DE4409537A1 - Dichtungseinheit, insbesondere für eine Wasserpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtungseinheit, insbeson­ dere für eine Wasserpumpe, nach dem Oberbegriff des An­ spruches 1 bzw. 10.

Es ist bekannt, solche Dichtungseinheiten bei Wasserpum­ pen für Kraftfahrzeuge einzubauen. Die Pumpenwelle wird von Lagern drehbar abgestützt, deren Gehäuse in eine Aufnahme des Pumpengehäuses einsetzt sind. Um die Gleit­ ringdichtung einbauen zu können, ist das Lagergehäuse entsprechend verlängert. Dadurch wird aber das Lagerge­ häuse und damit die gesamte Dichtungseinheit verteuert. Darüberhinaus treten Probleme hinsichtlich der Abdich­ tung auf. Insbesondere kann zwischen dem Pumpengehäuse und dem verlängerten Lagergehäuse Medium nach außen tre­ ten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungs­ gemäße Dichtungseinheit so auszubilden, daß sie einfach montiert und kostengünstig gefertigt werden kann.

Diese Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen Dichtungsein­ heit erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 bzw. 10 gelöst.

Bei der Dichtungseinheit nach Anspruch 1 wird die Gleit­ ringdichtung über den Zentrierring mit dem Lagergehäuse zentrierend verbunden. Dadurch muß das Lagergehäuse nicht verlängert werden, so daß herkömmliche Lagergehäu­ se eingesetzt werden können, die kostengünstig im Handel erhältlich sind. Die Zentrierung der Gleitringdichtung am Lagergehäuse mittels des Zentrierringes ermöglicht darüberhinaus eine einfache und damit auch kostengünsti­ ge Montage der erfindungsgemäßen Dichtungseinheit.

Die Dichtungseinheit gemäß Anspruch 10 läßt sich eben­ falls sehr einfach und kostengünstig fertigen und mon­ tieren. Der Dämpfungsteil gewährleistet eine einwand­ freie Abdichtung der Gleitringdichtung im Einsatz der erfindungsgemäßen Dichtungseinheit. Da der Dämpfungsteil in der Einbaulage elastisch verformt ist und unter ela­ stischer Verformung an der Welle und an der Innenwandung des Gleitringes anliegt, können größere Fertigungstole­ ranzen bei der Herstellung des Gleitringes und des Dämp­ fungsteiles mühelos ausgeglichen werden. Zudem wird in­ folge dieser Ausbildung des Dämpfungsteiles auch eine genaue Zentrierung des Gleitringes gegenüber der Welle gewährleistet.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den wei­ teren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung darge­ stellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in Seitenansicht und im Axialschnitt ei­ ne erfindungsgemäße Gleitringdichtung.

Die in der Zeichnung dargestellte Dichtung ist eine Axialgleitringdichtung, die Teil einer Wasserpumpe ist.

Sie hat eine Welle 1, die mit Lagern 2, im Ausführungs­ beispiel mit Wälzlagern, drehbar gelagert ist. In der Zeichnung ist nur eines der Lager dargestellt. Das Lager 2 hat Wälzkörper 3, im Ausführungsbeispiel Kugeln, die in einem Lagergehäuse 4 untergebracht sind. Es wird in ein Pumpengehäuse 5 eingebaut, das eine entsprechende Aufnahme 6 für das Lagergehäuse 4 hat. Das Lagergehäuse 4 mit den Wälzkörpern 3 ist in bekannter Weise ausgebil­ det und wird darum nicht im einzelnen beschrieben.

In das Lagergehäuse 4 ist eine Abdeckscheibe 7 einge­ setzt, die mit ihrem Rand in eine Ringnut 8 in der In­ nenwandung eines äußeren Lagerringes 4a des Lagergehäu­ ses 4 eingreift.

