DE4430066A1 - Verbesserung an Dichtringen und Dichtsystemen, Verfahren und Montagewerkzeug für Dichtringe und Dichtsysteme - Google Patents

Description

Gegenstand dieses Patents sind Dichtringe, Dichtsysteme, ein Verfahren und Montagewerkzeug für Dichtringe und Dichtsysteme, welche in das Gebiet der Kfz-Teile und ähnliche gehören und welche verbessert und entwickelt wurden in Hinsicht auf Erleichterung des Einbaus am Montageort.

Es sind bereits Dichtringe zur radialen Dichtung von Wellen bekannt, bestehend hauptsächlich aus einem Ringkörper aus einer Elastomerenschicht, welche auf einem Metallgehäuse integriert ist und Dichtlippen besitzt, die aus eigener Kraft oder mit Hilfe einer Ringfeder gegen die Welle gepreßt werden.

Eine andere Radialdichtung, angewendet insbesondere zur Dichtung des vorderen und hinteren Endes von Kfz-Kurbelwellen, bildet ein integriertes Dichtsystem, welches Gegenstand anderer Patentanträge desselben Antragstellers ist und welches hauptsächlich aus einer im Motorenblock montierten Ringstruktur besteht, die die Welle umfaßt und in welches Elastomeren-Dichtelemente integriert sind, die zur Dichtung aller Fugen in diesem Bereich des Motors erforderlich sind und zu welchen radiale Dichtlippen der Kurbelwelle gehören.

Normalerweise ist es erforderlich, sowohl bei der Montage des Dichtringes wie auch des obenerwähnten Dichtsystems, daß die Dichtlippen zu einem gewissen Grad auf der Welle gleiten, wodurch sie gefaltet und infolgedessen Leckagen verursachen können.

Dieses ergibt sich aus der eventuell fehlenden Qualifizierung der Werkstätten sowie aus der Tatsache, daß die moderneren Dichtringe und integrierten Dichtsysteme Teile hoher Technologie sind und deshalb radial äußerst verdünnte Dichtlippen aufweisen, um die Kontaktkraft zwischen Lippe und Welle weitgehendst zu vermindern, woraus sich das obenerwähnte Falten ergeben kann.

Angesichts dieses Problems und um dasselbe zu überwinden wurde die Verbesserung von Dichtringen und Dichtsystemen entwickelt, welche Gegenstand dieses Patents ist und welches darin besteht, diese mit einem Einweg-Montagewerkzeug zu versehen, bestehend aus einem Ring aus Kunststoff oder anderem Werkstoff, versehen mit einer äußeren Oberfläche gleichen Durchmessers des Teils der Welle, welche den Dichtring oder das Dichtsystem aufnimmt und wo ursprünglich der Dichtring oder das Dichtsystem montiert wird; eins der Enden der genannten Oberfläche besitzt einen Zentrierwulst für den Teil der empfangenden Welle mit einer äußeren Schulter zum Öffnen und Führen der Dichtlippen des Dichtringes oder Dichtsystems, während auf der entgegengesetzten Seite der äußeren Oberfläche ein äußerer Halteflansch des Dichtringes oder Dichtsystems vorgesehen ist, der genannte Ring hat weiterhin eine innere Oberfläche größeren Durchmessers als der Abschnitt der Welle direkt neben demjenigen der den Dichtring oder das Dichtsystem aufnimmt.

So wird bei der Montage der mit der Montagevorrichtung versehene Dichtring oder Dichtsystem um die Kurbel- oder andere Welle geführt, wobei die äußere Oberfläche der Montagevorrichtung mit der Oberfläche des Abschnitts der den Dichtring oder das Dichtsystem aufnehmenden Welle ausgerichtet ist und in dieser Stellung der Dichtring oder das Dichtsystem axial von der Montagevorrichtung auf den Abschnitt der den Dichtring oder das Dichtsystems aufnehmenden Welle bewegt wird.

Diese Bau- und Anwendungsart des Dichtrings oder Dichtsystems löst das normalerweisende auftretende Problem bei der Montage dieser Dichtmittel auf der Welle, da auf diese Weise das Falten der Dichtlippen vermieden wird.

