DE68909846T2

DE68909846T2 - Abdichtung.

Info

Publication number: DE68909846T2
Application number: DE89305968T
Authority: DE
Inventors: Kaoru Anzue; Jun Isomoto; Nobuo Takei
Original assignee: Nok Corp; Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Nok Corp; Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1988-06-14
Filing date: 1989-06-13
Publication date: 1994-02-10
Anticipated expiration: 2009-06-14
Also published as: EP0347175B1; JPH02471U; KR900000619A; US4974860A; JPH0722532Y2; KR900000620A; EP0349147B1; DE68909850T2; EP0347175A1; US4986552A; KR950004688B1; EP0349147A1; DE68909850D1; DE68909846D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Dichtungsaufbau und insbesondere einen Dichtungsaufbau, welcher verringerter Abnutzung unterliegt und zu einer verbesserten Dichtwirkung befähigt ist.
Es ist ein Dichtungsaufbau bekannt, der an einem stationären Teil so befestigt ist, daß eine umlaufende Welle sich drehbar durch den Dichtungsaufbau hindurch erstreckt, wodurch eine Abdichtung in dem Spalt zwischen dem stationären Teil und der umlaufenden Welle vermittelt wird. Figur 4 bis 6 zeigen den Aufbau eines typischen Beispiels des Dichtungsaufbaus der beschriebenen Art.
Der in diesen Figuren dargestellte Dichtungsaufbau umfaßt einen Schleuderring 43, der aus einem rohrförmigen Teil 43b besteht, durch welchen hindurch die umlaufende Welle 41 verläuft, und einen radialen Teil 43a, der an einem axialen Ende des rohrförmigen Teils 43b vorgesehen ist und davon radial nach außen absteht, sowie eine Gummidichtung 45, die an der äußeren Seite des rohrförmigen Teils 43b des Schleuderrings 43 angeordnet ist. Die Gummidichtung 45 hat ein in sie eingebettetes Verstärkungsglied 44. Das Verstärkungsglied hat einen im wesentlichen L-förmigen Querschnitt, wobei sein einer Schenkel 44a zum Schleuderring 43 hin gerichtet ist.
Die Gummidichtung 45 hat eine äußere Umfangsfläche, die in die Bohrung im stationären Teil 42 paßt, und ist an einem Abschnitt in der Nähe des Schleuderrings 43 mit einer Lippe 45a versehen, welche den radialen Teil 43a des Schleuderrings berührt, sowie einer Lippe 45b, die zum rohrförmigen Teil 43b auf der umlaufenden Welle 41 hin gerichtet ist.
Um einen hohen Ölsammeleffekt, hervorgerufen durch die Lippen 45a und 45b, zu erzielen, ist eine spiralförmige Nut 46, die am Mittelpunkt beginnt und am Umfangsende ausläuft, in der der Lippe 45a zugekehrten Oberfläche des radialen Teils 43a des Schleuderrings 43 ausgebildet.
Im Betrieb rotiert der Schleuderring 43 zusammen mit der umlaufenden Welle 41 als Einheit, wobei die Lippe 45a der Gummidichtung in Gleitkontakt mit dem radialen Teil 43a des Schleuderrings 43 gehalten ist, wodurch eine Dichtwirkung erreicht wird.
Dieser bekannte Dichtungsaufbau unterliegt jedoch den folgenden Nachteilen.
Im Betrieb dient die spiralförmige Nut 46, die im radialen Teil 43a des Schleuderrings 43 ausgebildet ist, dazu, das Öl während der Rotation des Schleuderrings 43 radial nach außen zu verschieben, wie in Figur 6 dargestellt, mit dem Ergebnis, dar der Schmierzustand auf der Gleitoberfläche der Lippe 45a beeinträchtigt ist, was wiederum die Lebensdauer nachteilig beeinflußt. Da weiterhin der Druck, mit dem die Lippe 45a mit dem Schleuderring 43 in Kontakt ist, ohne Rücksicht auf die Rotationsgeschwindigkeit 41 der sich umlaufenden Welle 41 konstant gehalten wird, erhöht sich das Belastungsdrehmoment in unerwünschter Weise, wenn die Rotationsgeschwindigkeit zunimmt.
Die internationale Patentveröffentlichung Nr. WO 85/03990 zeigt einen Dichtungsaufbau, bei dem eine Gummidichtung auf einer umlaufenden Welle angeordnet ist und eine Lippe zur Berührung eines Schleuderrings aufweist, der seinerseits an einer stationären Fläche angeordnet ist. Die Lippe durchdringende Öffnungen sind vorgesehen, um den Schmierfilm zu regenerieren. Jedoch besteht bei dieser Anordnung eine grobe Gefahr, dar die Öldurchtrittsöffnungen infolge einer thermischen Expansion verschlossen werden. Darüber hinaus wird Öl nach Schmierung in eine Luftkammer abgegeben. Diese Anordnung kann daher eine befriedigende Abdichtung nicht vermitteln.
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, einen Dichtungsaufbau zu schaffen, bei dem der Gleitreibungswiderstand zwischen der Lippe und dem Schleuderring reduziert ist, um die Abnutzung der Lippe herabzusetzen.
Die vorliegende Erfindung zielt weiterhin darauf ab, einen Dichtungsaufbau zu vermitteln, der so verbessert ist, dar er ein ansteigendes Widerstandsdrehmoment verhindert, wenn die Umlaufgeschwindigkeit zunimmt.
