DE3914213A1 - Geschuetzte dichtungsanordnung und schutzfilter fuer die dichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Fluiddichtungsanordnungen und betrifft insbesondere eine Kombination einer Fluiddichtungseinheit mit einem besonderen Schutzfilter, wodurch eine störungsfrei arbeitende Dichtungseinheit geschaffen wird. Die Erfindung bezieht sich auf eine besondere Schutzfiltereinheit, die zusammen mit einer Fluiddichtung verwendet wird, als auch auf eine Kombination des Schutzfilters mit einer zugeordneten Dichtung, um eine neue Anordnung zu schaffen. Die Erfindung schafft eine zuverlässigere Dichtung, insbesondere bei Spezialdichtungen und Mechanismen, bei denen hohe Innendrücke und die Möglichkeit von teilchenförmigen Verunreinigungen auftreten.

Moderne Fluiddichtungen haben eine äußerst vielseitige Verwendung und dienen zum Abdichten von Öl, beispielsweise unter unterschiedlichen Druck- und Temperaturbedingungen, ohne Leckage über eine Lebensdauer von mehreren Millionen Maschinenzyklen. Eine typische in einem Hydraulikschaltkreis verwendete Öldichtung umfaßt ein steifes äußeres Gehäuseelement, wie z.B. ein Metallstanzteil oder ähnliches, an dem ein elastomerer Dichtungslippenkörper angeklebt ist. Das Gehäuse kann teilweise oder vollständig mit dem elastomeren Material umrundet sein, um die Dichtung in einem zugeordneten Maschinenteil anzuordnen und zu befestigen, d.h. in einer Gehäusebohrung.

Der Lippenabschnitt des elastomeren Dichtungskörpers liegt auf einer sich drehenden oder sich hin- und herbewegenden Welle oder einem anderen verwendeten Teil auf. Insbesondere befindet sich bei einer Anzahl von Hydraulikmechanismen, einschließlich Servolenkeinheiten, Öl oder ein ähnliches Hydraulikfluid in einem abgedichteten Hohlraum unter äußerst hohen Drücken, die von 35,15 bis 70,3 km/cm² oder mehr reichen. Die Dichtung hält Öl in einem Hohlraum, der das Innere eines derartigen Mechanismus bildet, zurück und umfaßt gewöhnlich eine erste Lippe und häufig ebenfalls eine oder mehrere Hilfslippen, die an einem Teil der ersten oder Hauptlippe oder getrennt ausgebildet sind und mit anderen Bauteilen verwendet werden, die der verwendeten Dichtungseinheit zugeordnet sind.

Servolenkmechanismen, insbesondere von der Bauart mit Zahnstange und Ritzel, umfassen eine hin- und herbewegbare Welle oder Zahnstange, die Endabschnitte aufweist, die sich in die abgedichtete Zone hinein und aus ihr heraus bewegen, wobei große Kräfte wirken, die wiederum in dem Hydraulikfluid erzeugt werden, das durch die Dichtung abgedichtet wird. Bestehende Dichtungen sind zwar in der Lage, das Fluid in der abgedichteten Zone auch unter diesen hohen Druckbedingungen auch für eine hohe Anzahl von Zyklen zu halten, solange eine saubere Umgebung der Dichtung beibehalten wird.

Eine derartige Leistung hängt jedoch von sauberen Betriebsbedingungen ab. Bei Dichtungen dieser Art muß der abgedichete Teil, der sich relativ zu der Dichtung hin- und herbewegt, eine Oberfläche haben, die sehr fein bearbeitet ist, und es muß eine Fluidversorgung an der Grenzfläche zwischen Dichtung und Welle sichergestellt sein. In vielen Fällen leckt eine sonst zufriedenstellende Dichtung, oder ein abgedichtetes Teil wird zerkratzt oder auf andere Weise beschädigt, wenn sich in dem Fluid, das diese Grenzfläche abdichtet, Verunreinigungen befinden. Bei einer üblichen Servolenkung können, wenn Metallspäne oder andere Rückstände von der Bearbeitung in das Hydraulikfluid gelangen, sich diese Partikel zwischen der Dichtlippe und dem abgedichteten Teil ansammeln. Im Laufe der zeit und bei kontinuierlicher Hin- und Herbewegung des abgedichteten Teils ergeben sich Kratzer oder Riefen auf dem Teil bis zu einem Maß, das eine Leckage der Dichtung bewirkt. In einigen Fällen ist die Beschädigung so, daß nicht nur die Dichtung, sondern ebenfalls die Welle oder ein anderes Element erneuert werden müssen.

Es muß nicht darauf hingewiesen werden, daß die Kosten für die Erneuerung von abgedichteten Teilen, die Teile eines hydraulischen Mechanismus bilden, beträchtlich sein können, insbesondere wenn man die hohen Arbeitskosten und die Schwierigkeit des Zugangs zu dem abgedichteten Teil betrachtet. Der Endverbraucher eines derartigen Produkts sieht weiter eine Ölleckage und/oder die notwendige Erneuerung eines Teils dieses wichtigen Mechanismus als Qualitätsminderung des Fahrzeugs an, was wiederum für die Hersteller und Verkäufer dieser Fahrzeuge nachteilige Konsequenzen hat. Das gleiche trifft auf die Zulieferer zu, die diese Bauteile oder Baueinheiten den Herstellern und/oder Montagefirmen der Fahrzeuge zuliefern.