Beiliegende Zeichnungen zeigen die Verbesserung bei Dichtringen und Dichtsystemen und das Montagewerkzeug von Dichtringen und Dichtsystemen, welche Gegenstand dieses Patents sind und zwar:

Fig. 1 eine Einzelheit im Schnitt eines verbesserten Dichtringes im ersten Montagestadium auf einer Kurbelwelle;

Fig. 2 wie Fig. 1, aber im Endstadium der Montage auf der Kurbelwelle;

Fig. 3 ein integriertes Dichtsystem gemäß der vorliegenden Verbesserung;

Fig. 4 eine andere Ausführungsform des Montagewerkzeuges, welches Teil der Verbesserung ist und

Fig. 5 ein entsprechend der Verbesserung konstruiertes Montagewerkzeug.

In Übereinstimmung mit den oben aufgeführten Figuren besteht der Dichtring (Fig. 1 und 2), welcher Gegenstand des vorliegenden Patents ist, im wesentlichen einen ringförmigen Körper 1, 2, bestehend aus einer Elastomerenschicht 1 auf einem Metallgehäuse 2, versehen mit radialen Dichtlippen 3, welche mittels einer Ringfeder 5 gegen die Welle 4 gepreßt werden; die genannten radialen Dichtlippen 3 können noch mit (nicht gezeigten) hydrodynamischen Dichtungsfurchen versehen werden.

Die gegenwärtige Verbesserung besteht darin, den Dichtring mit einer Einweg-Montiervorrichtung 10 zu versehen, bestehend aus einem inneren mit dem Dichtring konzentrischen Ring aus billigem Werkstoff wie Kunststoff, Acrylat oder anderen mit einer äußeren Oberfläche 11, deren Durchmesser gleich dem den Dichtring aufnehmenden Wellenabschnitt 12 ist und um welchen der Dichtring ursprünglich montiert ist. Die äußere Oberfläche 11 ist an einem Ende mit dem Zentrierwulst 13 für den den Dichtring aufnehmendne Wellenabschnitt 12 versehen, welcher sich im wesentlichen parallel zur geometrischen Achse "x" der Welle 4 erstreckt, mit einer gekrümmten inneren Oberfläche 14 zur Passung auf dem gerundeten Abschnitt 15 des den Dichtring aufnehmenden Abschnitts 12 und es gehört zu diesem Wulst 13 eine äußere Oberfläche, welche die Schulter 16 zur Erweiterung und Führung der radialen Dichtlippen 3 des Dichtringes bildet, mit etwas größerem Durchmesser als die äußere Oberfläche 11 der Montagevorrichtung 10. Das entgegengesetzte Ende der genannten äußeren Oberfläche 11 besitzt einen äußeren Flansch 17 mit einer Ausnehmung 18 zur Befestigung des Dichtringes in der Montagevorrichtung. Als Vervollständigung hat der Ring eine innere Oberfläche 19 mit größerem Durchmesser als der Abschnitt 20 der Welle 4, die an den den Dichtring aufnehmenden Wellenabschnitt 12 anschließt.

Das integrierte Dichtsystem, welches Gegenstand des gegenwärtigen Patents ist, entspricht der Art anderer Patentanträge desselben Antragstellers und besteht im wesentlichen aus einem Strukturelement 30 zur Montage der Baugruppe im Motorenblock, an welchem eine Gruppe von elastomerischen Dichtelementen montiert ist, die alle Fugen dieses Motorbereichs abdichtet.

So besteht in einer Ausführungsform des integrierten Dichtsystems für Motoren mit "langen Schürzen" (Fig. 3) die Gruppe der Dichtelemente aus: einem radialen Dichtelement 31, welches um die Welle angeordnet ist, einem statischen Dichtelement 32, welches die Oberflächendichtung zum Motorenblock vornimmt und einem Eckendichtelement 33 zur Dichtung des Zwischenraums zwischen dem Motorenblock und der Ölwannendichtung, alle ursprünglich durch Vulkanisierung mit dem Strukturelement 30 integriert.