Zu diesem Zwecke wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Dichtungsaufbau zur Anordnung zwischen einem stationären Teil und einer sich drehenden Welle vorgeschlagen, die sich durch den stationären Teil hindurch erstreckt, um so eine Abdichtung für den Spalt zwischen dem stationären Teil und der sich drehenden Welle zu vermitteln, wobei die Dichtungsvorrichtung einen Ölschleuderring mit einem radialen Abschnitt und eine Gummidichtung mit einer Lippe zum Gleitkontakt mit dem radialen Abschnitt des Ölschleuderrings umfaßt, dadurch gekennzeichnet, dar der Ölschleuderring an der sich drehenden Welle befestigt ist und als Einheit mit dieser Welle umläuft, wobei der radiale Abschnitt sich in den Richtungen senkrecht zur Drehachse erstreckt und die Gummidichtung am stationären Teil befestigt ist, und dar der radiale Abschnitt des Ölschleuderrings, mit dem die Lippe der Gummidichtung in Kontakt ist, mit Öldurchtrittsöffnungen versehen ist, die es einem Schmieröl ermöglichen, in den Bereich des Gleitkontaktes zu fließen, wobei die Oberfläche des radialen Abschnitts, der von der Lippe berührt wird, mit einer spiralförmigen Nut versehen ist.
Die Gummidichtung kann mit einer einen reduzierten Durchmesser aufweisenden Umfangsfläche versehen sein, an welcher die Gummidichtung in den stationären Teil eingepaßt ist.
Der radiale Abschnitt des Ölschleuderrings kann einen vorspringenden Teil einschliepen, der vom radialen Ende des radialen Abschnitts zurück zur sich drehenden Welle und von der Lippe weggefaltet ist.
Das Schmieröl, welches durch die Öffnungen zugeführt wird, schmiert die Gleitflächen gut, so dar der unerwünschte Anstieg des Widerstandsdrehmoments aufgrund einer wachsenden Rotationsgeschwindigkeit unterdrückt ist.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun lediglich beispielhaft mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen
Fig. 1 eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform des Dichtungsaufbaus gemäp der vorliegenden Erfindung ist, geschnitten in einer Ebene, welche die Achse einer umlaufenden Welle einschließt, auf welche der Dichtungsaufbau aufgesetzt ist;
Fig. 2 eine Untenansicht einer in den Dichtungsaufbau der Figur 1 inkorporierten Schleuderscheibe ist;
Fig. 3 eine Längsschnittansicht einer anderen Ausführungsform des Dichtungsaufbaus gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 4 eine Schnittansicht eines an sich bekannten Dichtungsaufbaus ist;
Fig. 5 eine Stirnansicht einer in den Dichtungsaufbau der Figur 4 eingeschlossenen Schleuderscheibe ist; und
Fig. 6 eine Darstellung der Beziehung zwischen der Schleuderscheibe und der Gummidichtungslippe in dem Dichtungsaufbau der Figur 3 ist.
Figur 1 und 2 zeigen eine erste Ausführungsform des Dichtungsaufbaus gemäß der vorliegenden Erfindung.
Der Dichtungsaufbau besteht aus einem Ölschleuderring 3 und einer Gummidichtung 5.
Der Ölschleuderring 3 hat einen rohrförmigen Teil 3b, durch den eine umlaufende Welle 1 verläuft, und einen radialen Teil 3a, der an einem Ende des rohrförmigen Teils 3b vorgesehen ist und sich von diesem radial nach außen erstreckt.
Die Gummidichtung 5, die an einem stationären Teil 2 befestigt ist, ist mit einem in sie eingebetteten Verstärkungsglied 4 versehen. Das Verstärkungsglied 4 hat einen im wesentlichen L-förmigen Querschnitt, wobei sein einer Schenkel 4a zum rohrförmigen Glied 14 des Ölschleuderrings 3 hin gerichtet ist. Die Gummidichtung 5 umgibt den rohrförmigen Teil 3b des Schleuderrings 3.
Die Gummidichtung 5 hat eine abgestufte, äußere Umfangsfläche, von der ein Teil 5d mit reduziertem Durchmesser in das stationäre Teil 2 paßt. Die Gummidichtung 5 ist an ihrem Bereich nahe dem Ölschleuderrings 3 mit einer Lippe 5a versehen, welche elastisch in Kontakt mit dem radialen Teil 3a des Ölschleuderrings 3 ist, und auch mit einer Lippe 5b, welche zu dem rohrförmigen Teil 3a des Ölschleuderrings 3 hin gerichtet ist.
Die der Lippe 5a zugekehrte Oberfläche des radialen Teils 3a des Schleuderrings 3 ist mit einer spiralförmigen Nut 6 versehen, die an dem inneren Umfangsende beginnt und am äußeren Umfangsende des radialen Teils 3a endet. In einem ringförmigen Bereich des radialen Teils 3a, der von der Lippe 5a berührt wird, ist eine Mehrzahl von Öffnungen 7 ausgebildet.
Im Betrieb veranlaßt die Rotation der umlaufenden Welle 1, dap Schmieröl radial auswärts in den Gleitbereich zwischen der Lippe 5a der Gummidichtung 5 und dem radialen Teil 3a des Ölschleuderrings 3 verschoben wird, und zwar durch den Einfluß der spiralförmigen Nut 6, die im radialen Teil 3a des Schleuderrings 3 ausgebildet ist. In dem Dichtungsaufbau der vorliegenden Erfindung wird jedoch neues Schmieröl durch die im radialen Teil 3a des Ölschleuderrings 3 ausgebildeten Öffnungen 7 in den Gleitbereich angeliefert.
