DE3834765A1 - Verbunddichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Öldich­ tungen und betrifft insbesondere eine Verbunddichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Gemäß der Erfindung wird eine neue Dichtung geschaffen, die es möglich macht, mühevolle, relativ unzuverlässige ältere Konstruktionen für spezielle Anwendungen überflüssig zu machen. Insbesondere ermöglicht die erfindungsgemäße Dich­ tung einen leichteren und zuverlässigeren Einbau am hinteren Teil einer Kurbelwelle.

Während die erfindungsgemäße Dichtung ebenfalls andere Anwen­ dungsgebiete hat, liegt jedoch die Anwendung in erster Linie auf dem Gebiet der hinteren Kurbelwellendichtung, bei der es in der Vergangenheit eine Reihe von ernsten Problemen gab. Bei einigen Motorkonstruktionen hat der Teil der Kurbelwelle, über den sich die Lippe der Öldichtung erstrecken muß, einen verminderten Durchmesser. Entsprechend war es manchmal üblich, um den Kurbelwellenendabschnitt mit vermindertem Durchmesser eine seilartige Packung zu wickeln. In anderen Anwendungs­ fällen wurde die Dichtung in zwei zusammenpassenden Hälften hergestellt, wobei der Einbau nicht nur die Anordnung der einen Dichtungshälfte in einer schmalen Aussparung, die inner­ halb eines Teils des Motorblocks oberhalb des Kurbelwellen­ lagers lag, sondern ebenfalls ein genaues Anpassen der unte­ ren Dichtungshälfte an die obere Hälfte erforderte, so daß längs der Oberfläche, an der sich die zwei Hälften Kopf an Kopf trafen, keine Leckage auftrat. Weiter war es häufig schwierig, die Dichtung so auszurichten, daß die Dichtungs­ lippe in einer einzigen Ebene lag, um eine wirksame Dichtung zu schaffen. In vielen Fällen wurden diese Probleme dadurch erschwert, daß das für die Dichtungslippe verwendete Material keine ausreichende mechanische Festigkeit und Zähigkeit auf­ wies; z.B. wurde oft bei diesen Anwendungsfällen Silikongummi verwendet. Hierdurch erreichte man eine gute Dichtung zwi­ schen den Dichtungshälften, da jedoch das Material keine ausreichende Zähigkeit aufwies, wurde es manchmal während des Einbaus beschädigt.

Ein weiteres, nicht nur bei der Verwendung als Dichtung für den hinteren Kurbelwellenabschnitt, sondern bei Dichtungen allgemein auftretendes Problem besteht in der Qualitätskon­ trolle unter den Bedingungen, bei denen ein Teil der Dich­ tung von einem Hersteller und der andere Teil oder die ande­ ren Teile von einem anderen oder anderen Herstellern herge­ stellt wird. Dies wird weiter dann erschwert, wenn der Ein­ bau von Fließbandpersonal durchgeführt wird, das ein weite­ res Element beim Verfahren des Zusammenbaus darstellt. Moderne Qualitätssicherheitskonzepte fordern, daß die Ver­ antwortung für ein zusammengebautes Element einer einzigen Person oder Quelle obliegt, da wo es möglich ist. Wenn irgendeine Anordnung, bei der unterschiedliche Elemente eines zusammengebauten Teils von unterschiedlichen Quellen zugeliefert oder von unterschiedlichem Personal zusammenge­ baut wird, gibt es Situationen, in denen es schwierig ist, die Qualität aufrechtzuerhalten und eine Verantwortungszu­ weisung im Falle von Fehlern zu erreichen.

Gemäß der Erfindung wird eine Dichtung bzw. Dichtungsanord­ nung geschaffen, bei der es nicht nötig ist, eine Gegenboh­ rung in das Ende des Motorblocks einzuarbeiten. Dieser Vor­ gang kann somit entfallen.

Die vorliegende Erfindung schafft eine Verbunddichtung, die eine leichte Ausrichtung und ein schnelles Befestigen an einer flachen Fläche eines Motorblocks oder eines zugehöri­ gen Teils sicherstellt. Weiter schafft die Erfindung ein Halteelement, das billig aus einem synthetischen Kunststoff mit geringen Toleranzen hergestellt werden kann, und das in der Lage ist, einen Halteeinsatz aufzunehmen und genau anzu­ ordnen, der wiederum einen elastomeren Dichtungskörper trägt. Die Erfindung ist insbesondere mit modernen Herstellungsver­ fahren kompatibel und weist weiter eine Reihe von Vorteilen auf.

In der bevorzugten Ausführungsform schafft die Erfindung eine Kurbelwellendichtungsanordnung, die ein geformtes Kunststoff­ halteelement mit darin aufgenommenen Befestigungseinsätzen umfaßt, das weiter eine Schulterflächenanordnung zur Aufnahme und Anordnung eines Halteeinsatzes umfaßt, der mittels Ultra­ schallschweißen oder ähnlichem in fluiddichter Beziehung zu dem Halteelement angebracht werden kann.

Der Einsatz trägt eine fluorelastomere oder ähnlich zähe, hochtemperaturbeständige Dichtungseinheit, die direkt mit einer Oberfläche eines Teils der Kurbelwelle oder einer ähn­ lichen abzudichtenden Fläche in Eingriff steht. Das Halte­ element selbst umfaßt erfindungsgemäß weiter einen Befesti­ gungsabschnitt, einen den hinteren Kurbelwellenteil umgeben­ den Abschnitt und eine äußere Fläche, die mit der Ölwanne des Motors in fluiddichtem, statischem Eingriff steht. Dies vereinfacht und verbessert weiter die Sicherheit beim Einbau. Mit der vorliegenden Erfindung werden diese und eine Reihe anderer Vorteile erreicht, einschließlich der Vorteile, daß eine elastomere Dichtungseinheit mit kleinem Volumen bei diesem Einbau zur Verfügung steht.