Es besteht daher ein Bedürfnis für ein Dichtungssystem, das möglichst sicherstellt, daß äußerst saubere einzelne Maschinenelemente vorliegen und kein Fehler infolge eines Dichtungsfehlers mit den damit zusammenhängenden hohen Kosten, der Rufschädigung und in einigen Fällen dem totalen Versagen von teuren abgedichteten Maschinenteilen auftritt.

Bei der Herstellung von Hydraulikeinheiten, einschließlich Servolenkungen, ist es bekannt, daß umfangreiche Bearbeitungen, einschließlich Bohren, Honen, Senken, Fräsen, Endflächenbearbeiten und andere Endbearbeitungsschritte, erforderlich sind. Diese Vorgänge werden gewöhnlich nacheinander durch aufwendige Automaten durchgeführt. Wenn das Bearbeiten und Endbearbeiten beendet ist, müssen die Teile gesäubert werden, so daß keine Späne oder andere Rückstände von der Bearbeitung an dem endbearbeiteten Teil verbleiben. Wie bei anderen hochautomatisierten und mit hohem Ingenieuraufwand hergestellten Produkten besteht immer die Möglichkeit eines Fehlers, so daß der Bedarf für ein Produkt besteht, das einen derartigen möglichen Fehler ausschaltet und dies mit hoher Zuverlässigkeit bei niedrigen Kosten erreicht wird. Natürlich können Verunreinigungen ihren Weg ebenfalls durch andere Mittel in den abgedichteten Mechanismus finden, wie z.B. beim Wechseln oder Nachfüllen des Fluids.

Erfindungsgemäß wird ein Dichtsystem mit einem Schutzfilter geschaffen, der zusammen mit einer bestehenden Hochdruckdichtung verwendet wird, wobei der Filter so angeordnet wird, daß er irgendwelche Einschlüsse oder in dem Fluid vorhandene Späne einfängt und sie an der Fläche der Dichtung zurückhält oder sie an einer Zone hält, an der sie nicht durch eine starke hydraulische Wirkung zwischen die Dichtlippe und das hin- und herbewegbare Teil gelangen. In diesem Zusammenhang soll darauf hingewiesen werden, daß moderne Hydraulikdichtungen so ausgelegt sind, daß wenn der Druck im abgedichteten Hohlraum ansteigt, dieser Druck rings auf den äußeren Umfang des elastomeren Dichtlippenkörpers wirkt und dies wiederum eine erhöhte radiale Kompressionsdichtkraft über das Elastomer auf die Fläche des abgedichteten Teils bewirkt. D.h. mit anderen Worten, wenn eine Leckage bewirkende hydraulische Drücke ansteigen, nimmt die an der Grenzfläche zwischen Dichtlippe und Maschinenelement erzeugte Kraft entsprechend zu, um einer möglichen Leckage entgegenzuwirken.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Filterelement geschaffen, das getrennt hergestellt und bei einer bestehenden Dichtung eingebaut werden kann, um ein neues Dichtungssystem und einen abgedichteten Mechanismus zu schaffen. Die Dichtung kann natürlich ebenfalls mit dem Filter als einstückiges Teil hergestellt werden.

In Anbetracht der Nachteile der bekannten Dichtungen bei der Verminderung von Verunreinigungen und/oder der erforderlichen Steuerung der Hydraulikmechanismen, einschließlich Servolenkungen, ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Schutzfiltereinheit für die Verwendung mit einer Dichtung zu schaffen, die einen Teil eines abgedichteten Hydraulikmechanismus bildet.

Mit der Erfindung soll weiter eine Kombination eines neuen Schutzfilters mit einer Fluiddichtung geschaffen werden, die als Einheit vormontiert und in einen Teil des abgedichteten Mechanismus eingesetzt wird.

Weiter wird mit der Erfindung in vorteilhafter Weise eine Dichtungsanordnung geschaffen, die eine integrale Filtereinheit umfaßt, die die sogenannte Ölseite der Dichtung gegen Verunreinigungen durch im Fluid vorhandene Partikel oder andere Verunreinigungen schützt.

Weiter wird mit der Erfindung in vorteilhafter Weise ein Schutzfilter für eine Öldichtung geschaffen, der aus leicht verfügbaren Materialien besteht, die mit bekannten Verfahren verarbeitet werden können, und der als Massenprodukt bei geringen Kosten herstellbar ist. Es wird ein Schutzfilter für eine Dichtungsanordnung geschaffen, der einen Ring oder ein Gehäuse umfaßt, das mit einer zugeordneten Dichtung ausgerichtet und zusammengebaut wird, wobei weiter der Ring oder das Gehäuse ein sich radial nach innen erstreckendes Schutzfiltersieb umfaßt, das an dem Ring oder dem Gehäuse befestigt ist.

