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Die vorliegende Erfindung betrifft eine
abgedichtete Blechabdeckung, die ein dadurch
verlaufendes, bewegbares mechanisches Element,
typischerweise eine drehbare Welle, aufnehmen kann und
dazu dient, einen Träger (beispielsweise das
Kurbelgehäuse oder das Getriebegehäuse eines
Fahrzeugs), aus dem das mechanische Element herausragt,
hermetisch abzudichten, um dadurch das Austreten von
Fluiden, beispielsweise Schmiermitteln, die in dem
Träger vorhanden sein könnten, zu verhindern.
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Nach dem Stand der Technik sind zahlreiche
Abdeckungen dieser Art bekannt, die in erster Linie
entwickelt worden sind, um das Gewicht und die Kosten
von Abdeckungen einer bisher aus Druckgußmetall
gefertigten Konstruktion zu reduzieren. Produkte dieser
Art müssen sowohl für eine statische Abdichtung an der
festen Verbindung mit dem Gehäuse, das sie
verschließen, als auch für eine dynamische Abdichtung
zwischen den sich im Verhältnis zueinander bewegenden
Teilen sorgen.
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Die zwei Dichtungen können natürlich beide
aus dem gleichen Material bestehen, typischerweise
einem Elastomeren, es ist jedoch, da die dynamische
Dichtung einer Reibung unterliegt, offenkundig, daß es
ratsam wäre, ein Material mit einer niedrigen
Reibungszahl zu verwenden, um die Erzeugung von Wärme ·
während des Einsatzes zu verringern; andererseits ist
dieses Erfordernis, das im allgemeinen relativ teure
Materialien bedingt, für die statische Dichtung, für
die ein preiswerteres Material besser geeignet ist,
überflüssig.
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Nach dem Stand der Technik werden dynamische
Lichtungen, die beispielsweise aus
Polytetrafluorethylen (nachstehend PTFE genannt) bestehen, verwendet,
wie sie beispielsweise im US-Patent 3984113 oder im
Europäischen Patent 0122319 beschrieben werden. Der
Hauptnachteil, der sich, abgesehen von den damit
verbundenen hohen Kosten, aus der Verwendung von PTFE
ergibt, beruht auf der geringen Haftung, die zwischen
einer Stirnfläche dieses Materials und einer
Metalloberfläche im Vergleich zu derjenigen erzielt
werden kann, die mit dem traditionell für Dichtungen
verwendeten Gummi erreichbar ist. Eine aus PTFE
bestehende Dichtung wird somit im allgemeinen mittels
eines speziellen Anschlagelements, wie beispielsweise
im vorgenannten US-Patent beschrieben, gegen die
Stirnfläche eines verstärkenden Trägers der Dichtung
selbst zusammengedrückt; in diesem Fall bewirkt die
PTFE/Metall-Verbindung selbst jedoch keine hochwirksame
Abdichtung gegen mögliche Leckagen.
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Im vorgenannten europäischen Patent ist
andererseits eine elastomere Dichtung zwischen der
PTFE-Dichtung und der Metallverstärkung vorgesehen,
wobei eine Stirnfläche mit der Metalloberfläche des
Trägers und die andere mit einem Abschnitt der PTFE-
Dichtung durch Kovulkanisieren miteinander verbunden
sind, um sicherzustellen, daß die letztere mittels des
daran anvulkanisierten Elastomeren sicher an der
Metalloberfläche befestigt ist.
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Es sei darauf hingewiesen, daß hier und
nachstehend der Begriff "Kovulkanisieren" benutzt wird,
um die Haftung eines elastomeren Materials an einem
anderen Material, beispielsweise an einem Metall oder
einem anderen Polymeren durch Vulkanisieren, gemäß
einem nach dem Stand der Technik wohlbekannten
Verfahren zu beschreiben.