Zur Abdichtung ist die Axialgleitringdichtung vorgese­ hen, die gegenüber dem Pumpengehäuse 5 bzw. dem Lagerge­ häuse 4 durch einen Zentrierring 9 zentriert wird. Er ist lose auf den Lagerring 4a aufgesetzt, der am Außen­ umfang eine in seine Stirnseite 10 mündende, umlaufende Vertiefung 11 aufweist. Der Zentrierring 9 hat über sei­ nen Umfang verteilt axial vorstehende Zentrierlappen 12, die in die Vertiefung 11 ragen und am Lagerring 4a an­ liegen. Die Zentrierlappen 12 haben eine axiale Länge, die größer ist als die Tiefe der Vertiefung 11. Dadurch läßt sich der Zentrierring 9 sehr einfach axial so weit auf den Lagerring 4a aufschieben, bis die Zentrierlappen 12 am Boden 13 der Vertiefung 11 anliegen. Die Zentrier­ lappen 12 liegen außerdem im Bereich der Vertiefung 11 an der äußeren Mantelfläche des Lagerringes 4a an. Da die Zentrierlappen 12 in Umfangsrichtung mit Abstand voneinander liegen, werden zwischen benachbarten Zen­ trierlappen Durchlässe 14 gebildet, durch welche beim Einsatz der Axialgleitringdichtung auftretende Dampflec­ kage austreten kann. Das Pumpengehäuse 5 ist mit ent­ sprechenden Durchlaßöffnungen 15 versehen.

Für die Zentrierung des Zentrierringes 9 reicht eine ge­ ringe Zahl von Zentrierlappen 12 aus, die dementspre­ chend mit großem Abstand voneinander angeordnet sein können. Dadurch haben auch die Durchlässe 14 für die Dampfleckage ausreichend große Querschnitte. Dadurch ist auch eine Zuordnung eines Auslasses im Bereich des La­ gergehäuses und einer entsprechenden Durchlaßöffnung im Pumpengehäuse 5, wie dies bei den bisher bekannten Aus­ führungen der Fall ist, nicht erforderlich, so daß die Montage wesentlich vereinfacht wird.

Der Zentrierring 9 hat einen zylindrischen Hals 16, der entgegengesetzt zu den Zentrierlappen 12 gerichtet ist und die Welle 1 mit geringem Abstand umgibt. Im Bereich zwischen den Zentrierlappen 12 und dem Hals 16 ist der Zentrierring mit einer umlaufenden Sicke 17 versehen, die den scheibenförmigen radialen Zentrierring 9 ver­ steift.

Am Zentrierring 9 stützt sich ein Dichtring 18 ab, der mit seiner zylindrischen Außenmantelfläche 19 dichtend an der Innenwandung der Aufnahme 6 des Pumpengehäuses 5 anliegt. Dadurch ist das Pumpengehäuse 5 einwandfrei ab­ gedichtet. Vorteilhaft ist die Außenmantelfläche 19 pro­ filiert, im Ausführungsbeispiel mit einem entsprechenden Wellenprofil versehen. Beim Einsetzen des Dichtringes 18 in die Aufnahme 6 wird die profilierte Außenmantelfläche 19 elastisch verformt, so daß eine einwandfreie Abdich­ tung erreicht wird. Der Dichtring 18 erstreckt sich bis zum Hals 16 des Zentrierringes 9. In den Dichtring 18 ist ein Gegenring 20 eingesetzt, an dem sich in bekann­ ter Weise ein Gleitring 21 unter der Kraft einer Druck­ feder 22 axial abstützt. Die Stirnseiten des Dichtringes 18 und des Gegenringes 20 liegen vorteilhaft in einer gemeinsamen Radialebene. Der Innendurchmesser des Gleit­ ringes 21 ist größer als der Außendurchmesser der Wel­ le 1.

An einem radial nach außen gerichteten Bund 23 des Gleit­ ringes 21 liegt eine balgförmige Sekundärdichtung 24 mit einem radial nach außen gerichteten Ringflansch 25 an. An ihm liegt das eine Ende der Druckfeder 22 an.

Die Sekundärdichtung 24 hat einen an den Ringflansch 25 anschließenden Balgteil 26, der auf einer zylindrischen Mantelfläche 27 eines zylindrischen Ansatzes 28 des Gleitringes 21 aufliegt. Der Balgteil 26 verjüngt sich kegelförmig im Bereich vor dem Ansatz 28 des Gleitringes 21 und geht in einen verdickten Endteil 29 über, der durch einen Federteller 30 gehalten ist. Er sitzt dreh­ fest auf der Welle 1 und stützt über den Endteil 29 die Druckfeder 22 ab.