Mit der Erfindung wird weiter eine Schutzfiltereinheit für eine Dichtung geschaffen, die ein Filtersieb aus einem feinmaschigen Kunststoff verwendet.

Der erfindungsgemäße Schutzfilter für eine Fluiddichtung umfaßt einen äußeren Lagerring, der mit dem Gehäuse einer zugeordneten Dichtung zusammenwirkt, und einen ringförmigen inneren Filterelementlagerring, der von dem äußeren Lagerring mittels mehreren Abstandshaltern beabstandet ist, wobei sich ein Filtersieb zwischen den Lagerringen erstreckt und damit verbunden ist, und das Filtersieb einen inneren Rand hat, der in einem Kantenabschnitt endet, der eine kreisförmige Öffnung für den Durchgang eines Maschinenelements bildet, wobei die innere Kante von dem Maschinenelement um nicht mehr als ein Arbeitsspiel beabstandet ist, um das Innere der Filtereinheit und der zugeordneten Dichtung gegen Verunreinigung durch Partikel im abgedichteten Fluid zu schützen.

Der erfindungsgemäße Schutzfilter und eine Hochdruckdichtung umfassen ein Gehäuse und einen elastomeren Dichtkörper, wobei das Gehäuse und ein Teil des Dichtkörpers zusammenwirken, um eine Montagefläche für den Filter zu bilden, und wobei der Filter und ein äußeres Gehäuse mit Teilen des Filters und das Dichtungsgehäuse miteinander in Eingriff treten, wodurch der Filter axial und radial in bezug auf die Dichtung festgelegt wird. Die Erfindung schafft weiter eine mehrteilige Dichtungsanordnung, die ein Filterelement, ein mit dem Filterelement ausgerichtetes Dichtungselement und ein Hilfselement umfaßt, das eine Stützlagerung für den elastomeren Hauptdichtlippenkörper des Dichtungselements umfaßt, mit oder ohne einer Hilfslippe, wobei Abschnitte vorgesehen sind, um mit der äußeren Fläche des abgedichteten Teils, das außerhalb der abgedichteten Zone liegt, in Eingriff zu treten.

Die Erfindung schafft weiter einen abgedichteten Mechanismus, der ein Gehäuse, ein Maschinenelement mit einem in das Gehäuse hinein und aus ihm hinaus bewegbaren Teil und eine zusammengesetzte Dichtungsanordnung für das Gehäuse und das hin- und herbewegbare Teil umfaßt, wobei die Dichtungsanordnung eine Hauptdichteinheit mit einem Gehäuse und einem elastomeren Dichtlippenabschnitt, einen Schutzfilter, der axial innerhalb der Hauptdichtung angeordnet ist und einen Filterelementlagerring und ein Filtersieb umfaßt, umfaßt, wobei die Dichtungsanordnung weiter eine Hilfs- oder Außenlippe mit oder ohne einem Stütz- oder Druckabsorptionselement für Abschnitte des Körpers der Hauptdichtlippe aufweist.

Die obengenannten Ziele und Vorteile der Erfindung werden in der Praxis durch das Vorsehen eines Schutzfilters in Verwendung mit einer Dichtung erreicht, wobei der Schutzfilter einen ringförmigen Außenlagerring, der axial innerhalb einer zugeordneten Fluiddichtung angeordnet ist, ein sich radial von dem äußeren Lager nach innen erstreckendes Filterelement, wobei das Filterelement relativ zum Lagerring so gehalten wird, daß der innere Abschnitt des Filtersiebs von dem zugeordneten hin- und herbewegbaren Maschinenelement nicht mehr als um ein Arbeitsspiel beabstandet ist, umfaßt. Die Erfindung erreicht ihre Ziele ebenfalls durch das Vorsehen eines derartigen Filters entweder in Kombination mit oder durch Ausbilden eines Teils einer zugeordneten Dichtung, welches wiederum möglichst eine Hilfsdichtung mit einer Hilfslippe und einem elastomeren Dichtungskörperlagerelement umfassen soll.

Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in der Zeichnung, in der gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine vertikale Teilschnittansicht bestimmter Teile des abgedichteten Mechanismus mit einem Filter und einer Dichtung, wobei konstruktive Einzelheiten des neuen Filters mit der zugeordneten Dichtung dargestellt sind;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Schutzfilters, der von der übrigen Dichtungsanordnung getrennt dargestellt ist;

Fig. 3 eine Ansicht des Schutzfilters gemäß Fig. 2;

Fig. 4 eine vertikale Schnittansicht des Schutzfilters von Fig. 2 und 3 längs der Linie 4-4 in Fig. 3;

Fig. 5 eine vergrößerte vertikale Teilschnittansicht eines Teils des Schutzfilters gemäß Fig. 2 bis 4; und

Fig. 6 eine vergrößerte vertikale Teilschnittansicht der Dichtung und des Filters gemäß Fig. 1 zur Darstellung der Beziehung zu einem zugeordneten abgedichteten Teil.

