EP4619665A1 - Dichtanordnung mit flanschteil und drehbar gelagerter welle - Google Patents

Dichtanordnung mit flanschteil und drehbar gelagerter welle

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Publication number
EP4619665A1
EP4619665A1 EP23794331.1A EP23794331A EP4619665A1 EP 4619665 A1 EP4619665 A1 EP 4619665A1 EP 23794331 A EP23794331 A EP 23794331A EP 4619665 A1 EP4619665 A1 EP 4619665A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
region
sealing
ring
split ring
leg region
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23794331.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Knaus
Tobias Goldschmidt
Jessica Altmayer
Alex Jörg SCHMELING
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Original Assignee
SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SEW Eurodrive GmbH and Co KG filed Critical SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Publication of EP4619665A1 publication Critical patent/EP4619665A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • F16J15/3204—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/164—Sealings between relatively-moving surfaces the sealing action depending on movements; pressure difference, temperature or presence of leaking fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16J15/3248—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings provided with casings or supports
    • F16J15/3252—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings provided with casings or supports with rigid casings or supports
    • F16J15/3256—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings provided with casings or supports with rigid casings or supports comprising two casing or support elements, one attached to each surface, e.g. cartridge or cassette seals
    • F16J15/3264—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings provided with casings or supports with rigid casings or supports comprising two casing or support elements, one attached to each surface, e.g. cartridge or cassette seals the elements being separable from each other
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • F16J15/3268—Mounting of sealing rings
    • F16J15/3276—Mounting of sealing rings with additional static sealing between the sealing, or its casing or support, and the surface on which it is mounted