Über die Druckfeder 22 wird der Gleitring 21 fest gegen den Gegenring 20 gedrückt und auf diese Weise die erfor­ derliche Abdichtung gewährleistet. Außerdem wird auch der Zentrierring 9 durch die Kraft der Druckfeder 22 fest auf das Lagergehäuse 4 gedrückt. Dadurch ist es nicht erforderlich, den Zentrierring 9 gesondert auf dem Lagergehäuse 4 zu befestigen. Der Zentrierring wird le­ diglich lose auf das Lagergehäuse 4 aufgesetzt und durch die Druckfeder 22 in der Einbaulage gehalten. Dadurch ist eine sehr einfache Montage der Gleitringdichtung ge­ währleistet. Sie wird in der beschriebenen Weise an das Lagergehäuse 4 angesetzt, das dadurch eine herkömmliche Ausbildung haben kann, insbesondere nicht axial über die Wälzkörper 3 hinaus verlängert werden muß. Da herkömmli­ che, kurze Lagergehäuse 4 verwendet werden können, er­ gibt sich durch den Einsatz der Gleitringdichtung und deren Ankoppelung über den Zentrierring 9 eine äußerst kostengünstige Fertigung.

Mit dem zylindrischen Hals 16 des Zentrierringes 9 las­ sen sich beim Einbau der Gegenring 20 und der Gleitring 21 einwandfrei zentrieren, so daß beim Einbau dieser Einheit diese empfindlichen Dichtteile nicht beschädigt werden. Über den Federteller 30 und die Sekundärdichtung 24 ist der Gleitring 21 drehfest mit der Welle 1 verbun­ den, während der Gegenring 20 ortsfest angeordnet ist. Dadurch ergibt sich eine besonders geringe axiale Länge der Gleitringdichtung. Da die Aufnahme 6 des Pumpenge­ häuses 5 nach außen durch den Dichtring 18 abgedichtet ist, ist eine einwandfreie Abdichtung des Lagers 2 si­ chergestellt.

Der Gleitring 21 ist auf der Welle 1 elastisch gedämpft angeordnet und gegenüber ihr zentriert. Als Dämpfungs­ element dient ein axialer rohrförmiger Ansatz 31 der Se­ kundärdichtung 24, der nicht nur werkstoffelastisch wirkt, sondern darüberhinaus eine solche Formgebung hat, daß er auch formelastisch wirkt. Das freie Ende 32 des Ansatzes 31 ist trichterförmig erweitert ausgebildet und liegt an der zylindrischen Innenwandung 33 des Gleitrin­ ges 21 an. Die Stirnseite 34 des trichterförmigen Endes 32 ist teilkreisförmig abgerundet, so daß Beschädigungen der Innenwandung 33 des Gleitringes 21 ausgeschlossen sind. Der Ansatz 31 der Sekundärdichtung 24 hat radialen Abstand von der Innenwandung 33 des Gleitringes 21 und liegt lediglich mit dem trichterförmigen Ende 32 linien­ förmig an der Innenwandung 33 an. Am Übergang vom axia­ len Teil des Ansatzes 31 in den trichterförmig erweiter­ ten Teil 32 ist der Ansatz 31 innenseitig mit einer um­ laufenden vorstehenden Rippe 35 versehen, deren Innen­ durchmesser im nicht eingebauten Zustand kleiner ist als der Wellendurchmesser. Darum wird beim Einbau der Gleit­ ringdichtung der Ansatz 31 im Bereich der Rippe 35 auf den Wellendurchmesser elastisch aufgeweitet. Gleichzei­ tig wird hierbei auch das trichterförmige Ende 32 des Ansatzes 31 elastisch verformt, da es mit seiner Stirn­ seite 34 an der Innenwandung 33 des Gleitringes 21 an­ liegt. Auf diese Weise wird durch elastische Verformung eine Verspannung des trichterförmigen Endes 32 erreicht, die zur radialen Zentrierung sowie zur axial wirkenden Dämpfung des Gleitringes 21 führt. Der Ansatz 31 geht ebenso wie der Balgteil 26 in gleicher Höhe in den ver­ dickten Endteil 29 der Sekundärdichtung 24 über.

Der Ansatz 31 der Sekundärdichtung 24 besteht, wie die gesamte Sekundärdichtung 24, vorteilhaft aus Gummi, kann aber auch aus jedem anderen formelastischen Material, beispielsweise aus Thermoplasten, bestehen.

Da der Ansatz 21, der als Dämpfungs- und Zentrierteil wirkt, einstückig mit der Sekundärdichtung 24 ausgebil­ det ist, ergibt sich eine besonders einfache Ausbildung der Gleitringdichtung. Die Welle 1 muß nicht bearbeitet werden, insbesondere keine Ringnut zur Aufnahme eines Dämpfungsringes aufweisen.

