DE3841563A1 - Oeldichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Öldichtung und betrifft insbesondere eine Öldichtung zur Anordnung zwi­ schen Abschnitten zusammengepaßter Teile mit gegenüberlie­ genden Enddichtflächen und Mitteln zum fluiddichten Zusam­ mendrücken der Teile gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, die mehrere Funktionen hat und bei niedrigen Kosten eine sehr hohe Zuverlässigkeit aufweist.

Der Trend der letzten Jahre in der Automobilindustrie ging dahin, Verbrennungskraftmaschinen und Antriebskomponenten immer kompakter und komplexer auszubilden. Dabei gingen die Anstrengungen in Richtung eines wirtschaftlicheren Be­ triebs, und als Ergebnis wurden kleinere, leichtere und kom­ paktere Kraftfahrzeuge hergestellt. Dies wiederum erforder­ te kleine Verbrennungskraftmaschinen mit höherer Leistung, wobei gleichzeitig die Emissionen auf einem absoluten Mini­ mum gehalten werden sollten, was dazu führte, daß sehr hohe Betriebstemperaturen für die Verbrennungskraftmaschinen er­ forderlich wurden.

Gleichzeitig ging der Trend aufgrund der hohen Arbeitsko­ sten dahin, die Wartungsabschnitte für die Verbrennungs­ kraftmaschine und das Fahrzeug auf einem absoluten Minimum zu halten. Entsprechend wird gewöhnlich heutzutage ein Öl­ wechsel in einem Bereich von 6000 bis 11 500 km empfohlen. In einigen Fällen werden besondere sythetische Öle verwen­ det, oder man empfiehlt Öle mit besonderen Additiven, die den längeren Ölwechselintervallen entsprechen und weiter die zahlreichen Funktionen aufweisen, die man von Schmier­ mitteln, die unter schwierigen Betriebsbedingungen arbei­ ten, erfordert.

Aufgrund eines beobachteten unregelmäßigen Ölwechsels be­ steht ein Hauptziel darin, sicherzustellen, daß der Ölstand im Kurbelgehäuse eines Kraftfahrzeugs zwischen zwei Ölwech­ seln immer auf einem richtigen Niveau gehalten wird. Auf­ grund der größeren Intervalle zwischen zwei Ölwechseln kommt es häufig vor, daß man vergißt, den Ölstand zu prü­ fen, was unter Umständen zu einem Motorschaden führen kann, der aufgrund mangelnder Schmierung hervorgerufen wird.

Es wurde daher von einigen Automobilherstellern vorgeschla­ gen, nicht nur Öldruckgeber üblicher Art vorzusehen, son­ dern ebenfalls Ölstandanzeiger in der Ölwanne anzuordnen, um sicherzustellen, daß auch ein nachlässiger Fahrzeughal­ ter nicht das Opfer eines Motorschadens wird, der durch einen niedrigen Ölstand hervorgerufen wird.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Öl­ dichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die mehre­ re Funktionen aufweist. Dabei soll die Öldichtung nicht wie ein einfacher Ölwannenverschluß in Form eines Gewindebol­ zens, wie bei einem Ölstandanzeiger mit Geber ausgeführt werden, sondern soll tatsächlich eine Kombination eines Ge­ windebolzens und eines elektrischen Instruments darstellen, wobei man beim Stand der Technik im allgemeinen die Dich­ tung gegen einen Ölverlust dadurch sicherstellt, daß man ein sehr hohes Drehmoment zur Abdichtung aufbringt. Dies kann allerdings die Anzeige beeinträchtigen. Entsprechend soll die erfindungsgemäße Dichtung eine hohe Zuverlässig­ keit und Dichtleistung aufweisen, wobei ein niedriges Dreh­ moment erforderlich ist und ein Teil der Dichtung aus einem Blech oder einem Aluminiumguß, wie dem der Ölwanne, be­ steht.

Die oben genannte Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 und 6 gekennzeichnete Erfindung gelöst.