In Anbetracht der Fehler beim Stand der Technik, eine voll­ ständig zufriedenstellende, wirtschaftliche und zuverlässige hintere Kurbelwellendichtung zu schaffen, ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine entsprechende Verbunddichtungs­ anordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung gelöst.

Mit der vorliegenden Erfindung wird in vorteilhafter Weise eine Verbunddichtung geschaffen, die aus drei getrennten Elementen besteht, die durch den Hersteller zu einer ein­ heitlichen, leicht einzubauenden Anordnung verbunden werden.

Mit der erfindungsgemäßen Dichtung wird in vorteilhafter Weise eine Verbunddichtungsanordnung geschaffen, die ein aus einem Kunststoff geformtes Halteelement, einen Halte­ einsatz, der fluiddicht an einer mittleren Öffnung im Halte­ element angebracht ist, und eine elastomere Dichtungseinheit umfaßt, die an einer oder mehrerer ausgewählter Flächen des Halteeinsatzes angeklebt ist, und die ein bewegbares Maschi­ nenteil, das sich durch die mittlere Dichtungsöffnung er­ streckt, in Eingriff nimmt.

Weiter wird mit der Erfindung in vorteilhafter Weise eine Verbunddichtung geschaffen, deren Bauteile mit minimalen Werkzeugkosten und billigen Massenformverfahren hergestellt werden können.

Die Erfindung schafft weiter in vorteilhafter Weise eine mehrteilige Dichtung, deren Teile unter der Kontrolle eines einzigen Herstellers zusammengebaut werden können.

Schließlich schafft die Erfindung in vorteilhafter Weise eine Verbunddichtungsanordnung, die leicht an einem festen Maschi­ nenteil ausgerichtet und angeordnet werden kann, wobei ein Teil der Anordnung ein relativ bewegbares Maschinenteil um­ gibt und wobei die Verbunddichtung zuverlässig ohne Beschä­ digung an einer vorbestimmten Gebrauchsstellung eingebaut werden kann.

Die Erfindung schafft eine Dichtung, die leicht mit anderen Teilen in fluiddichter Beziehung zusammenpaßt, einschließ­ lich eines bewegbaren Maschinenteils und eines Paares statio­ närer Maschinenteile.

Weiter wird mit der Erfindung eine Dichtungsanordnung ge­ schaffen, bei der eins der Elemente in einer genauen Bezie­ hung zu dem anderen durch Ultraschallschweißverfahren be­ festigt werden kann.

Die Erfindung liefert weiter eine Verbunddichtungsanordnung, bei der zwei der Bauteile aus unterschiedlichen, thermopla­ stischen, spritzgegossenen Materialien hergestellt sind, von denen eins leicht einsatzgeformt und mit einer elastomeren Dichtungseinheit verbunden bzw. verklebt ist.

Weiter wird mit der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer verbesserten Dichtung geschaffen, um einen Dichtungs­ mechanismus zu schaffen, der zumindest ein stationäres Teil und zumindest ein bewegliches Maschinenteil umfaßt, und wobei das Fluid im Inneren des abgedichteten Mechanismus durch eine Verbunddichtungseinheit begrenzt wird, die ein Paar relativ fester Kunststoffelemente und eine daran haftende elastomere Dichtungseinheit umfaßt.

Weiter wird mit der Erfindung eine mehrteilige Dichtungsein­ heit geschaffen, die gegen eine Beschädigung beim Einbau beständig und beim Gebrauch ermüdungsbeständig ist, und die eine richtige Anordnung und Ausrichtung relativ sowohl zu den festen als auch beweglichen Elementen sicherstellt.

Weiter wird mit der Erfindung eine Dichtungsanordnung ge­ schaffen, bei der bestimmte Endbearbeitungsvorgänge an der verbleibenden Dichtungseinheit nicht erforderlich sind.

Die erfindungsgemäße Dichtung, mit der die obengenannte Auf­ gabe bzw. die Vorteile erreicht werden, umfaßt eine Verbund­ dichtungseinheit, die ein Halteelement umfaßt, das an einem Maschinenteil fluiddicht anbringbar ist, wobei das Halte­ element eine mittlere Öffnung mit Mitteln zur Aufnahme eines Halteeinsatzes umfaßt, der Halteeinsatz innerhalb der Öffnung sowohl radial als auch axial in einer gewünschten Betriebs­ stellung angeordnet ist, wobei der Einsatz einen an einem Teil von ihm angebrachten elastomeren Dichtungskörper hat, der fluiddicht an ihm haftet bzw. angeklebt ist, und wobei der Dichtungskörper kegelstumpfförmige Flächen hat, die einander treffen, um ein Dichtungsband längs einer allgemein kreisförmigen Ortskurve zu bilden, um ein Dichtungsband mit beabsichtigter Berührung mit einem relativ bewegbaren Schienenelement zu schaffen, das sich von der ersten Einheit nach außen erstreckt. Mit der Erfindung wird eine Anordnung geschaffen, die ein Halteelement und einen Halteeinsatz aus Kunststoff umfaßt, wobei ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer derartigen Dichtungseinheit ebenfalls geschaffen werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile be­ zeichnen. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der Verbunddichtung im eingebauten Zustand als hintere Kurbelwellen­ dichtung mit einem zugehörigen Kurbenwellengehäuse und einer Kurbelwellenölwanne in gestrichelten Linien;

Fig. 2 einen vertikalen Teilschnitt eines Teils der Ver­ bunddichtung im eingebauten Zustand, wobei die festen und bewegbaren Maschinenteile dargestellt sind, die abgedichtet werden sollen;

Fig. 3 eine Explosionsansicht der Teile von Fig. 2;

Fig. 4 eine vertikale Schnittansicht, teilweise schema­ tisch, zur Darstellung der Herstellung des Halte­ einsatzes und der elastomeren Dichtungseinheiten;

Fig. 5 eine Seitenansicht der Dichtungsanordnung in Zuord­ nung zu den anderen Teilen des abgedichteten Mecha­ nismus;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer abgeänderten Form der Verbunddichtung; und

Fig. 7 eine Seitenansicht der Verbunddichtung im eingebau­ ten Zustand.