Bei den bekannten Dämpfungsmaßnahmen muß in der Welle eine Ringnut eingearbeitet werden, die einen Dämpfungs­ ring aufnimmt, auf welcher sich der Gleitring abstützt. Die Herstellung der Ringnut ist mit erheblichen Kosten verbunden. Der Nutendurchmesser, der Querschnitt des Dämpfungsringes sowie der Innendurchmesser des Gleitrin­ ges müssen bei diesen bekannten Gleitringdichtungen mit sehr engen Toleranzen gefertigt werden, um die erforder­ liche Zentrierung zu erreichen bzw. um ein Verklemmen dieser Teile zu verhindern. Bei der beschriebenen Aus­ bildung ist eine Ringnut zur Axialsicherung des Dämp­ fungselementes 31 nicht erforderlich. Infolge der be­ schriebenen elastischen Verformung müssen bei der Ferti­ gung des Gleitringes 21 und des Ansatzes 31 auch keine engen Fertigungstoleranzen eingehalten werden. Dadurch läßt sich die beschriebene Gleitringdichtung sehr ko­ stengünstig fertigen. Dennoch ist eine einwandfreie Zen­ trierung des Gleitringes 21 sichergestellt.

Die beschriebene Dämpfung und Zentrierung mittels des Ansatzes 21 kann bei jeder Art von Gleitringdichtung verwendet werden und ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt.

Claims (14)

1. Dichtungseinheit, insbesondere für eine Wasserpumpe, mit einer Gleitringdichtung, die einen Gleitring aufweist, der unter der Kraft wenigstens einer Druckfeder an einem Gegenring anliegt, der mit einem einen äußeren Lagerring aufweisenden Lagergehäuse verbunden ist, das in ein Gehäuseteil eingesetzt ist und dessen Lagerkörper eine Welle drehbar abstützen, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitringdichtung (20, 21, 22, 24) mit dem Lagergehäuse (4) über einen Zentrierring (9) verbunden ist, der mit Zentriertei­ len (12) zur Zentrierung am Lagergehäuse (4) verse­ hen ist.

2. Dichtungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierteile (12) axial vom Zentrierring (9) abstehende Zentrierlappen sind, die in wenigstens eine Vertiefung (11) des äu­ ßeren Lagerringes (4a) des Lagergehäuses (4) ein­ greifen.

3. Dichtungseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung (11) in der Außenmantelfläche des äußeren Lagerringes (4a) vorgesehen ist.

4. Dichtungseinheit nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierteile (12) am radial verlaufenden Boden (13) der Vertiefung (11) anliegen.

5. Dichtungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrierring (9) lo­ se auf den äußeren Lagerring (4a) aufgesetzt und durch Federkraft gehalten ist.

6. Dichtungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrierring (9) ei­ nen zylindrischen Hals (16) aufweist, an dem der Ge­ genring (20) radial innen anliegt.

7. Dichtungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenring (20) in einen Dichtring (18) eingebettet ist, der sich am Zentrierring (9) abstützt.

8. Dichtungseinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenring (20) unter der Kraft der Druckfeder (22) axial gegen den Zen­ trierring (9) gedrückt ist.

9. Dichtungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitring (21) über die Sekundärdichtung (24) und einen die Druckfeder (22) axial abstützenden Federteller (30) drehfest mit der Welle (1) verbunden ist.

10. Dichtungseinheit, insbesondere für eine Wasserpumpe, die einen Gleitring aufweist, der unter der Kraft wenigstens einer Druckfeder an einem Gegenring an­ liegt und mit einer balgartigen Sekundärdichtung verbunden ist, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärdichtung (24) wenigstens einen Dämpfungsteil (31) aufweist, der sich unter elastischer Verformung an der Welle (1) und an der Innenwandung (33) des Gleitringes (21) abstützt.

11. Dichtungseinheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungsteil (31) ein trichterförmig aufgeweitetes Ende (32) aufweist, das unter elastischer Verformung an der Innenwandung (33) des Gleitringes (21) anliegt.

12. Dichtungseinheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das trichterförmig auf­ geweitete Ende (32) in einen zylindrischen Teil übergeht, und daß am Übergangsbereich wenigstens ei­ ne radial nach innen vorstehende Rippe (35) vorgese­ hen ist, die an der Welle (1) anliegt.

13. Dichtungseinheit nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippe (35) über den Umfang des Dämpfungsteiles (31) umlaufend ausgebil­ det ist.

14. Dichtungseinheit nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser der umlaufenden Rippe (35) im nicht eingebauten Zustand kleiner ist als der Durchmesser der Welle (1).