Der Schutzfilter und die Kombination des Filters und der Dichtung können in der verschiedensten Weise verwendet werden und je nach Anwendung sich etwas in der Konstruktion ändern. Im folgenden soll allerdings der Schutzfilter in Verbindung mit einer Servolenkung für ein Kraftfahrzeug beschrieben werden, wobei ein Element des Mechanismus ein stationäres Gehäuse und das andere Element eine hin- und herbewegbare Zahnstange oder Welle darstellt, wobei die Dichtung ein aus zwei Elementen bestehendes Teil ist, das eine Hauptdichtung und eine Hilfsdichtung umfaßt, wobei der Filter als eine getrennte Einheit aus Kunststoff ausgebildet ist und axial innerhalb der anderen Elemente der Dichtung angeordnet ist.

In Fig. 1 ist eine geschützte Dichtung 8 dargestellt, die mehrere einzelne Elemente umfaßt, einschließlich eines Schutzfilters 10, einer Hauptfluiddichtung 12 und einer Hilfs- oder Außendichtung 14.

Der Schutzfilter 10 umfaßt eine Siebpositioniereinrichtung in Form eines äußeren Lager- und Stellrings 16 (Fig. 1, 5 und 6), einen radial inneren Sieblager- und Stellring 18 und einen Filter 27. Der äußere Lagerring 16 umfaßt einen Hauptkörperabschnitt 22 mit einer radial nach außen gerichteten Montagefläche 24 zur Ausrichtung und zum Eingriff mit einer zusammenwirkenden nach innen gerichteten Fläche, die einen Teil der Hauptdichtung 12 bildet, die im folgenden beschrieben wird.

Der äußere Lagerring 16 umfaßt weiter eine radial nach außen gerichtete äußere Fläche 26 mit einem größeren Durchmesser, die mit der Positionierfläche 24 mittels einer sich radial erstreckenden Schulterfläche 25 verbunden ist. Zusätzlich umfaßt der Lagerring 16 eine radiale Nut 28, die passend den äußeren Rand 30 des Siebs 20 aufnimmt und anordnet. Das Sieb 20 umfaßt einen prinzipiellen ungelagerten Köperabschnitt 32 und weist einen radial inneren Rand 36 auf, der an der axial nach innen gerichteten Fläche 38 des inneren Lagerringkörpers 34 befestigt ist. Wie ebenfalls in Fig. 2 bis 5 dargestellt, ist eine Mehrzahl von sich radial nach innen erstreckenden Ringabstandshaltern 40 vorgesehen, die sich zwischen den Lagerringen 16 und 18 erstrecken. Diese Abstandshalter 40 umfassen eine im allgemeinen flache dichtseitige Fläche 42 und eine im allgemeinen geneigte hohlraumseitige Fläche 44. Der Hauptabschnitt 32 des Filtersiebkörpers 20 ist an diese beabstandeten dichtungsseitigen Flächen 42 angeklebt.

Bei der bevorzugten Ausführungsform ist eine Zone 46 vorgesehen, in der das Material der Abstandshalter 40 in die benachbarten Abschnitte des Siebs hineinverläuft, um eine sichere mechanische Befestigung zu erreichen. Wie in den Fig. 2 und 3 und insbesondere in Fig. 5 dargestellt, umfaßt das Sieb 20 einen inneren Rand 48, der radial innerhalb des Körpers 34 des inneren Lagerrings 18 liegt, wobei ein derartiger Rand 48 in einer radial äußersten Kante 50 endet. Diese Kante ist, wie man am besten in Fig. 6 sieht, lediglich um ein Arbeitsspiel von der benachbarten gegenüberliegenden Fläche des Mechanismus beabstandet.

Wie in Fig. 1 und 6 dargestellt, umfaßt die geschützte Dichtung 8 eine Hauptfluiddichtung 12 und eine Hilfsdichtung 14, die beide an einer radial nach innen gerichteten, umfangsmäßig angeordneten Bohrungsfläche 52 angeordnet sind, die ein Teil eines Gehäuses 54 bildet, dessen Flächen ebenfalls einen Innenraum oder einen abgedichteten Zonenabschnitt 56 begrenzen. Weiter ist, wie in Fig. 1 und 6 dargestellt, eine drehbare oder hin- und herbewegbare Welle 58 gezeigt, die sich von der abgedichteten Zone 56 nach außen erstreckt und eine radial nach außen gerichtete, sich über den Umfang erstreckende Fläche 60 aufweist, von der mindestens Teile so bearbeitet sind, daß sich eine spezielle Oberflächenbearbeitung ergibt. Diese Oberfläche 60 ist die Fläche, die der radial inneren Kante 50 des Siebs 20 um lediglich ein Arbeitsspiel beabstandet gegenüberliegt, um sicherzustellen, daß kein teilchenförmiges Material zwischen der inneren Filterkante 50 und der Oberfläche 60 der Welle 58 hindurchgeht.

Die Hauptdichtung 12 umfaßt ein Gehäuse 62 mit radial und axial gerichteten Flanschen 64, 66. Die Außenfläche 68 des axialen oder Montageflansches 66 ist mit einem zylindrischen Körper 70 aus einem elastomeren Material umgeben. Die Dichtung 12 wird daher auch häufig als "Gummi OD"-Dichtung bezeichnet. Die Hauptdichtung 12 umfaßt weiter einen sich umfangsmäßig erstreckenden Innenkörper 72 aus elastomerem Material, der an die sich radial nach innen erstreckende Umfangsfläche 74 des axialen Gehäuseflansches 66 angeklebt ist. Die innerste Fläche 76 dieses elastomeren Filterbefestigungskörpers 72 liegt der nach außen gerichteten Fläche 24 des Lagerrings 16 gegenüber.

