eingelegten, kugelförmigen Bleigewichten haben. Wenn es sich um eine Ringdichtung bei einer Fahrzeugbremse handelt, besteht der Maschinenteil mit der ebenen Dichtungsfläche vorzugsweise aus einem in achsialer Richtung der Ringdichtung umstellbarem Ring. Zumindest die Seitenfläche des Ringes, wogegen die Kante der Dichtungslippe wirksam ist, ist am besten hartverchromt oder in gleichwertiger Art oberflächenbehandelt auszuführen.

Die Erfindung wird nun im folgenden näher erklärt und unter Hinweis auf die in der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsformen durch Beispiele erläutert.

Die Zeichnungsfigur zeigt einen achsialen Längsschnitt durch einen Teil einer Kraftfahrzeugbremse versehen mit einer erfindungsgemässen Ringdichtung.

In der Figur ist ein Teil einer Kraftfahrzeugbremse wiedergegeben, wobei 1 die Bremstrommel bezeichnet, auf der die Ringdichtung 2 gemäss der Erfindung angebracht ist. Die Ringdichtung ist in der Figur in wirksamer Dichtungslage gezeigt. Mit 3 ist der stationäre Maschinenteil, d.h. das in der Bremse enthaltene Bremsschild, bezeichnet.

Die Ringdichtung 2 hat einen ringförmigen Grundteil 4 und eine vom Grundteil konisch oder trichterförmig hervorstehende Dichtungslippe 5, die mit ihrer Kante 6 dichtend gegen die ebene Dichtungsfläche 7 eines stationären Ringes 8 anliegt, der mittels Anschlagschrauben 9 am Bremsschild 3 befestigt und gegenüber diesem mittels eines Stranges aus kittähnlichem Material 10 abgedichtet ist. In der Figur ist auch wiedergegeben, wie eine Ventilationsleitung 11 angeordnet ist, um die Druck-

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Veränderungen auszugleichen, welche infolge von zwischen Bremstrommel und Umgebung herrschenden Temperaturunterschieden entstehen.

Um das Gummi in der Ringdichtung 2 gegen die in der Bremstrommel entstehende Wärmeentwicklung zu schützen, ist - wie aus der Figur ersichtlich - zwischen der Bremstrommel und dem Grundteil der Ringdichtung wie auch im unteren Teil von deren Dichtungslippe ein Ring 12 aus Asbest oder ähnliches Material angebracht, Der Grundteil 4 der Ringdichtung wird durch das Vorhandensein eines endlosen Drahtringes 13 daran gehindert, sich bei einer schnellen Umdrehung der Bremstrommel zu erweitern oder auszudehnen. Im Bereich der Innenseite der Dichtungslippe 5 befinden sich eine Anzahl entlang dem Umkreis der Lippe gleichmässig verteilter Hohlräume, worin Ballastkörper 14- angebracht sind. Bei der in der Zeichnungsfigur gezeigten Ausführung bestehen diese Ballastkörper aus Metallkugeln mit grösserer Dicht als das elastische Material, aus dem die Ringdichtung hergestellt ist.

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Claims

255A840 _ η Patentansprüche:

1. Zwischen zwei im Verhältnis zueinander beweglichen Maschinenteilen - z.B. einer rotierenden Bremstrommel (1) oder einer Welle und einem im Verhältnis dazu stationärem Maschinenteil (3) - angeordnete, aus elastischem Material bestehende Ringdichtung (2), die so eingerichtet ist₃ dass sie zwischen den Maschinenteilen dichtet, wenn die Relativgeschwindigkeit zwischen jenen Teilen an der Dichtungsstelle einen gewissen Grenzwert unterschreitet, welche Ringdichtung einen auf dem rotierenden Maschinenteil (1) fest angebrachten, ringförmigen Grundteil (M) und eine mit dem Grundteil in einem Stück ausgebildete, und von diesem hervorstehende, ringförmige Dichtungslippe (5) in sich schliesst, welche Lippe so eingerichtet ist, dass sie mit einer Dichtungskante (6) gegen eine im wesentlichen ebene Dichtungsfläche (7) am anderen Maschinenteil (3) dichten kann, dadurch gekennzeichnet, dass in der Dichtungslippe (5) ein in deren Umkreisrichtung verteiltes Ballastmaterial (¹O mit grösserem Volumengewicht (Dichte) als das elastische Material angebracht ist, so dass die Dichtungslippe bei einer Relativgeschwindigkeit über dem Grenzwert durch die Zentrifugalkraft aus dem Dichtungskontakt mit der ebenen Dichtungsfläche gebracht wird.

2. Ringdichtung, vorzugsvieise für Trommelbremsen, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungslippe die Forn einer in dichtender Lage trichterförmig vom Grundteil (4) hervorstehenden Lippe (5) aus Gummi oder einem geeigneten Kunststoff hat, welche Dichtungslippe mit ihrer Dichtungskante (6) im wesentlichen in achsialer Richtung gegen die ebene Dichtungsfläche (7) dichtet.

3. Ringdichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ballastmaterial die Form von in Hohlräumen in der Dichtungslippe (5) eingelegten kugelförmigen Bleigewichten (14) hat.

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4·. Ringdichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass der Maschinenteil mit der ebenen Dichtungsfläche aus einem in achsialer Richtung der Ringdichtung umstellbarem Ring (8) besteht.

5. Ringdichtung nach Anspruch M-, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Seitenfläche des Ringes (8), wogegen die Kante (6) der Dichtungslippe wirksam ist, hartverchromt oder auf gleichwertige Art oberflächenbehandelt ist.

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