Mit der Erfindung wird in vorteilhafter Weise eine Öldich­ tung mit einem Ölstandanzeige mit Geber geschaffen, die vor dem Einbau zusammengebaut werden, so daß keine Ausrichtung erforderlich ist, und damit die Möglichkeit entfällt, daß die Dichtung ungenau vor dem Einbau und dem Festziehen ange­ ordnet wird.

Weiter wird mit der erfindungsgemäßen Öldichtung eine Dich­ tung geschaffen, die sich an abmessungsmäßige und drehmo­ mentsmäßige Änderungen bei einem gegebenen Einbau anpaßt und dabei dennoch die notwendige Dichtleistung aufweist.

Schließlich wird mit der erfindungsgemäßen Öldichtung eine billige und zuverlässige Dichtung geschaffen, die zwischen zwei zusammenpassenden Teilen mit gegenüberliegenden Endflä­ chen angeordnet wird, wobei die Dichtung ein Gehäuse auf­ weist, an das ein elastomerer Körper mit inneren, äußeren und mittleren Abschnitten angebunden bzw. angeklebt ist, so daß eine besondere Dicht- und/oder Anordnungs- und Positio­ nierfunktion beim Gebrauch der Dichtung gegeben ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht einer Verbrennungskraftmaschine von vorne, teilweise geschnitten, die die Öldichtung in der Anordnung an der Ölwanne der Verbrennungs­ kraftmaschine mit einem Ölstandsanzeiger dar­ stellt;

Fig. 1A eine vergrößerte, teilweise geschnittene Explo­ sionsansicht des in Fig. 1 dargestellten Elements kurz vor dem endgültigen Zusammenbau;

Fig. 2 eine perspektivische Explosionsansicht des Gebers und eines Teils der Ölwanne kurz vor dem endgülti­ gen Zusammenbau;

Fig. 3 eine Ansicht der Dichtung gemäß Fig. 1 und 2 längs der Linie 3-3 in Fig. 2 zur Darstellung der nach außen gerichteten Endfläche der Dichtung;

Fig. 4 eine Ansicht der Dichtung gemäß Fig. 1 bis 3 von vorne, längs der Linien 4-4 in Fig. 2 zur Darstel­ lung der inneren Endfläche der Dichtung; und

Fig. 5 einen vergrößerten vertikalen Teilschnitt der Dichtung zur Darstellung des Gehäuses und des elastomeren Dichtungskörpers mit mehreren Funk­ tionen.

Die erfindungsgemäße Öldichtung kann in verschiedenster Weise verwendet werden, wobei allerdings für die folgende Beschreibung davon ausgegangen wird, daß die Dichtung zwischen einem Teil eines Ölstandanzeigers und einem Teil einer Ölwanne einer Verbrennungskraftmaschine angeordnet ist.

In Fig. 1, 1A und 2 ist eine Öldichtung 10 dargestellt, die zwischen einem Teil eines Ölstandanzeigers 12 und einem geformten Abschnitt 14 einer Ölwanne 16 einer Verbrennungskraftmaschine angeordnet ist. Wie man in Fig. 1 sieht, umfaßt die Ölwanne 16 mehrere Seitenwände 18 und einen Boden 20, die zusammen einen Sumpf 22 bilden, der einen inneren Abschnitt 24 zur Aufnahme einer Ölmenge für die Verbrennungskraftmaschine bildet.

Fig. 1 zeigt weiter einen entfernbaren Entleerungsstöpsel 26, der im unteren Abschnitt einer der Ölwannenseitenwände 18 angeordnet und in üblicher Weise abgedichtet ist, gewöhnlich durch Festziehen der gegenüberliegenden Flanschdichtflächen 28, 30, um eine fluiddichte Anordnung unter Aufbringung eines relativ hohen Drehmoments zu erreichen.