Zusätzlich zu den oben beschriebenen elastomeren Elementen umfaßt die Hauptdichtung 12 weiter einen elastomeren Dichtungskörper 78, der in einen Klebe- oder Haftabschnitt 80, einen Dichtungskörperabschnitt 82 und einen Biegeabschnitt 84 unterteilt ist. Der Dichtungskörper 82 umfaßt eine Ringnut 86 zur Aufnahme einer in sich geschlossenen ringförmigen Schraubenfeder 88.

Zusätzlich umfaßt der Dichtungskörper 82 öl- und luftseitige Flächen 90, 92, die sich längs einer im allgemeinen kreisförmigen Ortskurve treffen, um ein Hauptdichtband 94 zu bilden, die mit der Oberfläche 60 der Welle 58 in fluiddichten Eingriff tritt. Eine oder mehrere Hilfsrippen 96 können an der luftseitigen Fläche des Dichtungskörpers 82 angeordnet sein, um das Schmiermittel zurückzuhalten und den Verschleiß zu mindern. Diese Ausbildung, die nicht ein notwendiges Merkmal der vorliegenden Erfindung darstellt, ist in einigen Anwendungsfällen, die in der US-PS 45 60 177 beschrieben sind, von Vorteil.

Da eine Hauptanwendung der Dichtung im Hochdruckbereich liegt, wird vorzugsweise eine Hilfsdichtung 14 zusammen mit dem Filter 10 und der Hauptdichtung 12 verwendet. Diese Hilfsdichtung 14 umfaßt ein Gehäuse 100 mit einem sich axial erstreckenden Montageflansch 102, einem radialen Flansch 104 und einem Stützring 106, der axial innerhalb des Flansches 104 liegt.

Der Stützring 106 umfaßt einen sich radial erstreckenden Ringkörper 108, einen sich axial erstreckenden Ringkragen 110, der teilweise durch eine nach innen gerichtete Umfangsfläche 112 gebildet wird. Weiter treffen sich ein Paar kegelstumpfförmiger oder geneigter Flächen 114, 116 am Kragen 10, um einen Vorsprung 118 zu bilden, der innerhalb einer Nut 119 im Biegeabschnitt 84 des Dichtungslippenkörpers 80 aufgenommen wird (Fig. 6).

Zusätzlich zu den obengenannten Elementen umfaßt die Hilfsdichtung 14 eine Hilfslippe 120 mit einem Körperabschnitt 122, der an dem radialen Flansch 104 des Hilfsdichtungsgehäuses 100 angeklebt ist. Ein Hilfsdichtungsband 128 von im allgemeinen kreisförmiger Form wird durch konvergierende kegelstumpfförmige, axial innere und äußere Flächen 124, 126 gebildet.

Durch axial "innerhalb" wird zur abgedichteten Zone hin oder "1"-Seite der gesamten Anordnung verstanden. Auf dem Gebiet der Dichtungen ist es bekannt, daß die Hilfslippe dazu dient, die axial innere Zone frei von Staub und Spänen zu halten und selbst keine Druckdichtfunktion hat. Diese Lippe läuft "trocken" und kann durch irgendein zufällig auf der Welle verbleibendes Öl geschmiert werden, wenn die Welle sich in die abgedichtete Zone 56 hinein und aus ihr heraus bewegt.

Bei der bevorzugten Ausführungsform besteht der Stützring 106 aus einem festen Kunststoff, wie z.B. einem gefüllten oder ungefüllten Nylon. Der Hilfslippenkörper und die Hauptdichtungslippenkörper bestehen aus geeigneten Elastomeren, wie z.B. Nitril oder Fluorelastomerverbindungen. Bei der bevorzugten Form der Dichtung bestehen alle Bauteile des Filters 10 aus Kunststoff, wobei der äußere und innere Lagerring 16, 18 und die Abstandshalter 40 aus dem gleichen Kunststoff bestehen. Bei der bevorzugten Ausführungsform werden diese Teile durch Einsatzgießen hergestellt, wobei die Ränder des Siebs 20, das aus einem feinmaschigen Kunststoff besteht, direkt an die Ringe und Abstandshalter angeklebt werden, wenn der Filter als ein Stück ausgebildet wird.