In einer (nicht dargestellten) Ausführungsform des integrierten Dichtungssystems für Motoren mit "kurzen Schürzen" besteht die Gruppe der Dichtelemente aus: zwei radialen Dichtelementen, einem inneren, welches die Dichtung gegen die Kurbelwelle vornimmt, und einem äußeren zur Oberflächendichtung zwischen dem Strukturelement und dem Ölwannenflansch; ein axiales Dichtelement zur Oberflächendichtung zwischen dem Strukturelement und dem Motorenblock; einem Übergangsdichtungselement, welches den Übergang zwischen dem radial externen und dem axialen Dichtungselement bildet, das gegen scharfe Kanten des Flansches dichtet, und einem Kantendichtungselement zur Abdichtung des Zwischenraums zwischen dem Motorenblock, dem Flansch und dem Strukturelement.

Somit besteht die Verbesserung darin, daß für ein integriertes Dichtsystem für Motoren mit "langen Schürzen" und "kurzen Schürzen" eine Einweg-Montagevorrichtung 10′ zur Verfügung gestellt wird, bestehend aus einem inneren und mit dem Dichtungssystem konzentrischen Ring aus billigem Werkstoff wie Kunststoff, Acrylat oder anderen, mit einer äußeren Oberfläche 11′ gleichen Durchmessers wie dem des Wellenabschnitts 12 der das Dichtsystem aufnimmt und auf welchem ursprünglich das genannte Dichtsystem montiert ist. Die äußere Oberfläche 11′ hat an einem der Enden einen Zentrierwulst 13′ für den das Dichtsystem aufnehmenden Wellenabschnitt 12, welcher sich wesentlich parallel zur Richtung der geometrischen Achse "x" der Welle 4 erstreckt, mit einer gebogenen inneren Oberfläche 14′ zur Auflage auf der Rundung 15 des das Dichtsystem aufnehmenden Wellenteils 12, und einer äußeren Oberfläche 16′, welche eine Schulter bildet zur Öffnung und Führung der radialen Dichtlippen 3 des radialen Dichtelements 31 des Dichtsystems, und mit einem etwas größeren Durchmesser als dem der äußeren Oberfläche 11′ der Montagevorrichtung 10′. Das entgegengesetzte Ende der genannten äußeren Oberfläche 11′ hat einen äußeren Flansch 17′ mit einer Ausnehmung 18′ zur Befestigung des Dichtsystems in der Montagevorrichtung 10′. Zur Vervollständigung hat der Ring eine innere Oberfläche 19′ mit größerem Durchmesser als dem des Abschnitts 20 der Kurbelwelle 4, anschließend an den das Dichtsystem aufnehmenden Wellenabschnitt 12.

Demnach wird sowohl der Dichtring wie auch das integrierte Dichtsystem auf der Welle 4 montiert laut einem Verfahren, welches umfaßt: a) ein erstes Stadium (Fig. 1), in welchem die Montagevorrichtung 10, 10′ des Dichtringes oder Dichtsystems auf den Wellenabschnitt 20 der sich neben dem den Dichtring oder das Dichtsystem aufnehmenden Wellenabschnitt 12 befindet aufgesetzt wird und zwar gegen die Oberfläche 21 des genannten Wellenabschnitts 12, so daß die gekrümmte innere Oberfläche 14, 14′ des Zentrierwulstes 13, 13′ der Montagevorrichtung 10, 10′ auf der Rundung 15 des den Dichtring oder das Dichtsystem aufnehmenden Wellenabschnitt 12 anliegt, wobei diese auf dem aufnehmenden Wellenabschnitt 12 zentriert wird; b) ein zweites Stadium (Fig. 2), bestehend aus der axialen Bewegung des Dichtringes oder des integrierten Dichtsystems auf der äußeren Oberfläche 11, 11′ der Montagevorrichtung 10, 10′, während welcher die Dichtlippen 3 des Dichtringes oder des radialen Dichtelements 3 des integrierten Dichtsystems über der Schulter 16, 16′ der genannten äußeren Oberfläche 11, 11′ geöffnet oder erweitert werden und von wo aus sie auf dem den Dichtring oder das integrierte Dichtsystem aufnehmenden Wellenabschnitt 12 aufzuliegen kommen.