Somit wird gemäp der Erfindung ein neuer Teil an Schmieröl durch die Öffnungen 7 zugeführt, um die radial auswärts erfolgende Verschiebung des Öles zu kompensieren, die durch die Wirkung der im Schleuderring ausgebildeten Nut 7 veranlapt wird, so daß ein guter Schmierzustand im Bereich des Gleitkontakts zwischen dem radialen Teil 3a des Schleuderrings 3 und der Lippe 5a aufrecht erhalten wird, wodurch die Abnutzungswiderstandscharakteristik des Dichtungsaufbaus merklich verbessert ist.
Dieser gute Schmierzustand, der im Bereich des Gleitkontaktes zwischen der Lippe 5a der Gummidichtung 5 und dem radialen Teil 3a des Ölschleuderrings 3 erreicht wird, unterdrückt in wirksamer Weise ein wesentliches Ansteigen des Drehmomentwiderstands selbst dann, wenn die umlaufende Welle bei hoher Geschwindigkeit umläuft. Da weiterhin lediglich der einen reduzierten Durchmesser aufweisende Teil 5d der Gummidichtung 5 in den stationären Teil 2 paßt, während der einen groben Durchmesser besitzende Teil 5c in Kontakt mit einer Seitenfläche des stationären Teils 2 ist, ist die Gummidichtung 5 an einer axialen Verschiebung selbst dann gehindert, wenn eine Kraft in axialer Richtung der Drehachse 1 erzeugt wird, wodurch eine unerwünschte axiale Verschiebung des Dichtungsaufbaus verhindert ist.
Die Bereitstellung der Stufe an der äußeren Umfangsfläche der Gummidichtung 5 ist nicht wesentlich. Die Gummidichtung 5 kann nämlich auch eine gerade äußere Umfangsfläche haben, d.h. lediglich den Teil 5d mit verringertem Durchmesser, der in den stationären Teil 2 paßt.
Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsform des Dichtungsaufbaus gemäß der vorliegenden Erfindung.
Diese Ausführungsform hat einen Ölschleuderring 33 und eine Gummidichtung 35. Der Ölschleuderring 33 hat einen rohrförmigen Teil 33b, durch den hindurch die umlaufende Welle 31 verläuft, einen radialen Teil 33a, der an einem Ende des rohrförmigen Teils 33b vorgesehen ist und hiervon radial nach außen verläuft, sowie einen Vorsprung 33c, der von dem radial äußeren Ende des radialen Teils 33a nach einwärts gebogen ist.
Die Gummidichtung 35, die an einem stationären Teil 32 befestigt ist, hat ein in sie eingebettetes Verstärkungsglied 34 mit L-förmigem Querschnitt, dessen einer Schenkel zum Schleuderring 33 hin gerichtet ist. Die Gummidichtung 35 ist so angeordnet, daß sie den rohrförmigen Teil 33b des Schleuderrings 33 umgibt.
Die Gummidichtung 35 ist an einem Bereich in der Nähe des Schleuderrings 33 mit einer Lippe 35a versehen, die mit dem radialen Teil 33a des Schleuderrings 33 in Berührung ist, und mit einer Lippe 35b, die zum rohrförmigen Teil 33b des Schleuderrings 33 hin gerichtet ist.
Weiterhin ist, wie bei der vorangehenden Ausführungsform, die der Lippe 35a der Gummidichtung 35 gegenüberliegende Oberfläche des radialen Teils 33a des Schleuderrings 33 mit einer spiralförmigen Nut versehen, die an dem inneren peripheren Ende beginnt und an dem äußeren peripheren Ende des radialen Teils 33a endet, und eine Mehrzahl von Öffnungen 37 sind in den ringförmigen Bereich des radialen Teils 33a ausgebildet, der mit der Lippe 35a in Kontakt ist.
Im Betrieb dieses Dichtungsaufbaus veranlaßt die Rotation der umlaufenden Welle 31, dap Schmieröl entlang dem radialen Teil 33a des Schleuderrings 33 radial nach außen verschoben wird. Um die radial nach aupen gerichtete Verschiebung des Schmieröls zu kompensieren, wird ein neuer Teil an Schmieröl in den Gleitkontaktbereich zwischen der Lippe 35a der Gummidichtung 35 und dem radialen Teil 33a des Schleuderrings 33 zugeführt.
Bei dieser Ausführungsform wird Schmieröl in einer ringförmigen Aussparung gesammelt und zusammengeführt, die durch den radialen Teil 33a und den Vorsprung 33c gebildet ist, der seinerseits von dem radial äußersten Ende des radialen Teils 33a zurückgefaltet ist. Das Öl wird veranlaßt, durch die Öffnungen 37, wie durch Pfeile angegeben, zu fliepen, so daß es in den Bereich des Gleitkontakts zwischen der Lippe 35a der Gummidichtung 35 und dem radialen Teil 33a des Schleuderrings 33 gelangt. Aufgrund der kontinuierlichen Zuführung des Schmieröls wird ein guter Schmierzustand im Bereich des Gleitkontaktes zwischen der Lippe 35a der Gummidichtung 35 und dem radialen Teil 33a des Schleuderrings 33 aufrechterhalten, so daß der Abnutzungswiderstand beträchtlich verbessert werden kann. Dieser gute Schmierzustand setzt auch einen unerwünschten Anstieg im Drehmomentwiderstand herab, der sonst beträchtlich steigen könnte, wenn die Rotationsgeschwindigkeit der umlaufenden Welle 32 zunimmt.
Die Gummidichtung 35 kann eine abgestufte äußere Umfangsfläche derart haben, daß lediglich ein Teil reduzierten Durchmessers in die Bohrung paßt, die im stationären Teil ausgebildet ist, während ein mit grobem Durchmesser ausgestatteter Teil auf einer Seite des stationären Gliedes aufruht, so daß jeder Gefahr, daß sich der Dichtungsaufbau in unerwünschter Weise axial verschiebt, vorgebeugt ist.