In Fig. 1A sieht man den geformten Abschnitt 14 einer Ölwannenseitenwand 18, der eine Aussparung 32 aufweist, die benachbart zu einer Aufnahmezone 34 für den Ölstandanzeiger 12 ausgebildet ist. Die Aussparung 32 umfaßt eine vorstehende oder axial äußere Enddichtfläche 36, eine geneigte versetzte Fläche 38 und eine zurückgesetzte, radial innere Enddichfläche 40, die konzentrisch in Bezug auf die Fläche 36 angeordnet ist und eine axial innere Fläche umfaßt, an der eine nicht verlierbare Mutter 42, z. B. mittels Schweißen, besfestigt ist. Die Mutter 42 umfaßt eine Gewindeöffnung 44 für den Durchgang eines Schaftabschnitts 46 des Gebers 12. Eine ringförmige versenkte Zone 48 liegt zwischen den äußeren und inneren axial versetzten Enddichtflächen 36, 40.

In Fig. 2 ist dargestellt, daß der Geber 12 zusätzlich zum inneren Schaftabschnitt 46, einen mittleren Gewindeabschnitt 50 und einen sich radial erstreckenden Flansch 52 umfaßt, der eine innere Endfläche 54 (Fig. 1A) aufweist, die im eingebauten Zustand den Ölwannenendflächen 36, 40 gegenüberliegt. Der Geber 12 umfaßt einen Kopf 56, gewöhnlich als 6-Kant ausgebildet, der weiter eine Ringnut 58 zur Aufnahme eines Federrings umfaßt, um eine mit dem Geber 12 verwendete elektrische Verbindung (nicht dargestellt) zu halten.

Fig. 3 bis 5 zeigen die Öldichtung 10, die ein Gehäuse 60 mit einem sich axial erstreckenden, zentrierenden Flansch 62 und einem sich radial erstreckenden Anbindungsflansch 64 aufweist, wobei ein innerer Rand 66 mit gegenüberliegenden Endflächen vorgesehen ist, an den ein Paar im wesentlichen gleicher, axial innerer und äußerer mehrrippiger Dichtungsreihen 68 bzw. 70 angebunden bzw. angeklebt ist. Wie man in Fig. 3 sieht, umfaßt die axial äußere Reihe 70 eine Vielzahl von einzelnen Rippen 72, 74, 76, die konzentrisch kontinuierlich radial beabstandet verlaufen. Die innere Reihe 68 umfaßt ebenfalls mehrere einzelne Rippen 78, 80, 82, die im wesentlichen den Rippen 72 bis 76 an der Außenfläche des Randes 66 gleichen.

Die Dichtung 10 umfaßt weiter einen elastomeren Körper 82, der in einen radial inneren Steg 84 mit einer im allgemeinen zylindrischen, sich axial erstreckenden Innenfläche 86 unterteilt ist, die von sich umfangsmäßig beabstandet erstreckenden Zungen 88 unterbrochen wird, die mit dem Gewindeabschnitt 50 des Standanzeigers während des Zusammenbaus in Eingriff treten. Der mittlere Abschnitt des elastomeren Dichtungskörpers 82 umfaßt Mittel in Form eines verformbaren Kragens 90, der sich axial über die Dichtungsrippen 78, 80, 82 erstreckt und einer ringförmigen Schulterfläche 92, die radial innerhalb des Restes des Kragens 90 liegt. Der Dichtungskragen 90 und der Schulterabschnitt 92 erstrecken sich im Einbau in die versenkte Aussparung 48 zwischen den axial versetzten Endflächen 36, 40, die Teile der Ölwanne und der inneren Endflächer des Geberflansches 52 bilden, wenn der Geber bzw. der Fühler 12 und die Dichtung mit der Ölwanne 16 zusammengebaut sind, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist.