Die erfindungsgemäße Verbunddichtung hat eine Reihe von An­ wendungsmöglichkeiten, wobei allerdings im folgenden zwei unterschiedliche Ausführungsformen der Verbunddichtung be­ schrieben werden, die sich ein wenig voneinander unterschei­ den, und die beide für die Verwendung als hintere Kurbelwel­ lendichtung bei einem Kraftfahrzeug gedacht sind.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Verbunddich­ tung 10, die in der Nähe einer Befestigungsfläche 14 angeord­ net ist, die einen Teil eines ersten Maschinenelements 12 bildet, das im Betrieb zugeordnet ist.

Die Verbunddichtung 10 umfaßt drei grundsätzliche Elemente, die in den Fig. 1 bis 3 dargestellt sind. Sie umfassen ein Halteelement 16, einen Halteeinsatz 18 und eine elastomere Dichtungseinheit 20. In der beabsichtigten Anwendung ist das erste Maschinenelement 12 ein Motorblock, und die Befesti­ gungsfläche 14 bildet die hintere Endfläche des Blocks.

Ein hinterer Kurbelwellenteil 22 (Fig. 2) bildet ein zweites Maschinenelement, und das Teil 22 erstreckt sich durch eine mittlere Öffnung 24 in der Verbunddichtung 10. Eine Ölwanne 26 bildet das dritte Maschinenelement; die Wanne 26 ist in gestrichelten Linien dargestellt und umfaßt Oberflächenab­ schnitte 28, die mit einer teilweise zylindrischen unteren äußeren Fläche 30 des Halteelements 16 in Eingriff treten.

Die Kurbelwelle oder das Kurbelwellenteil 22 weist eine zylindrische äußere Verschleißfläche 32 auf, auf der ein Teil der elastomeren Dichtungseinheit 20 in fluiddichter Beziehung sitzt. Die Dichtungseinheit 20 selbst ist von üblichem Aufbau insoweit, als sie einen elastomeren Dich­ tungskörper 34 mit einer Luft- und einer Ölseite, allgemein kegelstumpfförmige Oberflächenabschnitte 36, 38, die sich längs einer allgemein kreisförmigen Ortskurve treffen, um ein Dichtungsband zu bilden, umfaßt. Dies ist der Abschnitt, der mit der Fläche 32 in Form einer dynamischen Dichtung, d.h. einer Dichtung zwischen relativ bewegbaren Elementen, in Eingriff tritt.

Der Dichtungskörper 34 kann wahlweise einen Abstreifer oder eine Schmutzlippe 42 umfassen, wie sie aus dem Stand der Technik und dem Fachmann bekannt ist. Eine in sich geschlos­ sene, ringförmige Schraubenfeder 44 wird in einer Nut 46 (Fig. 3) aufgenommen, um eine radiale Drucklast auf die Dichtungslippe oder das Band 40 aufzubringen. Der Dichtungs­ körper 34 umfaßt weiter ein Paar Haftflächen 48, 50 ringför­ miger Form, die von dem Dichtungsband 40 beabstandet sind und längs denen der Dichtungskörper 34 am Halteeinsatz 18 angebracht sind.

Der Halteeinsatz 18 selbst ist allgemein ringförmig und um­ faßt einen Körperabschnitt 52 mit einem sich axial erstrec­ kenden Flansch 54, einem sich radial nach innen erstrecken­ den Dichtungskörperbefestigungsflansch 56 und einem sich radial nach außen erstreckenden Anordnungsflansch 58. Der axiale Flansch 54 und der sich radial nach außen erstrecken­ de Flansch 58 umfassen Flächen 60 bzw. 62, die mit entgegen­ gesetzt gerichteten Gegenflächen am Halteelement 16 in einer mechanisch sicheren, fluiddichten Beziehung in Eingriff bringbar sind. Wie im einzelnen weiter unten beschrieben, besteht der ringförmige Halteeinsatz 18 vorzugsweise aus einem synthetischen Kunststoff.

Das Halteelement 16 umfaßt einen Hauptkörperabschnitt 64, der ebenfalls vorzugsweise aus einem thermoplastischen Material besteht; das Element 16 kann als ein funktionales Schaftteil angesehen werden, da es einen Befestigungsab­ schnitt 66 und einen Einsatzaufnahmeabschnitt 68 umfaßt. Der Körper 64 umfaßt einen axialen Flansch 70 mit einer radial nach innen gerichteten, zylindrischen Fläche 72 zur Ineingriffnahme der Fläche 60 des Einsatzflansches 54, wo­ bei weiter eine Endfläche oder Schulterfläche 74 am Flansch 70 zum Eingriff der Fläche 62 am radialen Flansch 58 des Einsatzes vorgesehen ist. Im Betrieb bilden die gegenein­ ander anliegenden Flächenpaare fluiddichte Verbindungen im zusammengebauten Zustand der Verbunddichtung 10.

Der Körper 64 des Halteelements 16 umfaßt weiter einen sich radial nach innen erstreckenden Schutzflansch 76, der in drei oder mehreren einzelnen Vorsprüngen oder Zungen 78 endet. Dieser Flansch 76 liegt axial innerhalb der Dichtungs­ einheit 20, d.h. in Richtung der abgedichteten Zone oder, in Fig. 2 und 3 gesehen, auf der rechten Seite.

Der Befestigungsabschnitt 66 der Verbunddichtung 10 umfaßt einen Befestigungskörper 80 mit einer flachen Endfläche 82, die gegen die Kurbelgehäuseendfläche 14 anliegt. Eine Packung "G" (Fig. 3) kann zur Verbesserung der Dichtung in dieser Zone vorgesehen sein. Der Haltekörper 80 kann weiter mehrere, im Abstand voneinander ausgebildete Befestigungsaugen 83 auf­ weisen, die jeweils eine sich durch sie axial erstreckende Öffnung 84 haben.