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Die Verwendung einer speziell geformten
Gummieinlage ist aus dem erwähnten europäischen Patent
ebenfalls bekannt, wobei die Einlage so geformt ist,
daß sie, zusätzlich zur PTFE-Lippe vorgesehen und
außerhalb dieser Lippe positioniert, eine zweite Lippe
bildet, die dadurch zur dynamischen Abdichtung
beiträgt, um speziell vor von außen einwirkenden
Substanzen zu schützen, und die somit normalerweise als
Staubschutz bekannt ist.
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Wenn es darum geht, die für Gummi/PTFE-
Dichtungen beschriebenen Anordnungen für den Fall
abgedichteter Abdeckungen anzuwenden, versteht es sich,
daß es preiswerter sein würde, sowohl die statische
Dichtung als auch eine mögliche Staubschutzlippe für
die dynamische Dichtung aus einem elastomeren Material,
eventuell aus dem gleichen Material und zweifellos in
einem einzigen Formgebungsschritt zu fertigen und das
PTFE lediglich für die Gleitlippe zu verwenden.
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Da sich jedoch die statische Dichtung und der
Staubschutz auf gegenüberliegenden Seiten befinden,
müssen sie entweder, wie nach dem Stand der Technik, in
zwei separaten Arbeitsvorgängen gefertigt oder in einer
Anordnung, die für den Fachmann auf diesem Gebiet
offensichtlich ist, an der Innenseite der Abdeckung
separat befestigt werden; der Nachteil dabei wäre, daß
die zur Verstärkung der PTFE-Dichtung vorgesehene
Metalleinlage in einem mindestens teilweise von
elastomerem Material eingedeckten Sitz eingebettet sein
würde; verglichen mit herkömmlicher Befestigung, die
direkt gegen die Metalloberfläche der Abdeckung
erfolgt, hätte die beschriebene Anordnung den Nachteil,
daß die korrekte Befestigung und die relative
Positionierung der Metalleinlage zur Verstärkung des
PTFE-Teils nicht sichergestellt wäre, weil es an dem im
Einlagengehäuse vorhandenen Elastomeren zu möglichen
Verformungen kommen kann.
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Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht
darin, eine abgedichtete Abdeckung bereitzustellen, die
in der Lage ist, die Nachteile der beschriebenen
Anordnungen nach dem Stand der Technik zu überwinden,
und die insbesondere hochwirksam sowie einfach und zu
vernünftigen Kosten herstellbar ist.
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Dieses Ziel wird gemäß der vorliegenden
Erfindung dadurch erreicht, daß eine abgedichtete
Abdeckung zur Aufnahme eines dadurch verlaufenden und
im Verhältnis dazu bewegbaren mechanischen Elements
bereitgestellt wird, die eine Basiswand mit einer
Öffnung für die Durchführung des bewegbaren
mechanischen Elements, einen Umfangsanbauflansch, eine
statische Dichtungseinheit, die in Übereinstimmung mit
dem Flansch von einer ersten Stirnfläche der Abdeckung
getragen wird, sowie eine dynamische Dichtungseinheit
enthält, die zwecks zusammenwirkender Abdichtung mit
dem Element von einem Innenrand der Öffnung getragen
wird, wobei die dynamische Dichtungseinheit eine erste
Dichtungslippe, die sich mindestens teilweise axial auf
der Seite der zweiten Stirnfläche der Abdeckung
gegenüber der ersten Stirnfläche erstreckt, und eine
zweite Dichtungslippe enthält, die aus einem Material
mit einer niedrigen Reibungszahl gefertigt ist; dadurch
gekennzeichnet, daß die statische Dichtungseinheit und
die erste Lippe der dynamischen Dichtungseinheit durch
mindestens einen Streifen aus elastomerem Material, der
sich zwischen den beiden Stirnflächen durch mindestens
ein durch die Abdeckung verlaufendes Loch erstreckt,
integral miteinander verbunden sind.