Wie man in Fig. 2 sieht, werden vor dem Zusammenbau der Geber 12, die Dichtung 10 und die Gewindeöffnung 44 und die Mutter 12 koaxial angeordnet. Die Dichtung 10 wird über dem Schaft angeordnet, wobei die Zungen 88 mit der Gewindefläche 50 des Schaftes 44 des Gebers in Eingriff treten. Diese Anordnung gestattet, daß die Teile 10 und 12 vor dem tatsächlichen Einbau zusammengebaut werden können. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, daß Fig. 2 nur zur Erläuterung dient und tatsächlich die Dichtung über dem Gewindeschaft 50 in anderer Weise vor dem Zusammenbau angeordnet werden kann. Beim tatsächlichen Einbau werden die Verbunddichtung und der Geber, wie schematisch in Fig. 1A dargestellt, am Kurbelgehäuse angebracht, wobei der Schaft 46 in der Gewindeöffnung 44 angeordnet wird und die Dichtung 10 und der Geber 12 dann so angeordnet werden, daß ein gegenseitiger Eingriff der Gewinde 40, 50 stattfindet. Beim Anziehen nimmt die Dichtung zuerst die in Fig. 1 dargestellte Position ein, d. h. die Gewinde stehen vollständig im Eingriff, und der Dichtungskragen 90 und seine innere ringförmige Schulterfläche 92 werden verformt und stehen in dichtendem Eingriff mit den axial versetzten, konzentrisch angeordneten Dichtflächen 36, 40. Auf diese Weise kann die Dichtung irgendwelche Toleranzänderungen bei den versetzten Flächen, die in einem anderen Arbeitsgang entstanden sind, aufnehmen.

Wenn die Einheiten zusammengebaut sind, ist die Innenfläche 63 des axialen Gehäuseflansches 62 radial um ein Arbeitsspiel von der radial äußeren Kante 55 des Geberflansches 52 beabstandet. Dies verhindert, daß das Drehmoment beim Einbauen die Dichtung aus ihrer Zentrierung bewegt, da die verschiedenen Rippen mit dem Flansch und den Flächen 54, 36, 38 und 40 der Wanne in Eingriff stehen.

Die Gründe des erfolgreichen Einsatzes der Dichtung sind nicht genau bekannt, wobei die Dichtung nicht auf irgendeinen speziellen Einsatz begrenzt ist, wobei man jedoch annimmt, daß das Vorsehen der Rippen und des verformbaren Kragens dazu beitragen, irgendwelche Unregelmäßigkeiten an den Teilen aufzunehmen, ohne daß die gesamte Vibrationsabsorption und die Festigkeitseigenschaften geopfert werden, die notwendig sind, um eine Fluiddichtigkeit zu bewirken. Wie oben ausgeführt, kann der Geber 12 einem hohen Anzugsdrehmoment unterworfen werden, so daß die Dichtung sicher eingebaut werden kann, ohne daß eine Leckage auftritt, wobei die Festigkeit des Gebers nicht überschritten wird. Natürlich unterliegt die Anordnung thermischen Spannungen; die Dichtung ist jedoch in der Lage, Dehnungen und Schrumpfungen aufgrund von Temperaturschwankungen aufzunehmen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht das Gehäuse 60 aus Stahl und der innere Rand 66 kann auf die verminderte Dicke geprägt oder gestanzt werden. Das Gehäuse besteht vorzugsweise aus einem schweißbaren Stahl, kann jedoch in einigen Fällen ebenfalls aus anderen Materialien bestehen. Der elastomere Dichtungskörper besteht vorzugsweise aus einem sythetischen Gummi, vorzugsweise Nitril oder einem ähnlichen synthetischen Elastomer, kann jedoch ebenfalls aus einem hochtemperaturbeständigen Elastomer bestehen, wie z. B. Fluorelastomere, die dem Fachmann im Öldichtungsbau bekannt sind. Die erfindungsgemäße Dichtung weist drei konzentrische Rippen auf, wobei diese Anzahl ebenfalls von eins bis drei oder mehr veränderbar ist, was ebenfalls für die genauen Abmessungen der Gummiformen gilt. Bevorzugt werden jedoch getrennte Rippen, innere Ränder mit Mitteln, um die Dichtung während des Zusammenbaus zu halten, wobei zusätzlich ein Kragen oder eine andere Form größerer axialer Breite vorgesehen ist, um eine kontrollierte Verformung während des Einbaus sicherzustellen.