Die Öffnungen 84 nehmen eine Metalleinsatzhülse 86 in passen­ der Beziehung auf. Die bevorzugte Form der Einsatzhülse 86 umfaßt einen radialen Flansch 88, der mit der Unterfläche 90 einer Kopfschraube 92 in Eingriff tritt, die sich durch die mittlere Öffnung der Einsatzhülse 86 erstreckt. Auf diese Weise liegt die Schraube bzw. das Befestigungselement 92 mit seinem Boden auf der Einsatzhülse 86 auf, die sich zwischen der Endfläche 14 und dem Motorblock 12 und der Unterseite 90 der Kopfschraube erstreckt.

Wie in Fig. 1 dargestellt, umfaßt der Befestigungsabschnitt 80 vorzugsweise eine Umfangsversteifungswand 94, die in eine obere Wandeinheit 95 unterteilt ist, ein Paar seitlicher Ansatzwände 97 und eine halbkreisförmige untere Wand 99. Mehrere einzelne Versteifungsstege 96 erstrecken sich zwi­ schen der oberen Wand 95 und dem Flansch 70 als auch zwi­ schen Teilen der Augen 83 und dem Flansch 70 oder der Wand 95. Die Ansatzwände 97 bilden Teile entsprechender linker und rechter querverlaufender Befestigungskörpervorsprünge 98, 100, die jeweils in Fig. 1 dargestellt sind, und mit sich vertikal dadurch erstreckenden Öffnungen 102, 104 ver­ sehen sind. Die Öffnungen dienen zur Aufnahme von Befesti­ gungselementen, die sich weiter durch Öffnungen 106, 108 in der Ölwanne 26 erstrecken.

In diesem Zusammenhang soll unter Bezugnahme auf Fig. 1 darauf hingewiesen werden, daß die Halteeinheit 16 dicht am Kurbelgehäuse angeschraubt ist und die Ölwanne dann nicht nur an der unteren Fläche des Kurbelgehäuses in üblicher Weise angebracht wird, sondern daß sich weiter andere Befe­ stigungselemente durch die Öffnungspaare 106, 102, 100, 108 erstrecken, um diese Teile fest miteinander zu verbinden. Hierbei können für die Öffnungen 102, 104 selbsthaltende Muttern oder Befestigungselemente oder geneigte Einsätze verwendet werden, wie dies angedeutet ist.

Fig. 1 zeigt weiter mehrere Stege 112, die sich zwischen den unteren Flächen des axialen Flansches 70 des Halteelements und der halbkreisförmigen unteren Wand 99 des Halteelements 16 erstrecken. Diese Stege, Wände und Vorsprünge schaffen eine steife Konstruktion bei minimalem Gewicht und entspre­ chen einer Massenfertigung unter Verwendung einfacher Formen.

In Fig. 5 ist die Verbunddichtung 10 im eingebauten Zustand dargestellt. Hier ist ein Befestigungselement 92 gezeigt, das sich durch das Befestigungsauge 83 so erstreckt, daß die Endflächen 14, 82 des Kurbelgehäuses bzw. des Halteele­ ments aneinander anliegen. Aus Gründen der klaren Darstellung ist die Packung "G" nicht gezeigt. Fig. 5 zeigt ein Paar sich vertikal erstreckender Befestigungselemente 110, die die Öl­ wanne 26 an den seitlichen Ansatzwänden bzw. Flügelwänden 97 des Halteeinsatzes 18 halten.

Fig. 6 zeigt eine ein wenig geänderte Ausführungsform der Verbunddichtung 10 A. Die Anordnung ist die gleiche wie bei der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsform, mit der Ausnahme, daß das Halteelement 16 A in Fig. 6 sich ein wenig vom Halteelement 16 in Fig. 1 unterscheidet. In der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform ist die obere Wand 95 A kon­ tinuierlich ausgebildet und liegt vollständig radial außer­ halb der verschiedenen Befestigungsaugen 83 A.

Zusätzliche Versteifungsstege 96 A erstrecken sich zwischen den Paaren seitlicher Flügelwände 97 A, und die halbkreisför­ mige untere Wand 99 A umfaßt statt obere Enden, die mit den Flügelwänden einen rechten Winkel bilden, obere Enden mit abgerundeten Übergangsabschnitten 101 A. Es sind somit keine Hilfs- oder vertikalen Befestigungselemente oder Öffnungen erforderlich, um die Ölwanne 26 A anzubringen. In diesem Zusammenhang soll darauf hingewiesen werden, daß die Paß­ fläche 28 A der Ölwanne 26 A eine solche Kontur aufweist, daß sie ausgebauchte Übergangsabschnitte 27 A aufweist, die mit den gegenüberliegenden Abschnitten 101 A der äußeren Enden der unteren äußeren Wand 99 A zusammenpassen. Bei der darge­ stellten Ausführungsform ist in der Ölwannenpaßfläche 28 A eine Nut 29 A vorgesehen, um eine Packung 31 A aufzunehmen, um die Schnittfläche zwischen den Oberflächen 28 A und 30 A abzudichten.

Fig. 7 zeigt die Verbunddichtung 10 A im eingebauten Zustand in Beziehung zum Motorblock 12 A mit den aneinanderliegenden Flächen 14 A, 82 A am Motorblock oder dem ersten Maschinen­ teil 12 A, dem Halteelement 16 A und der Packung "G". Befesti­ gungselemente 92 A sind in gestrichelten Linien dargestellt. Die Ölwanne 26 A und ihr Flansch 28 A, der mit der unteren äußeren Fläche 30 A der unteren Wand 99 A des Halteelements 16 A in Eingriff tritt, sind als der axiale Flansch 70 A des Halteelements 16 A, der radiale Flansch 58 A des Einsatzes 18 A als Beispiel dargestellt.