Zum Herstellen und Zusammenbauen der Dichtung wird nach der Herstellung des Filters mittels Einsatzgießen unter Verwendung des Spritzgießverfahrens, des Druckgießens oder des Übertragungsgießens der Filter vom axial offenen oder inneren Ende der elastomeren Dichtung eingesetzt, wobei der Filter mittels eines Preßsitzes aufgenommen wird, der durch das Zusammenwirken zwischen den gegenüberliegenden Flächen 24, 76 bewirkt wird. Die radial äußere Schulterfläche 25 am Filter kann die Endfläche 75 des elastomeren Körpers 72, der einen Teil der Hauptdichtung 12 bildet, in Eingriff nehmen. Dies ergibt eine sichere axiale Anordnung der Teile 10 und 12. Wenn der Mechanismus zum Abdichten fertig ist, werden diese Elemente 10, 12, 14 als eine Einheit eingesetzt, wobei die innere Kante 50 des Siebs 20 über dem Teil angeordnet wird und die Dichtung in bekannter Weise in der Bohrung 52 angeordnet wird. Während dieses Vorgangs oder danach kann die Hilfseinheit 14 in der in Fig. 1 und 6 dargestellten Stellung eingesetzt werden. In diesem Zustand nimmt die Nut 119 den ringförmigen Vorsprung 118 mittels einer Schnappwirkung auf, so daß die zwei Dichtungen 12, 14 als Einheit zusammengehalten werden und als Einheit wirken.

Bei der Verwendung der Dichtung wird, wenn ein Druckanstieg innerhalb des abgedichteten Hohlraums 56 erfolgt, durch die vorhandenen Hydraulikkräfte eine radiale Kompressionskraft auf den elastomeren Dichtkörper 82 ausgeübt, wodurch er in eine zunehmend dichte Beziehung zur Oberfläche 60 der Welle 58 gebracht wird. Eine schädliche Verformung der Dichtung wird durch den Eingriff und die Lagerung zwischen den Flächen 114, 116 an dem Dichtungslager- oder Stützring 116 verhindert. Hierdurch wird der Neigung der Dichtung entgegengewirkt, längs der Fläche der Welle aus dem Dichtungsraum herausgedrückt zu werden. Diese Stützwirkung ist an und für sich nicht neu und dem Fachmann in der Dichttechnik bekannt.

Der durch den Filter bewirkte Schutz verhindert, daß sich Partikel in die kritische Berührungszone zwischen den Innenflächen 90, 92, 94 der elastomeren Dichtung und der Außenfläche des abgedichteten Teils 58 bewegen. Auf diese Weise gelangen keine Späne, kein Abrieb oder ähnliches in die Fläche des Elastomers und werden nicht gegen die Welle gedrückt, um die Welle zu zerkratzen, so daß dadurch eine Neigung zu einer Leckage bewirkt wird.

Das Sieb gestattet den Durchgang des Öls, wodurch die Dichtlippe geeignet geschmiert wird, wobei jedoch keine Verunreinigungen in diese Zone gelangen können. Das Sieb ist ausreichend porös, so daß nach dem anfänglichen Füllen und Aufbringen des Drucks kein bezeichnender Druckverlust oder Strömungsverlust über dem Sieb stattfindet, so daß ungefähr der gleiche Fluiddruck auf beiden Seiten des Siebs herrscht.

Mit der Erfindung wird eine neue geschützte Dichtung und ein Schutzfilter dafür geschaffen, die eine Reihe von Vorteilen und Merkmalen aufweist, die oben beschrieben wurden. Bevorzugte Ausführungsformen wurden anhand von Beispielen beschrieben, wobei es für den Fachmann selbstverständlich ist, daß Änderungen von der Form der Dichtung und den verwendeten Materialien möglich sind, ohne sich vom Erfindungsgedanken gemäß dem Umfang der beigefügten Ansprüche zu lösen.

Claims (23)

1. Schutzfilter zur Verwendung mit einer Fluiddichtung, wobei der Schutzfilter nahe bei und axial innerhalb der Fluiddichtung angeordnet werden kann, gekennzeichnet durch die Kombination einer allgemein ringförmigen Sieblagerung, die mindestens eine radial nach außen gerichtete Ausricht- und Eingriffsfläche aufweist, die mit dem Gehäuseteil einer zugeordneten Dichtung zusammenwirkt, und einem Filtersieb, das einen Filtersiebkörper mit einem äußeren Rand und einem inneren Rand aufweist, wobei der innere Rand in einem inneren Randabschnitt endet, der eine kreisförmige Öffnung für den Durchgang eines Maschinenelements, das innerhalb und außerhalb einer abgedichteten Zone, in der der Filter angeordnet ist, liegende Teile hat, bildet, wobei der innere Rand des Filtersiebs so bemessen ist, daß er um nicht mehr als ein Arbeitsspiel von dem Maschinenelement beabstandet ist, und der äußere Rand des Filtersiebs an einem Teil der Sieblagerung so befestigt ist, daß eine axiale und radiale Bewegung des Siebs und ein Eindringen von Teilchen zwischen das Sieb und die Lagerung verhindert wird, und der Schutzfilter dadurch in der Lage ist, Schmutzteilchen einzufangen, um eine Ansammlung der Schmutzteilchen zwischen der Hauptdichtung und dem Maschinenelement zu verhindern, während das Fluid durch das Sieb gelangen kann, um sowohl das Maschinenelement als auch Teile der Dichtung zu berühren und zu schmieren.

2. Schutzfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtersieb aus einem synthetischen Kunststoff besteht.

3. Schutzfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Rand des Filtersiebs an einer Siebpositionierungseinheit befestigt ist, indem er in das Material, aus dem die Siebpositionierungseinheit hergestellt ist, eingebettet ist.

4. Schutzfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionierungseinheit aus einem synthetischen Kunststoff besteht.

5. Schutzfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein innerer Filtersieblagerring und mehrere Abstandshalter, die sich zwischen dem inneren Sieblagerring und einem inneren Abschnitt der Siebpositionierungseinheit erstrecken, vorgesehen sind, wobei die Abstandshalter an dem Sieb haftende Abschnitte aufweisen.

6. Schutzfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebpositionierungseinheit weiter eine sich radial erstreckende Schulter zur Ineingriffnahme eines Teils einer zugeordneten Fluiddichtung aufweist, um die axiale Ausrichtung des Filters zu erleichtern.

7. Schutzfilter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebpositionierungseinheit, der innere Filtersieblagerring und die Abstandshalter aus einem synthetischen Kunststoff bestehen.

8. Schutzfilter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff ein einziges Kunststoffmaterial ist.

9. Schutzfilter zur Verwendung mit einer in einem fluidaufnehmenden Hohlraum angeordneten Fluiddichtung, wobei der Hohlraum eine durch die Dichtung verschlossene Öffnung und einen zugeordneten abgedichteten Teil aufweist, und der Schutzfilter bei der Verwendung nahe bei der zugeordneten Fluiddichtung angeordnet werden kann, gekennzeichnet durch die Kombination von allgemein ringförmigen, inneren und äußeren Filterelementlager- und Stellringdistanzeinheiten, die umfangsmäßig voneinander beabstandet sind und sich radial zwischen den inneren und äußeren Filterelementlager- und Stellringen erstrecken, wobei sich ein Filterelement radial mindestens zwischen den inneren und äußeren Ringen erstreckt, und der äußere Lager- und Stellring einen Abschnitt zur Ausrichtung und zum Eingriff in Ausrichtung zur zugeordneten Fluiddichtung aufweist, wobei ein innerer Randabschnitt des Filterelements bei der Verwendung nur um ein Arbeitsspiel von einem relativ bewegbaren, abgedichteten Maschinenelement beabstandet ist, und das Filterelement einen Körper mit Abschnitten aufweist, die mechanisch mindestens an den inneren und äußeren Lager- und Stellringen so befestigt sind, daß ein Durchgang von Fluidverunreinigungen zwischen dem Element und dem inneren und äußeren Ring verhindert wird, und der Filter eine Ansammlung von Verunreinigungspartikeln zwischen den gegenüberliegenden Flächen der Hauptdichtung und dem Maschinenelement verhindert, während das Fluid durch das Filterelement gelangen kann, um die gegenüberliegenden Flächen des Maschinenelements und der Dichtung zu berühren und zu schmieren.

10. Schutzfilter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement als Kunststoffsieb ausgebildet ist.

11. Schutzfilter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement weiter mechanisch an den Lager- und Stellringabstandseinheiten befestigte Abschnitte umfaßt.

12. Schutzfilter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement die Form eine Siebs aufweist, wobei das Sieb sich mit seinem innersten Rand radial nach innen über den radial innersten Abschnitt des inneren Lager- und Stellrings erstreckt.

13. Schutzfilter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt des äußeren Lager- und Stellrings zur Ausrichtung und zum Eingriff in Ausrichtung mit Abschnitten der zugeordneten Dichtung ausgebildet ist und radial nach außen gerichtete Flächen aufweist, die zum Eingriff mit radial nach innen gerichteten Flächenabschnitten der zugeordneten Dichtung bemessen sind.

14. Schutzfilter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement als Kunststoffsieb ausgebildet ist und der innere und äußere Lager- und Stellring und die Abstandshalter ebenfalls aus synthetischem Kunststoff bestehen.

15. Schutzfilter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe und Abstandshalter aus dem gleichen Kunststoff bestehen.

16. Fluiddichtungsanordnung, gekennzeichnet durch die Kombination einer Fluiddichtung und eines Schutzfilters für die Dichtung, wobei die Dichtung ein relativ festes ringförmies Gehäuse, das bei der Verwendung in einem Element des abzudichtenden Mechanismus aufgenommen wird, ein elastomeres, einen Teil der Dichtung bildendes Dichtungsteil mit einem Dichtungskörperabschnitt und einem Haftabschnitt zum Befestigen des Dichtungskörperabschnitts am Gehäuse umfaßt, und der Dichtungskörperabschnitt luft- und ölseitige Flächen von im allgemeinen kegelstumpfförmiger Form aufweist, die sich längs einer im allgemeinen kreisförmigen Ortskurve treffen, um ein Hauptdichtungsband zu bilden, das die Oberfläche eines zweiten Elements des Mechanismus berührt, eine einen Teil des Dichtungsgehäuses bildende Einrichtung zur Aufnahme und Anordnung eines Teils eines zugeordneten Schutzfilters, wobei der Schutzfilter nahe bei und axial innerhalb der Fluiddichtung angeordnet ist, eine im allgemeinen ringförmige Filtersiebpositionierungseinheit mit mindestens einer radial nach außen gerichteten Fläche, die mit dem Gehäuseabschnitt der Dichtungseinheit ausgerichtet ist und in Eingriff steht, und ein Filtersieb mit einem Filtersiebkörper, der einen äußeren Rand und einen inneren Rand aufweist, wobei der innere Rand in einer inneren Kante endet, die eine kreisförmige Öffnung für den Durchgang eines Maschinenelements bildet, wobei das Maschinenelement innerhalb und außerhalb einer abgedichteten Zone, in der der Filter angeordnet ist, liegende Teile aufweist, und die innere Kante des Filtersiebs so bemessen ist, daß sie um nicht mehr als ein Arbeitsspiel von dem Maschinenelement beabstandet ist, und der äußere Rand des Filtersiebs an einem Teil der Siebpositionierungseinheit so befestigt ist, daß eine radiale und axiale Bewegung des Siebs und ein Durchgang von Teilchen zwischen dem Sieb und der Positionierungseinheit verhindert wird, und der Schutzfilter dadurch Verunreinigungspartikel einfängt und eine Ansammlung der Verunreinigungspartikel zwischen der Hauptdichtung und dem Maschinenelement verhindert, während Fluid durch das Sieb gelangt und sowohl Teile der Dichtung als auch das Maschinenelement berührt und schmiert.

17. Fluiddichtungsanordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtersiebanordnung aus Kunststoff besteht.

18. Fluiddichtungsanordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtersiebpositionierungseinheit ein Paar innerer und äußerer Lagerringe mit beabstandeten Lagerelementen, die sich zwischen ihnen erstrecken, umfaßt, wobei die Lagerringe Abschnitte aufweisen, die mit dem Filtersieb verschweißt sind.

19. Fluiddichtungsanordnung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerringe und das Filtersieb aus Kunststoff bestehen.

20. Abgedichteter hydraulischer Mechanismus, gekennzeichnet durch die Kombination eines Gehäuses mit einem inneren fluidaufnehmenden Hohlraum, einer sich zwischen dem Hohlraum und dem Äußeren des Gehäuses erstreckenden, eine Welle aufnehmenden Öffnung, einer in der wellenaufnehmenden Öffnung ausgebildeten dichtungsaufnehmenden Bohrungsfläche und einer sich durch die Öffnung erstreckenden relativ bewegbaren Welle, wobei der Mechanismus weiter eine geschützte Dichtungsanordnung umfaßt, die wiederum eine Fluiddichtung und einen Schutzfilter für die Dichtung umfaßt, wobei die Dichtung ein innerhalb der Bohrungsfläche aufgenommenes relativ festes ringförmiges Gehäuse und ein einen Teil der Dichtung bildendes elastomeres Dichtungsteil umfaßt, das einen Dichtungskörperabschnitt und ein Haftteil zum Befestigen des Dichtungskörperabschnitts am Gehäuse umfaßt, wobei der Dichtungskörperabschnitt luft- und ölseitige Flächen von allgemein kegelstumpfförmiger Form aufweist, die sich längs einer allgemein kreisförmigen Ortskurve treffen und ein Hauptdichtungsband bilden, das die Oberfläche der Welle berührt, einer Einrichtung, die einen Teil des Dichtungsgehäuses zur Aufnahme und Anordnung eines Teils eines zugeordneten Schutzfilters bildet, wobei der Schutzfilter nahe bei und axial innerhalb der Fluiddichtung angeordnet ist und der Schutzfilter in Kombination eine allgemein ringförmige Filtersiebpositionierungseinheit und mindestens eine radial nach außen gerichtete, mit dem Gehäuseabschnitt der Dichtung ausgerichtete und in Eingriff stehende Fläche und eine Filtersiebeinheit mit einem Filtersiebkörper mit einem äußeren Rand und einem inneren Rand umfaßt, wobei der innere Rand in einem inneren Kantenabschnitt endet, der eine kreisförmige Öffnung für den Durchgang der Welle bildet, und die innere Kante von der Welle um nicht mehr als ein Arbeitsspiel beabstandet ist, und der äußere Rand des Filtersiebs an einem Teil der Siebpositionierungseinheit so befestigt ist, daß eine axiale und radiale Bewegung des Siebs und ein Durchgang von Teilchen zwischen dem Sieb und der Positionierungseinheit verhindert wird, wodurch der Schutzfilter Verunreinigungspartikel einfängt und so eine Ansammlung der Verunreinigungspartikel zwischen der Hauptdichtung und der Welle verhindert, während Fluid durch das Sieb gelangt und sowohl die Welle als auch die Teile der Dichtung berührt und schmiert.

21. Abgedichteter hydraulischer Mechanismus nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtersiebeinheit aus Kunststoff besteht.

22. Abgedichteter hydraulischer Mechanismus nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtersiebpositionierungseinheit ein Paar innerer und äußerer Lagerringe mit sich zwischen ihnen erstreckenden beabstandeten Lagerelementen aufweist, wobei die Lagerringe mit Abschnitten des Filtersiebs verschweißte Abschnitte umfassen.

23. Abgedichteter hydraulischer Mechanismus nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerringe und das Filtersieb aus Kunststoff bestehen.