Die Schaft in Eingriff nehmenden Elemente sind bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel als einstückige Zungen 88 ausgebildet, wobei es ebenfalls möglich ist, andere Formen vorzusehen.

Der Ausdruckgeber in der vorliegenden Beschreibung wurde nur beispielshaft verwendet, d. h. es kann irgendein Fühler vorgesehen sein, der abgedichtet wird.

Claims (10)

1. Öldichtung zur Anordnung zwischen Abschnitten zusammen­ passender Teile mit gegenüberliegenden Enddichtflächen und Mitteln zum fluiddichten Zusammendrücken der Teile, wobei eines der zusammenpassenden Teile einen Schaftabschnitt auf­ weist, der sich axial durch eine zugeordnete Dichtung er­ strecken kann, gekennzeichnet durch die Kombination

• - eines Gehäuses (60) mit einem sich axial erstreckenden zentrierenden Flanschabschnitt und einem sich radial er­ streckenden Anbindungsflanschabschnitt (64) mit gegenüber­ liegenden Endflächen und einem inneren Randabschnitt (66) und
• - einem elastomeren Dichtungskörper (20), der an das Gehäu­ se (60) angebunden ist und radial innere, äußere und mitt­ lere Dichtungskörperabschnitte aufweist, wobei der radial äußere elastomere Dichtungskörperabschnitt zumindest eine im wesentlichen kontinuierliche Dichtungsrippe (68) auf­ weist, die über der einen Gehäuseendfläche liegt und zu­ mindest eine kontinuierliche Dichtungsrippe (70) auf­ weist, die über der anderen Gehäuseendfläche liegt, wei­ ter der radial innere Abschnitt des elastormeren Dich­ tungskörpers (82) einen sich radial erstreckenden Steg (84) aufweist, der in einem radial inneren, sich axial erstreckenden Stegflächenabschnitt (86) endet, der eine Öffnung bildet, durch die sich der Schaftabschnitt (46) des einen zusammenpassenden Teils erstreckt, und der Steg (84) ebenfalls Mittel (88) aufweist, die einen Teil des Stegs bilden und mit dem Schaftabschnitt (46) des einen zusammenpassenden Teils (12) in Eingriff treten, um die Dichtung in Bezug auf das eine zusammenpassende Teil (12) zu lagern, weiter der mittlere Dichtungskörperabschnitt ein verformbare Element umfaßt, um in fluiddichten, ange­ paßten Eingriff mit einer Aussparung (48) zu treten, die teilweise von der Dichtung und teilweise von den gegen­ überliegenden Enddichtflächen, die Teile der zusammenpas­ senden Teile bilden, gebildet wird.

2. Öldichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine über der einen Endfläche liegende Dich­ tungsrippe (68) und zumindest eine über der anderen Endflä­ che liegende Dichtungsrippe (70) aus einer Vielzahl von Rip­ pen (72, 74, 76; 78, 80, 82) besteht, die über jeder der Gehäuseendflächen liegen.

3. Öldichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß zumindest eine Dichtrippe (68, 70) aus drei Rippen (72, 74, 76; 78, 80, 82) besteht, die über jeder der Gehäu­ seendflächen liegen.

4. Öldichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das verformbare Element, das in fluid­ dichten angepaßten Eingriff tritt, im allgemeinen einen zylindrischen Kragen (90) mit einer ringförmigen Schulter­ fläche (92) verminderten axialen Ausmaßes umfaßt, die ra­ dial innerhalb des Kragens liegt.

5. Öldichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die einen Teil des Stegs (84) bildenden Mittel, um mit dem Schaft (46) des einen zusammepassenden Teils (12) in Eingriff zu treten, mehrere sich radial nach innen erstreckende Zungen (88) umfaßt, die an der sich axial erstreckenden Stegfläche (86) ausgebildet sind, die die schaftaufnehmende Öffnung bildet.