Definitions

  • a semi-integrated sealing system is known from DE 196 52 000 A1 as the closest state of the art.
  • a rolling bearing is known from DE 11 2015 002 746 T5.
  • a sealing system is known from JP S62-156667 U.
  • a shaft seal with a shaft sealing ring is known from DE 10 2018 122 000 A1.
  • a shaft seal is known from DE 23 22 458 A.
  • a shaft seal is also known from DD 62 972 A1.
  • the invention is therefore based on the object of improving the sealing of an electric motor.
  • the object is achieved in the sealing arrangement according to the features specified in claim 1.
  • a sealing ring is placed on the shaft and/or is connected to the shaft in a force-locking and/or rotationally fixed manner, wherein the shaft protrudes through a bore in the flange part, wherein a split ring is received in the bore of the flange part and/or is clamped into the bore and/or is non-positively connected to the flange part, wherein a sealing lip of the sealing ring seals radially inwardly towards a running surface formed on the split ring, in particular wherein the sealing lip is held by an axially projecting support region of the sealing ring which is less stiffened than the rest of the sealing ring, in particular is not stiffened.
  • the sealing ring has a first leg region, which runs continuously in particular in the circumferential direction, wherein the sealing ring has a second leg region, in particular one that runs continuously in the circumferential direction, wherein the first leg region of the sealing ring is arranged radially inside the second leg region of the sealing ring and is connected to the second leg region of the sealing ring via a yoke region of the split ring.
  • the advantage here is that the U-shaped cross section makes it possible for the sealing lip to work in a direction towards the sealing seat of the sealing ring. This is because the second leg region enables the sealing lip to be cantilevered and the running surface to be pushed in between the two leg regions of the sealing ring.
  • the sealing lip is radially spaced from the sealing seat of the sealing ring formed on the shaft, it is possible to align the sealing lip towards the sealing seat.
  • the metallic and smooth exposed running surface of the stiffening part of the split ring that is pushed in between has only a slightly larger diameter than the sealing seat and therefore only causes a slightly greater relative speed. In contrast to an alignment of the sealing lip radially outwards, the relative speed is much lower.
  • the flange part 2 has a through hole through which the shaft 1 protrudes.
  • a split ring 22 is accommodated in the bore and is clamped in place, i.e. in particular elastically pre-stressed.
  • the split ring 22 preferably presses against the wall of the bore, since it is elastically shrunk into the bore.
  • a gap area that runs completely around the circumference is formed between the split ring and the shaft 1. As a result, no friction occurs between the split ring 22 and the shaft 1.
  • the split ring has a stiffening part 30.
  • the stiffening part 30 is a rotational body which is produced by rotating a U-shaped area, wherein the U is in is open in the axial direction.
  • the two legs of the U-shaped area are each designed as a hollow cylinder and are connected to one another via a yoke.
  • the stiffening part 30 can be produced by forming a piece of sheet metal.
  • the stiffening part 30 is designed in one piece and/or in one part.
  • the stiffening part 30 is rubberized or overmolded with a plastic, in particular NBR, to form the split ring 22, wherein a surface area of the metallic stiffening part 30 acting as a running surface for a sealing lip 23 of the sealing ring 20 is uncovered, in particular without rubberization and without covering by plastic.
  • a plastic in particular NBR
  • the sealing ring 20 is pushed onto the shaft 1 and is connected to the shaft in a force-fitting manner, in particular by shrinking.
  • the sealing ring 20 is designed as a rotating body which is formed by rotation of a generating U-shaped region, in particular wherein this mathematically conceived rotation takes place around the axis of rotation of the shaft.
  • the U is open opposite to the axial direction, in particular in the opposite direction to the U-shaped area of the split ring 22.
  • the sealing ring 20 thus has a first, radially inner leg region, which rests on the shaft 1, and a second, radially outer leg region, which is designed as a support region 21 for the sealing lip of the sealing ring 20.
  • the two leg regions are connected via a high region of the sealing ring 20.
  • the first leg region is thus spaced apart from the second leg region in the radial direction.
  • the first leg region is arranged radially within the second leg region.
  • the radial direction, the axial direction and the circumferential direction are always related to the axis of rotation of shaft 1.