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Die Abdeckung gemäß der vorliegenden
Erfindung stellt somit, zusätzlich zu all den
Vorteilen, die sich aus der Verwendung eines eine
geringe Reibung aufweisenden Materials, wie
beispielsweise PTFE, ergeben, eine selbst gegen Leckage
im Bereich des PTFE-Teils der Dichtungseinheit
hochwirksame Dichtung ausschließlich für den
Gleitabschnitt der dynamischen Dichtungseinheit bereit;
tatsächlich kann, während das PTFE-Element in seiner
Position durch eine an einem Metallsitz in der
Abdeckung befestigte Metalleinlage sicher befestigt
ist, auch eine bei ihrem Einsatz zwischen der PTFE-
Dichtung und der Metalloberfläche der Abdeckung
angeordnete Gummidichtung zusammen mit der statischen
Dichtung und einer eventuell vorgesehenen
Staubschutzlippe geformt werden, wobei die Abdeckung äußerst
einfach ist und daher preiswert hergestellt werden
kann.
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Die vorliegende Erfindung wird nunmehr unter
Bezugnahme auf die Figuren der beiliegenden Zeichnung,
in der eine Ausführungsform als ein nicht
einschränkendes Beispiel dargestellt ist, näher beschrieben;
dabei ist:
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Fig. 1 eine Aufrißdarstellung einer
abgedichteten Abdeckung gemäß der vorliegenden
Erfindung, von derjenigen Seite aus betrachtet, die
einem bei ihrem Einsatz durch die Abdeckung zu
verschließenden Träger zugewandt ist;
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Fig. 2 eine Querschnittdarstellung der
Abdeckung entlang der Linie II-II der Fig. 1; und
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Fig. 3 eine Detaildarstellung der
Querschnittdarstellung der Fig. 2 in vergrößertem
Maßstab.
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Wie aus den Fig. 1 bis 3 ersichtlich, wird
eine im allgemeinen mit 1 bezeichnete abgedichtete
Abdeckung bereitgestellt, um einen Träger oder ein
Gehäuse für ein bewegbares (drehbares und/oder
übertragbares) mechanisches Element, beispielsweise das
Kurbelgehäuse oder das Getriebegehäuse eines Fahrzeugs,
aus dem die (aus Gründen der Vereinfachung nicht
dargestellte) Antriebswelle herausragt, zu
verschließen.
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Die Abdeckung 1 ist im wesentlichen
tassenförmig ausgebildet und umfaßt eine Basiswand 2
mit einer Öffnung 2a zur Durchführung der Welle, einen
Umfangsanbauflansch 3, um die Abdeckung in bekannter
Weise an dem dadurch zu verschließenden Gehäuse zu
befestigen, und einen Zwischenabschnitt 4, der den
Flansch 3 und die Basiswand 2 verbindet; der Abschnitt
4 wiederum umfaßt einen Hülsenabschnitt 5 und einen
Flanschabschnitt 6 mit einer Reihe durchgehender Löcher
7; somit wird eine Innenfläche oder Stirnfläche 8, die
dem von der Abdeckung zu verschließenden Gehäuse
zugewandt ist, und eine der ersten Fläche
gegenüberliegende Außenfläche oder Stirnfläche 9 definiert.
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Die Abdeckung 1 umfaßt auch eine erste
Dichtungseinheit 10, um gegenüber dem Träger eine
statische frontale Dichtung zu bilden, die an der
Innenfläche 8 in Übereinstimmung mit dem Flansch 3
angeordnet ist, und eine zweite Dichtungseinheit 11, um
an der Welle eine dynamische, gleitende Dichtung zu
bilden, die an einem Innenrand 12 der in der Basiswand
2 ausgebildeten Öffnung angeordnet ist.
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Die statische Dichtungseinheit wird von einem
ringförmigen Element aus elastomerem Material einer
bekannten Art gebildet.
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Die dynamische Dichtungseinheit 11 umfaßt
eine erste Dichtungslippe 13, ebenfalls aus einem
bekannten elastomeren Material bestehend, die sich
axial zur Außenfläche 9 hin erstreckt und deren
Hauptfunktion darin besteht, vor von außen einwirkenden
Substanzen zu schützen, sowie eine zweite
Dichtungslippe 14 aus einem Material mit einer niedrigen
Reibungszahl, vorzugsweise Polytetrafluorethylen (PTFE)
oder einem anderen fluorierten Polymerabkömmling davon.