6. Fühler zur Verwendung mit einem Ferninstrument gekenn­ zeichnet durch die Kombination, daß der Fühler einen Schaft­ abschnitt (46) aufweist, der sich in einen Abschnitt einer Ölwanne (16) eines Fahrzeugs erstreckt, wobei der Ölwanne (16) des Fahrzeugskurbelgehäuses Mittel zugeordnet sind, um gewindemäßig den Schaftabschnitt (46) des Fühlers (12) auf­ zunehmen und zu positionieren, und weiter der Fühler (12) einen sich radial erstreckenden Flansch (52) mit einer axial nach innen gerichteten Enddichtfläche (54) und einen radial äußeren Randabschnitt (55) aufweist, wobei die zuge­ ordnete Ölwanne (16) einen Fühleraufnahmeabschnitt auf­ weist, der radial innere und äußere, koaxial zueinander an­ geordnete, nach außen gerichtete Endflächen (36, 40) hat, die axial zueinander versetzt sind, und eine Verbunddich­ tung, die zumindest teilweise zwischen der Fühlerdichtungs­ fläche (54) und dem Ölwannenabschnit (14) angeordnet ist, und in Kombination ein Gehäuse (60) mit einem sich axial erstreckenden, zentrierenden Flanschabschnitt (62), der ra­ dial von dem äußeren Randabschnitt (55) des Fühlerflansches (52) beabstandet ist und denselben umgibt, einen sich ra­ dial erstreckenden Anbindungsflanschabschnitt (64) mit ge­ genüberliegenden Endflächen und einen inneren Randabschnitt (66) und einen elastomeren Dichtungskörper (82) umfaßt, der an das Gehäuse (60) angebunden ist, und der Dichtungskörper (82) radial innere, äußere und mittlere Dichtungskörperab­ schnitte aufweist, wobei der radial äußere elastomere Dich­ tungskörperabschnitt zumindest eine im wesentlichen kontinu­ ierliche Dichtungsrippe (68) aufweist, die über der einen Gehäuseendfläche liegt und zumindest eine kontinuierliche Dichtungsrippe (70) aufweist, die über der anderen Gehäuse­ endfläche liegt, der radial innere Abschnitt des elastome­ ren Dichtungskörpers (82) einen sich radial erstreckenden Steg (84) aufweist, der in einem radial inneren sich axial erstreckenden Stegflächenabschnitt (86) endet, der eine Öff­ nung bildet, durch die sich der Schaftabschnitt (46) des Fühlers erstreckt, und der Steg (84) ebenfalls Mittel (88) aufweist, die einen Teil des Stegs bilden und mit dem Schaftabschnitt (46) des Fühlers in Eingriff treten, um die Dichtung in Bezug auf den Fühler (12) vor dem Positionieren der Dichtung (10) in der Ölwanne (16) zu lagern, der mitt­ lere Dichtungskörperabschnitt ein verformbares Element um­ faßt, um in fluiddichten angepaßten Eingriff mit einer Aus­ sparung (48) zu treten, die zwischen der Endfläche (54) des Fühlerflansches (52) und der radial inneren Endfläche am fühleraufnehmenden Teil der Ölwanne (16) gebildet wird.

7. Öldichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Rippe (68, 70) mehrere Rippen (72, 74, 76; 78, 80, 82) umfaßt, die über jeder der Gehäuseendflächen liegen.

8. Öldichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich­ net, daß zumindest eine Dichtungsrippe (68, 70) drei Rippen (72, 74, 76; 78, 80, 82) umfaßt, die auf jeder der Gehäuse­ endflächen liegen.

9. Öldichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das verformbare Elemente zum fluiddich­ ten angepaßten Eingriff einen allgemein zylindrischen Kra­ gen (90) mit einer ringförmigen Schulterfläche (92) umfaßt, die ein vermindertes axiales Ausmaß aufweist und radial in­ nerhalb des Kragens (90) liegt.

10. Öldichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Eingriff des Fühler­ schafts (46) mehrere sich radial nach innen erstreckende Zungen (88) umfassen, die einstückig mit der sich radial inneren, axial erstreckenden Fläche (86) der schaftaufneh­ menden Öffnung ausgebildet sind.