In Fig. 4 ist ein Verfahrensschritt bei der Herstellung der Verbunddichtung dargestellt, der dem Verfahrensschritt des Zusammenbaus gemäß Fig. 3 vorangeht. In Fig. 4 ist der Halte­ einsatz 18 innerhalb einer Form 200 angeordnet, die drei Grundelemente umfaßt, nämlich die untere Formplatte 202, einen mittleren Kern 204 und einen oberen Einsatz 206. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung wird der Halteeinsatz 18 aus einem Kunststoff durch Spritzgießen in einer Form mit einem geeigneten Hohlraum hergestellt, so daß der Körper 52 mit dem axialen Flansch 54, dem Dichtungskörperbefestigungs­ flansch 56 und dem Anordnungsflansch 58 gebildet wird.

Nach dem Ausbilden des Einsatzes 18 werden die äußeren Flä­ chen des Flansches 56 entfettet und sandgestrahlt, so daß eine geringe aufgerauhte Oberfläche entsteht. Alternativ kann die Oberflächenrauhigkeit durch chemisches Ätzen oder durch aufgerauhte Oberflächen an bestimmten Abschnitten des Forminneren hergestellt werden. In jedem Fall nach Beendigen der Oberflächenvorbereitung wird ein Haftmittel, das dem Fachmann bekannt ist, aufgebracht und getrocknet. Darauf wird der Halteeinsatzkörper 52 in der Form 200 angeordnet, wie dargestellt, und durch den Kanal 208 in den durch die innen gerichteten Flächen der Formteile 202, 204, 206 gebil­ deten Raum Gummi eingespritzt. Bei der Anortausbildung des Dichtungskörpers 34 wird das anfängliche Aushärten und Ver­ kleben mit dem radialen Flansch 56 in bekannter Weise durch­ geführt und bildet keinen Teil der Erfindung, so daß es nicht im einzelnen beschrieben wird.

Unter der Annahme, daß der Dichtungskörper aus einem fluor­ elastomeren Material besteht, wird, nachdem die in Fig. 4 dargestellte Form geöffnet wird und das Teil herausgenommen wird, das Verbundteil, bestehend aus dem elastomeren Dich­ tungskörper 20 und dem Halteeinsatz 18, bei einer erhöhten Temperatur, z.B. bei 204°C, 10 Stunden lang nachgehärtet. Hierdurch wird eine vollständige ausgehärtete in Fig. 3 dar­ gestellte Unteranordnung erzeugt.

In Fig. 3 ist das Ausrichten und Anordnen des Halteelements 16 und des Halteeinsatzes 18 dargestellt. Wenn diese Teile, wie in Fig. 3 dargestellt, ausgerichtet sind und dann zusam­ mengebaut werden, stehen die verschiedenen zusammenpassenden Flächenpaare 60, 72 und 62, 74 in engem Eingriff, wodurch der Einsatz relativ zum Halteelement 16 zentriert ist und eine richtige axiale Anordnung des Einsatzes 18 sicherge­ stellt ist. Darauf werden die Teile mit dem bekannten Ultra­ schallschweißverfahren miteinander verbunden, und zwar ent­ weder mit oder ohne einem zusätzlichen Haftmittel oder ähn­ lichen Materialien. In bestimmten Fällen kann das Verbinden nur durch Haftmittel erreicht werden.

Wenn das Formen und Zusammenbauen beendet ist, erhält man die in Fig. 2 dargestellte Dichtung, die für den Versand fertig ist.

Wie oben ausgeführt, ist der Einbau der Dichtung dann eine Sache, die relativ wenig Fachwissen und keine Endbearbeitung der in Frage stehenden Maschinenteile erfordert, d.h. dem Motorblock, der Ölwanne oder ähnlichem. Das Halteelement kann dann, wie in Fig. 1 dargestellt, angeordnet werden, wo­ bei die Packung "G" zwischen der Fläche 14 am Motorblock und der vorderen oder axialen inneren Fläche 82 an dem Halte­ element 16 angebracht wird.

In einer Ausführungsform der Erfindung kann die Packung "G", die getrennt hergestellt wird, an der Haltefläche der Dich­ tung in der Fabrik angeklebt werden, und die Packung kann dann auf ihrer anderen Fläche mit einem lösbaren Schutz­ papier "R" (z.B. wie in Fig. 3 dargestellt) zum Versand ab­ gedeckt werden. Die äußere abgedeckte Fläche kann ebenfalls mit einem selbstklebenden Klebstoff versehen sein oder nicht. In einem derartigen Fall ist lediglich eine Vorbereitung des Motorblocks erforderlich, da die Dichtung selbst ihre eigene Packung und das Packungsklebmittel umfaßt.

Die Ausrichtung und Befestigung der Kopfschrauben 92 oder ähnlicher Befestigungsmittel sichert die geeignete Ausrich­ tung der Dichtung hinsichtlich des hinteren Kurbelwellen­ teils, während die Ansätze oder Zungen 78 am Schutzflansch 76 sicherstellen, daß die radiale Erstreckung der elastome­ ren Dichtungseinheit 20 begrenzt ist und somit nicht während des Einbaus beschädigt wird. Die Kunststoffaußenfläche 30 der unteren Wand 99 paßt in fluiddichter Beziehung mit der Oberfläche 28 der Ölwanne 26 zusammen und wird üblicherweise mittels eines Teils der Ölwannendichtung abgedichtet.

Aufgrund der allgemeinen Festigkeit des Halteelements 16 können relativ hohe statische Dichtkräfte auf die Anordnung 10 ohne nachteilige Wirkung aufgebracht werden. Wenn diese Kraft auf das äußere Gehäuse einer gewöhnlichen Öldichtung einwirkt, hat dies eine Zerstörung des Dichtungsgehäuses oder andere Einbaufehler zum Ergebnis. Der Einbau der Dich­ tung gemäß der vorliegenden Erfindung wird in hohem Maße vereinfacht, und man erhält eine gesteigerte Zuverlässigkeit.