Claims

1. Ein Dichtungsaufbau zur Anordnung zwischen einem stationären Teil (2; 32) und einer sich drehenden Welle (1; 31), die sich durch den stationären Teil (2; 32) hindurch erstreckt, um so eine Abdichtung für den Spalt zwischen dem stationären Teil (2; 32) und der sich drehenden Welle (1; 31) zu vermitteln, wobei die Dichtungsvorrichtung einen Ölschleuderring (3; 33) mit einem radialen Abschnitt (3a; 33a) und eine Gummidichtung (5; 35) mit einer Lippe (5a; 35a) zum Gleitkontakt mit dem radialen Abschnitt des Ölschleuderrings umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Ölschleuderring (3; 33) an der sich drehenden Welle (1; 31) befestigt ist und als Einheit mit dieser Welle umläuft, wobei der radiale Abschnitt (3a; 33a) sich in den Richtungen senkrecht zur Drehachse der Welle (1; 31) erstreckt und die Gummidichtung (5; 35) am stationären Teil befestigt ist, und daß der radiale Abschnitt des Ölschleuderrings, mit dem die Lippe der Gummidichtung (5; 35) in Kontakt ist, mit Öldurchtrittsöffnungen (7; 37) versehen ist, die es einem Schmieröl ermöglichen, in den Bereich des Gleitkontaktes zu fließen, wobei die Oberfläche des radialen Abschnitts (3a; 33a), der von der Lippe (5a; 35a) berührt wird, mit einer spiralförmigen Nut (6) versehen ist.

2. Ein Dichtungsaufbau nach Anspruch 1, bei dem die Gummidichtung (5) mit einer einen reduzierten Durchmesser aufweisenden Umfangsfläche (5d) versehen ist, an welcher die Gummidichtung (5) in den stationären Teil (2) eingepaßt ist.

3. Ein Dichtungsaufbau nach Anspruch 1, bei dem der radiale Abschnitt (33a) des Ölschleuderrings (33) einen vorspringenden Teil einschließt, der vom radialen Ende des radialen Abschnitts (33a) zurück zur sich drehenden Welle (31) und von der Lippe (35a) weg gefaltet ist.