  • the first leg region of the sealing ring 20 is less extended in the axial direction than the second leg region of the sealing ring 20.
  • a sheet metal part acting as a stiffening part is also arranged in the sealing ring.
  • the first leg area can be designed with a tapered wall thickness towards the yoke area. This means that elastic deformation can be achieved here with low forces.
  • the end area of the first leg area that includes the sealing lip 23 has a thicker wall thickness and therefore a correspondingly large mass.
  • the sealing lip 23 is pressed by elastic preload onto the area of the split ring 22 that functions as a running surface.
  • the radially inner leg region of the split ring 22 projects into the U of the sealing ring 20, i.e. radially between the leg regions of the sealing ring 20. In this way, a labyrinth channel 31 is formed, which further complicates the penetration of dirt, dust and/or water.
  • the radial distance area covered by the split ring 22 overlaps with the radial distance area covered by the sealing ring 20.
  • the radial distance area covered by the yoke area of the sealing ring 20 includes the radial distance area covered by the radially inner leg area of the split ring 22.
  • the sealing lip 23 is wave-shaped in the circumferential direction.
  • the axial position of the sealing lip is a periodic, in particular not vanishing function of the circumferential angle. This sinusoidal shape, for example, creates a pumping effect and thus increases tightness.
  • the support region 21 has an inner cone on its radial inner side, in particular with a radially inward, conical inner side.
  • the sealing lip 23 seals according to the invention in a radially inward direction towards the running surface formed on the split ring, although the sealing ring is connected to the shaft in a rotationally fixed manner and thus the bore radially surrounds and/or encloses the sealing ring 20.
  • the running surface is therefore located radially inside the sealing lip 20.
  • the sealing ring 20 also has a U-shaped cross section with a half-plane, the normal direction of which is aligned parallel to the axis of rotation of the shaft and which is limited by circumferential angle values between 0° and 180°.
  • the sealing ring 20 is produced by a mathematically imaginary rotation of the U-shaped cross section, in particular as a rotating body.
  • the split ring 22 also has a U-shaped cross section with a half-plane whose normal direction is aligned parallel to the axis of rotation of the shaft and which is limited by circumferential angle values between 0° and 180°.
  • the split ring 22 is produced by a mathematically imaginary rotation of the U-shaped cross section, in particular as a rotating body.
  • the radially inner leg region of the split ring 22 projects into the U-shape, in particular into the U-shaped cross section, of the sealing ring 20. Accordingly, the radially inner leg region of the sealing ring 20 projects into the U-shape, in particular into the U-shaped cross section, of the sealing ring 20.
  • the U-shapes are therefore open in opposite directions to each other.
  • the stiffening part molded into the sealing ring 20 is designed with an L-shaped cross-section, so that only the yoke region and the radially inner leg region of the sealing ring 20 are supported and stiffened by a metallic stiffening part; the radially outer leg region of the sealing ring 20 is not stiffened and can therefore be deflected by a slight centrifugal force, in particular radially outward from the running surface on the split ring 22, and can be lifted off, in particular from the metallic stiffening part.
  • the sealing lip is pressed tightly against the shaft 1 when the shaft 1 is at rest. Since the split ring 22 lies tightly against the flange part 2 and the sealing ring 20 lies tightly against the shaft 1, the shaft 1 is sealed against the flange part and the shaft 1 is held with a high static friction. In particular, the associated adhesive torque is lower than the starting torque or starting torque of the electric motor. When the shaft 1 rotates, the sealing lip is pressed less against the shaft 1 or even lifted off. This means that there is less friction or even no friction at all. The sealing effect is nevertheless maintained because the pumping effect of the sealing lip increases with increasing speed, in particular because the axial position of the sealing lip 23, in particular on the running surface, is a periodic function of the circumferential angle.
  • both leg areas and the yoke area of the split ring 22 are stiffened by means of the metallic stiffening part.
  • the sealing ring 20 as mentioned above, only the radially inner leg area and the yoke area are stiffened.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Sealing With Elastic Sealing Lips (AREA)