Die Lippe 13 ist mit der statischen Dichtungseinheit 10
durch mindestens ein Verbindungselement 15
(beispielsweise einen elastomeren Streifen) integral verbunden,
das die Außenfläche 9 teilweise abdeckt und wieder an
die Einheit 19 an der Innenfläche 8 anstößt, indem es
durch die Löcher 7 verläuft. Daraus ergibt sich, daß
die erste dynamische Dichtungslippe 13, die statische
Dichtungseinheit 10 und das Verbindungselement 15 ein
Einzelelement darstellen, das aus dem gleichen
elastomeren Material gebildet ist.
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Die erste dynamische Dichtungslippe 13
enthält einen durch Kovulkanisieren mit der Innenfläche
der Basiswand 2 verbundenen ringförmigen Basisabschnitt
16, der sich entlang der Lippe 14 erstreckt und
zwischen dieser letzteren und der Metallbasiswand 2 der
Abdeckung angeordnet ist.
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Die zweite Dichtungslippe 14 ist so geformt,
daß sie zusätzlich zu einem die eigentliche Lippe
bildenden Abschnitt 17, der im Zusammenwirken mit dem
mechanischen Element bei erfolgender Bewegung für eine
betriebswirksame Abdichtung sorgt, einen Lagerabschnitt
18 umfaßt, der sich am ringförmigen Abschnitt 16 der
ersten Lippe 13 abstützt und in diesen eingreift, um
die Haftung und die fluiddichte Abdichtung zwischen
diesen beiden Abschnitten zu verstärken, wobei die
Frontfläche des Abschnitts 16 mit einer Reihe (aus
Gründen der Vereinfachung nicht dargestellter)
ringförmiger Vorsprünge ausgebildet sein kann. Der
Abschnitt 18 ist somit zwischen dem Gummiring 16 und
einem sich radial nach innen erstreckenden
Flanschabschnitt 20 einer Metalleinlage 19 verkeilt,
die auch einen Hülsenabschnitt 21 enthält, der im
Preßsitz mit dem entsprechenden Hülsenabschnitt 5 der
Abdeckung verbunden ist; die Metalleinlage 19 ist
außerdem auf der der dynamischen Dichtungseinheit 11
gegenüberliegenden Seite durch Abschnitte 22 der
Abdeckung, die zu diesem Zweck zurückgebogen wurden,
durch Abfasen axial verriegelt.
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Es ist sowohl äußerst einfach als auch
preisgünstig, die statische Dichtungseinheit 10, die
erste dynamische Dichtungslippe 13 und das sie
verbindende Element 15 in einem einzelnen
Formgebungsschritt aus dem gleichen Material herzustellen. Die
separat hergestellte PTFE-Dichtung 14 wird dann
zusammen mit der Metalleinlage 19 montiert.
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Bei ihrem Einsatz wird eine dynamische
Dichtung im wesentlichen durch die PTFE-Lippe
sichergestellt, die in gleitender Weise mit der sich
drehenden Welle zusammenwirkt, aber das Vorhandensein
des Basisabschnitts 16 der Gummilippe schließt das
Risiko von Ölleckagen aus, wie sie bei ähnlichen
Anordnungen nach dem Stand der Technik auftreten, bei
denen PTFE direkt mit Metall gekoppelt ist. Zusätzlich
wird die PTFE-Dichtung gegenüber dem Gummiabschnitt 16,
mit dem sie sogar auch verklebt sein kann, durch die
Metalleinlage 19 sicher gehalten, weil sie, da diese
letztere direkt an der Konstruktion der Abdeckung in
einem Metall/Metall-Verbund befestigt ist, sicher
gehalten und korrekt positioniert ist; es besteht daher
nicht das Risiko, daß sich die Dichtungslippe 14
zufällig ablöst.
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Abschließend sei darauf hingewiesen, daß die
beschriebene Abdeckung natürlich Modifizierungen und
Variationen zuläßt, ohne daß dadurch vom Schutzbereich
der in den Ansprüchen definierten Erfindung abgewichen
würde.