In einer möglichen Ausführungsform besteht die Einweg-Montiervorrichtung 10, 10′ (Fig. 1 und 2) aus einem Kreiskörper 40 an dessen Kante zwischen der Fläche 41, welche an der Fläche 21 des den Dichtring oder das Dichtsystem aufnehmenden Wellenabschnitts 12 anliegt und der äußeren Oberfläche 11, 11′, wo der Zentrierwulst 13, 13′ auf dem aufnehmenden Wellenabschnitt 12 und zur Führung des Dichtringes oder Dichtsystems vorgesehen ist, sich ein axialer Wust 42 erstreckt, der einen Teil der äußeren Oberfläche 11, 11′ definiert und dessen freies Ende den äußeren Flansch 17, 17′ bildet, welcher auf der Seite, die an die genannte Oberfläche 11, 11′ angrenzt einen äußeren Vorsprung 43 aufweist, welcher die Ausnehmung 18, 18′ zur Halterung des Dichtringes oder des integrierten Dichtsystems definiert.

In einer anderen möglichen Ausführungsform besteht die Einweg-Montagevorrichtung ′″ (Fig. 4) aus einem laminaren Ringkörper mit "L"-förmigem Querschnitt aus Kunststoff 50, 51, gebildet aus einem radialen Teil 50, dessen auf die Mitte des Dichtringes oder Dichtsystems gerichtetes Ende einen orthogonalen Wulst 52 aufweist, in entgegengesetzter Richtung zur Oberfläche des genannten radialen Teils, welcher auf der Fläche 21 des den Dichtring oder das Dichtsystem aufnehmenden Wellenabschnitt 12 gerichtet ist, während das periphere Ende des genannten radialen Teils 50 die Borte 53 mit dem kleineren axialen Teil bildet, parallel zum orthogonalen Wulst 52 und wo an der genannten Borte der Wulst 13′′′ definiert ist zur Zentrierung und Führung des Dichtringes oder Dichtsystems und wo am freien Ende des genannten axialen Teils 51 ein äußerer Flansch mit "S"-förmigen Querschnitt 17′′′ vorgesehen ist zur Halterung des Dichtringes oder des integrierten Dichtsystems.

In einer anderen möglichen Form ist die Montiervorrichtung für den Dichtring oder das integrierte Dichtsystem der Kurbelwelle als Werkzeug für dauernden Gebrauch ausgebildet (Fig. 5) in welchem ursprünglich der Dichtring oder das Dichtsystem nicht montiert ist, sondern diese vom Benutzer auf dem Werkzeug montiert werden. Dementsprechend besteht das Montierwerkzeug aus einem Rundkörper 10″″ mit einer äußeren Oberfläche 11″″, welche den Dichtring oder das Dichtsystem aufnimmt und dessen auf den den Dichtring oder das Dichtsystem aufnehmenden Wellenabschnitt 12 gerichtetes Ende einen Wulst 13″″ zum Zentrieren und zur Führung des Dichtringes oder Dichtsystems aufweist.

In diesem Falle handelt es sich nicht um ein Einwegwerkzeug, und es kann aus dauerhaftem Werkstoff wie Metall oder anderen geeigneten Werkstoffen hergestellt werden.

Die oben beschriebene Montagevorrichtung für Dichtringe oder Dichtsysteme ist insbesondere für die Montage dieser Dichtmittel auf Kurbelwellen von Kraftfahrzeugen bestimmt, kann jedoch, im Sinne dieser Erfindung in angebrachter Weise für den Einbau von Dichtringen und Dichtsystemen auf anderen Wellenarten angepaßt werden, ohne sich vom Umfang des Patents zu entfernen.