Gemäß der Erfindung werden zur Herstellung des Halteelements und des Einsatzes thermoplastische Materialien bevorzugt.

Beide Teile können aus dem gleichen Material oder aus unter­ schiedlichen Materialien hergestellt werden. Während ver­ schiedene Materialien geeignet sind, werden gefüllte thermo­ plastische Harze, wie z.B. Nylon mit Glasfüllung, oder andere polyamide Harze bevorzugt. Hochtemperaturbeständige thermo­ plastische Kunststoffe, wie z.B. Polycarbonate, Acetale oder andere Stoffe, können ebenfalls erfolgreich verwendet werden.

Während übliche Elastomere, wie z.B. Nitrile, carboxylierte Nitrile oder Siliciumelastomere, zur Herstellung der Dich­ tungseinheit 20 verwendet werden können, verwendet die vor­ liegende Erfindung in vorteilhafter Weise fluorelastomere Stoffe, die sehr hochtemperaturbeständig sind. Entsprechend kann die Dichtung in den Fällen wirksam verwendet werden, bei denen die Fluidtemperaturen normal bei 121°C liegen und ge­ legentlich Temperaturen bis zu 204°C bis 260°C erreichen.

Bei der Verwendung von Ultraschweißverfahren ist es wirt­ schaftlich, eine feste zweite oder statische Dichtung zwi­ schen dem Halteelement und dem Einsatz auszubilden. Hierdurch entfällt das bekannte Problem einer fehlerhaften zweiten Dichtung, d.h. der Dichtung zwischen dem Äußeren des Dich­ tungsgehäuses und dem Hauptlagersteg oder ähnlichen Teilen des Kurbelgehäuses. Ein weiteres wichtiges Merkmal der vor­ liegenden Erfindung liegt in der richtigen Ausrichtung, die man ohne einen Preßsitz erreicht. Die Verwendung von Bolzen an der äußeren flachen Fläche läßt nicht nur die Möglichkeit einer derartigen ungenauen Ausrichtung entfallen, sondern gestattet weiter eine visuelle Überprüfung eines geeigneten Sitzes. Dies war bei den bekannten Dichtungen bisher sehr schwierig oder unmöglich.

Man sieht, daß die vorliegende Erfindung eine Reihe von Vor­ teilen und Merkmalen hat, die oben ausgeführt sind und die im Rahmen der Erfindung liegen. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung wurden lediglich als Beispiele dargestellt, so daß es für den Fachmann verständlich ist, daß Änderungen der genauen Form der Dichtung und der verwendeten Materia­ lien durchgeführt werden können, ohne sich aus dem Schutz­ umfang der Erfindung gemäß den beigefügten Ansprüchen zu entfernen.

Claims (24)

1. Verbunddichtung, gekennzeichnet durch die Kombination eines Halteelements (16), eines Halteeinsatzes (18) und einer elastomeren Dichtungseinheit (20), wobei

• - das Halteelement (16) einen Einsatzbefestigungsabschnitt (66) mit einer radial nach innen gerichteten Ringfläche (72), die eine mittlere Öffnung (24) zur Aufnahme und radialen Anordnung eines Teils des Halteeinsatzes (18) aufweist, mindestens eine ringförmige Schulterfläche (74) zum Ein­ griff und zur axialen Anordnung eines anderen Teils des Halteeinsatzes (18), einen Halteelementbefestigungsab­ schnitt (80) mit einer allgemein flachen Oberfläche (82) zur gegenüberliegenden Anordnung zu einem zugeordneten Maschinenteil (12), an dem das Halteelement (16) im Ge­ brauch befestigt wird, und mehrere Öffnungen (84) bildende Mittel zur Aufnahme und Anordnung von Halteelementbefesti­ gungsteilen (92) umfaßt,
• - der Halteeinsatz (18) sich axial und radial erstreckende Flansche (54, 56, 58) zum zusammenwirkenden Eingriff mit der radial nach innen gerichteten Ringfläche (72) bzw. der ringförmigen Schulterfläche (74) des Halteelements (16) und eine ringförmige Haftfläche umfaßt,
• - die elastomere Dichtungseinheit (20) einen Haftabschnitt und einen allgemein ringförmigen Dichtungskörper (34) mit allgemein kegelstumpfförmigen öl- und luftseitigen Dich­ tungselementflächen (36, 38), die sich längs einer allge­ mein kreisförmigen Ortskurve zur Ausbildung einer primären Dichtungsbandzone (40), die mit der Oberfläche (32) eines sich axial durch den Dichtungskörper (34) erstreckenden, relativ bewegbaren Maschinenteils (22) in beabsichtigter Berührung steht, treffen, wobei der Haftabschnitt in fluid­ dichtem Eingriff mit der Haftfläche am Halteeinsatz (18) steht und das Halteelement (16) und der Halteeinsatz (18) jeweils aus einem kunstharzförmigen Kunststoffmaterial ge­ bildet ist, und wobei die Dichtung (10) im Gebrauch an der Endfläche (14) eines Maschinenteils (12) befestigbar ist und sich das relativ bewegbare Maschinenteil (22) davon erstreckt und vom elastomeren Dichtungselement (20) in Eingriff genommen wird, umfaßt.

2. Verbunddichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsabschnitt (66) des Halteelements (16) mehrere Metallführungseinsätze (86), die in den entsprechen­ den Öffnungen (84) für die Befestigungsteile (92) aufgenommen sind, umfaßt, wobei die Metalleinsätze (86) so bemessen sind, daß sie die Befestigungsteile (92) in Eingriff nehmen und mindestens einen Teil der axialen Befestigungslast aufnehmen, wodurch die Last nicht vollständig auf den Befestigungsab­ schnitt (66) des Halteelements (16) übertragen wird.

3. Verbunddichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Haftabschnitt des Halteeinsatzes (18) einen ringför­ migen, sich allgemein radial nach innen erstreckenden Flansch (56) umfaßt.

4. Verbunddichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (16) und der Halteeinsatz (18) aus unterschiedlichen thermoplastischen Materialien hergestellt sind.

5. Verbunddichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (16) und der Halteeinsatz (18) aus im wesentlichen identischen Kunststoffmaterialien hergestellt sind.

6. Verbunddichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Halteelementbefestigungsabschnitt (66) so konstru­ iert und angeordnet ist, daß die Öffnungen (84) für die Befestigungsteile (92) über der Mittellinie der mittleren Öffnung (24) im Halteelement (16) liegen.

7. Verbunddichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Halteeinsatz (18) am Halteelement (16) mittels einer mittels Ultraschallschweißen ausgebildeten Haftung befestigt ist.

8. Verbunddichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastomere Dichtungseinheit (20) aus einem Fluorela­ stomermaterial hergestellt ist.

9. Verbunddichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (16) weiter einen sich allgemein radial nach innen erstreckenden Flansch (76), der axial innerhalb der radial nach innen gerichteten Ringfläche (72) und der ringförmigen Schulterfläche (74) am Einsatzbefestigungsab­ schnitt (66) des Halteelements (16) angeordnet ist, umfaßt.

10. Verbunddichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der sich radial nach innen erstreckende Flansch (76) mehrere sich radial nach innen erstreckende, umfangsmäßig voneinander beabstandete Ansätze (78) umfaßt, die zum Ein­ griff des relativ bewegbaren Teils (22) , das sich durch die Verbunddichtung zur Anordnung desselben zum Einbau erstreckt, dienen.

11. Verbunddichtung zum Zurückhalten eines Fluids in einem durch mindestens teilweise mittels ersten, zweiten und drit­ ten relativ bewegbaren Maschinenteilen gebildeten Raum, gekennzeichnet durch eine Verbunddichtung (10), umfassend in Kombination

• - ein Halteelement (16) mit einem Teil (66) zum Befestigen am ersten Maschinenteil (12) und einem anderen Teil (70) zur umgebenden Anordnung um die Drehachse des zweiten Maschinenteils (22),
• - einen Halteeinsatz (18), der zumindest teilweise innerhalb des Teils (70) des Halteelements (16), das die Achse des zweiten Teils umgibt, angeordnet ist und durch dasselbe getragen wird, und
• - eine einheitliche elastomere Dichtungseinheit (20) mit einem allgemein ringförmigen Dichtungskörper (34) mit all­ gemein kegelstumpfförmigen öl- und luftseitigen Dichtungs­ elementflächen (36, 38), die sich längs einer allgemein kreisförmigen Ortskurve treffen, um eine primäre Dich­ tungsbandzone (40) mit beabsichtigter Berührung mit einer Fläche (32) am zweiten Maschinenteil (22) zu bilden, wobei die Dichtungseinheit (20) weiter einen von der Dichtungs­ bandzone (40) beabstandeten, ringförmigen Haftabschnitt (48, 50) aufweist, bei dem mindestens eine seiner Flächen (48, 50) fluiddicht am Halteeinsatz (18) befestigt ist, und
• - das Halteelement (16) und der Halteeinsatz (18) aus rela­ tiv festen, im wesentlichen fluidundurchlässigen Kunst­ stoffen bestehen, wobei ein Teil des Halteelements (16) einen Endflächenabschnitt (82) zur Anordnung in einer pas­ senden fluiddichten Beziehung an einer entgegengesetzten Befestigungsfläche (14) am ersten Maschinenteil (12) auf­ weist und der andere Teil des Halteelements (16) eine radial nach außen gerichtete statische Dichtungsfläche (97) aufweist, die an einem Teil (94) seines Äußeren so ausgebildet ist, daß sie mit dem dritten Maschinenteil (26) in fluiddichter Beziehung in Eingriff bringbar ist, wobei weiter ein Teil des Halteelements (16) Mittel (102) zur entfernbaren Aufnahme mehrerer Befestigungsteile (110) umfaßt, um das Anordnen der Verbunddichtung relativ zum ersten Maschinenteil (12) zu erleichtern.

12. Verbunddichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, daß die Mittel zur Aufnahme mehrerer Befestigungsteile (92) mehrere Vorsprünge (83) umfassen, die jeweils eine mittlere Öffnung (84) aufweisen, in der ein Metallführungs­ einsatz (86) aufgenommen wird.

13. Verbunddichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, daß das Halteelement (16) und der Halteeinsatz (18) aus dem gleichen Kunststoff hergestellt sind.

14. Verbunddichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, daß das Halteelement (16) und der Halteeinsatz (18) aus unterschiedlichen Kunststoffen hergestellt sind.

15. Verbunddichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, daß der Endflächenabschnitt (82) des Halteelements (16) und die Mittel (86) zur Aufnahme der Befestigungsteile beide oberhalb der Mittellinie des Halteelements (16) liegen.

16. Verbunddichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, daß die Dichtungseinheit (20) aus einem fluorelastome­ ren Material besteht.

17. Abgedichtete Maschinenanordnung, gekennzeichnet durch die Kombination eines ersten und dritten Maschinenteils (12, 26), eines zweiten relativ zu dem ersten und dritten Maschi­ nenteil (12, 26) bewegbaren Maschinenteils (22) und einer Verbunddichtung (10) zum Zurückhalten eines Fluids inner­ halb eines durch mindestens teilweise das erste, zweite und dritte Maschinenteil (12, 22, 26) gebildeten Raums, wobei die Verbunddichtung in Kombination