Claims (6)

1. Verbesserung an Dichtringen, bestehend aus einem Ringkörper (1), (2), bestehend aus einer Elastomerenschicht (1), welche auf einem Metallgehäuse (2) integriert ist, versehen mit radialen Dichtlippen (3), welche gegen die Welle (4) mittels einer Ringfeder (5) gepreßt werden; die genannten radialen Dichtlippen (3) können außerdem mit hydrodynamische Dichtungsrinnen versehen sein, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring mit einer Einweg-Montagevorrichtung (10) versehen ist, bestehend aus einem inneren mit dem Dichtring konzentrischen Ring aus billigem Werkstoff, mit einer äußeren Oberfläche (11) mit dem gleichen Durchmesser des den Dichtring aufnehmenden Wellenabschnitts (12) und auf welchem der Dichtring ursprünglich montiert ist; die äußere Oberfläche (11) besitzt an einem der Enden einen Zentrierwulst (13) für den den Dichtring aufnehmenden Wellenabschnitt (12), welcher sich im wesentlichen parallel zur geometrischen Achse "x" der Welle (4) erstreckt, mit gekrümmter innerer Oberfläche (14) zur Anlage an den gerundeten Abschnitt (15) des den Dichtring aufnehmenden Wellenabschnitts (12), wobei Teil dieses Wulstes (13) eine äußere Oberfläche ist, welche eine Schulter (16) zur Erweiterung und Führung der radialen Dichtlippen (3) bildet, die einen etwas größeren Durchmesser als die äußere Oberfläche (11) der Montagevorrichtung (10) hat; das entgegengesetzte Ende der genannten äußeren Oberfläche (11) besitzt einen äußeren Flansch (17), versehen mit einer Ausnehmung (18) zur Halterung des Dichtringes in der Montagevorrichtung und als Vervollständigung besitzt der Ring eine innere Oberfläche (19) mit größerem Durchmesser als dem des Abschnitts (20) der Welle (4), welcher an den den Dichtring aufnehmenden Wellenabschnitt (12) anschlileßt.

2. Verbesserung an Dichtsystemen, bestehend aus einem Strukturelement (30) zum Einbau in den Motorenblock in welchem durch Vulkanisierung eine Gruppe von elastomerischen Dichtelementen integriert ist, welche alle Öffnungen am hinteren Ende der Kurbelwelle in Motoren mit "langen Schürzen" oder "kurzen Schürzen" dichten und unter welchen ein radiales Dichtelement (31) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtsystem mit einer Einweg-Montiervorrichtung (10′) versehen ist, bestehend aus einem inneren mit dem Dichtsystem konzentrischen Ring aus billigem Werkstoff mit einer äußeren Oberfläche (11′) mit gleichem Durchmesser des das Dichtsystem aufnehmenden Wellenabschnitts (12) und auf welchem ursprünglich das Dichtsystem montiert ist; die äußere Oberfläche (11′) besitzt an einem ihrer Enden einen Wulst (13′) zur Zentrierung auf dem das Dichtsystem aufnehmenden Wellenabschnitt (12), welcher sich im wesentlichen parallel zur geometrischen Achse "x" der Welle (4) erstreckt, hat eine gekrümmte innere Oberfläche (14′) zur Anlage an die Rundung des das Dichtsystem aufnehmenden Wellenabschnitts (12) und eine als Schulter ausgebildete äußere Oberfläche (16′) zur Öffnung und Führung der radialen Dichtlippen (3) des radialen Dichtelementes (31) des Dichtsystems und mit einem etwas größeren Außendurchmesser als dem der äußeren Oberfläche (11′) der Montagevorrichtung (10′); das gegenüberliegende Ende der genannten äußeren Oberfläche (11′) hat einen äußeren Flansch (17′), versehen mit einer Ausnehmung (18′) zur Halterung des Dichtsystems in der Montagevorrichtung (10′) und, zur Vervollständigung hat der Ring eine innere Oberfläche (19′) mit größerem Durchmesser als dem des Abschnitts (20) der Kurbelwelle (4), welcher dem das Dichtsystem aufnehmenden Wellenabschnitt (12) benachbart ist.

3. Verbesserung von Dichtsystemen laut Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einer möglichen Ausführungsform die Einweg-Montagevorrichtung (10, 10′) aus einem Ringkörper (40) besteht an dessen Kante zwischen der auf die Fläche (21) des den Dichtring oder das Dichtsystem aufnehmenden Wellenabschnitts (12) anliegenden Fläche (41) und der äußeren Oberfläche (11, 11′) ein Wulst (13, 13′) vorgesehen ist zur Zentrierung auf dem aufnehmenden Wellenabschnitt (12) und zur Führung des Dichtringes oder Dichtsystems und daß sich von der gegenüberliegenden Borte des genannten Körpers (40) ein axialer Wulst (42) erstreckt, welcher einen Teil der äußeren Oberfläche (11, 11′) definiert und der an seinem freien Ende den äußeren Flansch (17, 17′) aufweist, welcher an seiner Fläche, die mit der genannten äußeren Oberfläche (11, 11′) eine Kante bildet, einen nach außen gerichteten Wulst (43) aufweist der eine Ausnehmung (18, 18′) zur Halterung des Dichtringes oder Dichtsystems definiert.

4. Verbesserung von Dichtsystemen laut Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einer möglichen Ausführungsform die Einweg-Montagevorrichtung (10′″) aus einem Ringkörper mit "L"-förmigen Querschnitt aus Kunststoff (50, 51) besteht, gebildet aus einem radialen Teil (50), dessen auf die Mitte des Dichtringes oder Dichtsystems gerichtetes Ende einen orthogonalen Wulst (52) aufweist, in Richtung des entgegengesetzten Endes des genannten radialen Teils, welche sich auf der Fläche (21) des den Dichtring oder das Dichtsystem aufnehmenden Wellenabschnitts (12) stützt, während das periphere Ende des genannten Teils (50) eine Kante (53) mit dem kleineren axialen Teil (51) bildet, parallel zum orthogonalen Wulst (52) und wo an der genannten Kante (53) ein Wulst (13′″) definiert ist zum Zentrieren und Führen des Dichtringes oder Dichtsystems und am freien Ende des genannten axialen Teils (51) ein äußerer Flansch (17′″) mit "S"-förmigem Querschnitt vorgesehen ist zur Halterung des Dichtringes oder des integrierten Dichtsystems.

5. Montagewerkzeug für Dichtringe und Dichtsysteme, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem dauerhaften Ringkörper (10″″) besteht, versehen mit einer äußeren Oberfläche (11″″) auf welcher vom Benutzer der Dichtring oder das Dichtsystem montiert wird und dessen auf den den Dichtring oder das Dichtsystem aufnehmenden Wellenabschnitt (12) gerichtetes Ende einen Wulst (13″″) hat zum Zentrieren und Führen des Dichtringes oder Dichtsystems auf dem genannten aufnehmenden Wellenabschnitt (12).

6. Verfahren zum Montieren von Dichtringen und Dichtsystemen, wobei diese mit einer Montagevorrichtung (10, 10′) versehen sind oder vom Benutzer auf einem Montagewerkzeug montiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß es umfaßt: a) ein erstes Stadium in welchem die Montagevorrichtung (10, 10′) oder das Montagewerkzeug des Dichtringes oder Dichtsystems auf dem Wellenabschnitt (20) angeordnet ist, welcher dem den Dichtring oder das Dichtsystem aufnehmenden Wellenabschnitt (12) benachbart ist, gegen die Fläche (21) des genannten Wellenabschnitts (12), so daß die gekrümmte innere Fläche (14, 14′) des Zentrierwulstes (13, 13′) der Montagevorrichtung (10, 10′) oder des Montagewerkzeuges auf der Rundung (15) des den Dichtring oder das Dichtsystem aufnehmenden Wellenabschnitts (12) zu liegen kommt, wobei diese auf dem aufnehmenden Wellenabschnitt (12) zentriert wird; und b) ein zweites Stadium, welches aus der axialen Bewegung des Dichtringes oder integrierten Dichtsystems auf der äußeren Oberfläche (11, 11′) der Montagevorrichtung (10, 10′) oder des Montagewerkzeugs besteht, während welchem die Dichtlippen (3) des Dichtringes oder des radialen Dichtungselements (31) des integrierten Dichtsystems über die äußere Schulter (16, 16′) der genannten äußeren Oberfläche (11, 11′) gleiten und geöffnet werden und dann auf dem den Dichtring oder das Dichtsystem aufnehmenden Wellenabschnitt (12) zu liegen kommen.