• - ein Halteelement (16) mit einem am ersten Maschinenteil (12) befestigten Abschnitt (66) und einem weiteren so angeordneten Abschnitt (70), daß er das zweite Maschinen­ teil (22) umgibt,
• - einen Halteeinsatz (18), der zumindest teilweise inner­ halb des Teils (70) des Halteelements (16), das das zweite Teil (22) umgibt, angeordnet ist und durch das­ selbe getragen wird,
• - eine einheitliche, elastomere Dichtungseinheit (20) mit einem allgemein ringförmigen Dichtungskörper (34) mit all­ gemein kegelstumpfförmigen öl- und luftseitigen Dichtungs­ elementflächen (36, 38), die sich längs einer allgemein kreisförmigen Ortskurve treffen, um eine Berührungszone an einem Teil des zweiten Maschinenteils (22) zu bilden, wobei die Dichtungseinheit (20) weiter einen von der Dich­ tungsbandzone (40) beabstandeten, ringförmigen Haftab­ schnitt (48, 50) aufweist, bei dem mindestens eine seiner Flächen (48, 50) fluiddicht am Halteeinsatz (18) befestigt ist, umfaßt, und
• - das Halteelement (16) und der Halteeinsatz (18) aus rela­ tiv festen, im wesentlichen fluidundurchlässigen Kunst­ stoffen bestehen, wobei ein Teil des Halteelements (16) einen Endflächenabschnitt (82) zur Anordnung in einer pas­ senden fluiddichten Beziehung an einer entgegengesetzten Befestigungsfläche (14) am ersten Maschinenteil (12) auf­ weist und der andere Teil des Halteelements (16) eine radial nach außen gerichtete statische Dichtfläche (97) aufweist, die an einem Teil (94) seines Äußeren so ausge­ bildet ist, daß sie mit dem dritten Maschinenteil (26) in fluiddichter Beziehung in Eingriff steht.

18. Abgedichtete Anordnung nach Anspruch 17, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Halteelement (16) am ersten Maschinen­ teil (12) mittels entfernbarer Befestigungsteile (92) befe­ stigt ist, und wobei ein Teil (94) des Halteelements (16) weiter Mittel (102) zur entfernbaren Aufnahme mehrerer Befestigungsteile (110) umfaßt, um die Anordnung des Ver­ bundes relativ zum ersten Maschinenteil (12) zu erleichtern.

19. Abgedichtete Maschinenanordnung nach Anspruch 17, da­ durch gekennzeichnet, daß das Halteelement (16) und der Halteeinsatz (18) aus dem gleichen Kunststoff bestehen.

20. Abgedichtete Maschinenanordnung nach Anspruch 17, da­ durch gekennzeichnet, daß das Halteelement (16) und der Halteeinsatz (18) aus unterschiedlichen Kunststoffen be­ stehen.

21. Abgedichtete Maschinenanordnung nach Anspruch 17, da­ durch gekennzeichnet, daß die elastomere Dichtungseinheit (20) aus einem fluorelastomeren Material besteht.

22. Verfahren zur Herstellung einer Verbunddichtung, ge­ kennzeichnet durch folgende Schritte:

• - Formen eines Halteeinsatzes (18) mit einem Einsatzkörper (52) mit sich axial und radial erstreckenden ringförmigen Flanschen (54, 56, 58) aus einem thermoplastischen Mate­ rial,
• - Behandeln mindestens eines Teils der Oberfläche des sich radial erstreckenden Flansches (56) zum Erzeugen einer aufgerauhten Textur,
• - Anordnen des Einsatzes (18) in Beziehung zur dichtungsbil­ denden Form (200) so, daß der Flansch (56) mit der aufge­ rauhten Textur im Hohlraum der Form liegt,
• - Ausbilden eines allgemein ringförmigen Dichtungskörpers (34) , der allgemein kegelstumpfförmige luft- und ölseitige Dichtungselementflächen (36, 38) aufweist, die sich längs einer allgemein kreisförmigen Ortskurve zur Ausbildung einer primären Dichtungsbandzone (40) mit beabsichtigter Berührung mit der Oberfläche (32) eines zugeordneten, be­ wegbaren Maschinenteils (22) treffen, aus einem aushärt­ baren, fließfähigen, elastomeren Material, und Aushärten des Materials, wobei ein Teil des Materials an dem Ober­ flächenabschnitt mit der aufgerauhten Textur des radialen Flansches (56) des Halteeinsatzes (18) haftet,
• - Ausbilden eines Halteelements (16) aus einem Kunststoff, wobei das Halteelement (16) einen Einsatzbefestigungsab­ schnitt (70) mit einer radial nach innen gerichteten Ringfläche (72) umfaßt, die eine mittlere Öffnung (24) zur Aufnahme und radialen Anordnung eines Teils des Halte­ einsatzes (18) bildet, und das Halteelement (16) weiter mindestens eine ringförmige Schulterfläche (74) zum Ein­ griff und axialen Anordnen eines anderen Teils des Halte­ einsatzes (18) umfaßt, wobei das Halteelement (16) eben­ falls einen Halteelementbefestigungsabschnitt (66) mit einer allgemein flachen Oberfläche (82) zur Anordnung in gegenüberliegender Beziehung an einem zugeordneten Maschi­ nenteil (12), an dem das Halteelement (16) im Gebrauch befestigt wird, umfaßt,
• - Vorsehen von Mitteln im Halteelement (16) zur Aufnahme und Anordnung von Halteelementbefestigungsteilen (92),
• - Anordnen des Halteeinsatzes (18) mindestens teilweise in der mittleren Öffnung (24) so, daß die radial nach innen gerichtete Ringfläche (72) und die ringförmige Schulter­ fläche (74) am Halteelement (16) Teile des Halteeinsatz­ körpers (52) in Eingriff nehmen, und
• - Ausbilden einer fluiddichten Haftverbindung zwischen dem Halteelement (16) und dem Halteeinsatz (18).

23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftverbindung zwischen dem Halteelement (16) und dem Halteeinsatz (18) mittels Ultraschallschweißen ohne Verwen­ dung von Klebstoffen hergestellt wird.

24. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftverbindung das Aufbringen eines Klebstoffs auf minde­ stens eine Fläche des Halteelements (16) und/oder des Halte­ einsatzes (18) umfaßt.