Abstract

Dichtanordnung mit Flanschteil (2) und drehbar gelagerter Welle (1) wobei ein Dichtring (20) auf die Welle aufgesteckt ist und/oder kraftschlüssig und/oder drehfest mit der Welle verbunden ist, wobei die Welle durch eine Bohrung des Flanschteils hindurchragt, wobei ein Spaltring (22) in der Bohrung des Flanschteils aufgenommen ist und/oder in die Bohrung eingeklemmt ist und/oder mit dem Flanschteil kraftschlüssig verbunden ist, wobei eine Dichtlippe (23) des Dichtrings nach radial innen gerichtet zu einer am Spaltring ausgebildeten Lauffläche hin abdichtet.

Description

Dichtanordnung mit Flanschteil und drehbar gelagerter Welle
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft eine Dichtanordnung mit Flanschteil und drehbar gelagerter Welle.
Es ist allgemein bekannt, dass Elektromotoren zur Umgebung hin abgedichtet sind.
Aus der DE 196 52 000 A1 ist als nächstliegender Stand der Technik ein semi-integriertes Dichtsystem bekannt.
Aus der DE 11 2015 002 746 T5 ist ein Wälzlager bekannt.
Aus der JP S62- 156667 U ist ein Dichtungssystem bekannt.
Aus der DE 10 2018 122 000 A1 ist eine Wellendichtung mit einem Wellendichtring bekannt.
Aus der DE 23 22 458 A ist eine Wellendichtung bekannt.
Aus der DD 62 972 A1 ist ebenfalls eine Wellendichtung bekannt.
Aus der US 2 509 461 A ist eine Dichtung bekannt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Elektromotor verbessert abzudichten.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der Dichtanordnung nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Wichtige Merkmale der Erfindung bei der Dichtanordnung mit Flanschteil und drehbar gelagerter Welle sind, dass ein Dichtring auf die Welle aufgesteckt ist und/oder kraftschlüssig und/oder drehfest mit der Welle verbunden ist, wobei die Welle durch eine Bohrung des Flanschteils hindurchragt, wobei ein Spaltring in der Bohrung des Flanschteils aufgenommen ist und/oder in die Bohrung eingeklemmt ist und/oder mit dem Flanschteil kraftschlüssig verbunden ist, wobei eine Dichtlippe des Dichtrings nach radial innen gerichtet zu einer am Spaltring ausgebildeten Lauffläche hin abdichtet, insbesondere wobei die Dichtlippe von einem axial auskragenden Tragbereich des Dichtrings gehalten ist, der weniger versteift ist als der restliche Dichtring, insbesondere nicht versteift ist.
Von Vorteil ist dabei, dass der Dichtring auf der Welle angeordnet ist und trotzdem die Dichtlippe nach radial innen gerichtet auf die Lauffläche drückt. Hierzu ist die auskragende Halterung der Dichtlippe wichtig. Denn die Halterung, also der als Tragbereich für die Dichtlippe fungierende zweite Schenkelbereich des Dichtrings ragt zwischen die Schenkelbereiche des Spaltrings hervor und ist daher elastisch auslenkbar, insbesondere durch Zentrifugalkraft. Auf diese Weise ist drehzahlabhängig eine Reduktion der Andruckkraft ermöglicht. Bei stillstehender Welle ist eine hohe Andruckkraft erreichbar und somit eine gute Abdichtung.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Spaltring einen, insbesondere in Umfangsrichtung ununterbrochen umlaufenden, ersten Schenkelbereich auf, wobei der Spaltring einen, insbesondere in Umfangsrichtung ununterbrochen umlaufenden, zweiten Schenkelbereich aufweist, wobei der erste Schenkelbereich des Spaltrings radial innerhalb des zweiten Schenkelbereichs des Spaltrings angeordnet ist und über einen Jochbereich des Spaltrings mit dem zweiten Schenkelbereich des Spaltrings verbunden ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Herstellung als gummiertes oder umspritztes Blechteil ermöglicht ist. Somit ist der Spaltring einfach und kostengünstig herstellbar. Außerdem dichtet er gegen die Bohrung gut ab, da sich sein elastische Oberflächenmaterial an die Bohrung anschmiegt.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Dichtring einen, insbesondere in Umfangsrichtung ununterbrochen umlaufenden, ersten Schenkelbereich auf, wobei der Dichtring einen, insbesondere in Umfangsrichtung ununterbrochen umlaufenden, zweiten Schenkelbereich aufweist, wobei der erste Schenkelbereich des Dichtrings radial innerhalb des zweiten Schenkelbereichs des Dichtrings angeordnet ist und über einen Jochbereich des Spaltrings mit dem zweiten Schenkelbereich des Dichtrings verbunden ist. Von Vorteil ist dabei, dass mittel des U- förmigen Querschnitts ermöglicht ist, dass die Dichtlippe zum Dichtsitz des Dichtrings hin gerichtet arbeitet. Denn durch den zweiten Schenkelbereich ist eine auskragende Halterung der Dichtlippe ermöglicht und ein Zwischenschieben der Lauffläche zwischen die beiden Schenkelbereiche des Dichtrings. Auf diese Weise ist zwar die Dichtlippe radial beabstandet zum auf der Welle ausgebildeten Dichtsitz des Dichtrings, aber ein Ausrichten der Dichtlippe zum Dichtsitz hin ist ermöglicht. Die zwischengeschobene metallische und glatte freiliegende Lauffläche des Versteifungsteils des Spaltrings hat nur einen geringfügig größeren Durchmesser als der Dichtsitz und bewirkt daher nur geringfügig eine größere Relativgeschwindigkeit. Im Gegensatz zu einer Ausrichtung der Dichtlippe nach radial außen ist die Relativgeschwindigkeit aber weitaus geringer.
Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Herstellung als gummiertes oder umspritztes Blechteil ermöglicht ist. Somit ist der Dichtring einfach und kostengünstig herstellbar. Außerdem dichtet er gegen die Welle gut ab, da sich sein elastische Oberflächenmaterial an die Welle anschmiegt.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ragt der erste Schenkelbereich des Spaltrings in den Raumbereich zwischen den ersten Schenkelbereich des Dichtrings und den zweiten Schenkelbereich des Dichtrings hinein, insbesondere sodass der erste Schenkelbereich des Spaltrings radial zwischen dem ersten Schenkelbereich des Dichtrings und dem zweiten Schenkelbereich des Dichtrings angeordnet ist, insbesondere wobei der vom ersten Schenkelbereich des Spaltrings überdeckte axiale Bereich mit dem von dem ersten Schenkelbereich des Dichtrings überdeckten axialen Bereich überlappt und/oder mit dem von dem zweiten Schenkelbereich des Dichtrings überdeckten axialen Bereich. Von Vorteil ist dabei, dass die Dichtlippe nach radial innen gerichtet gegen die Lauffläche arbeitet. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ragt der zweite Schenkelbereich des Dichtrings, insbesondere umfassend den Tragbereich und die Dichtlippe, in den Raumbereich zwischen den ersten Schenkelbereich des Spaltrings und den zweiten Schenkelbereich des Spaltrings hinein, insbesondere sodass der erste Schenkelbereich des Dichtrings radial zwischen dem ersten Schenkelbereich des Spaltrings und dem zweiten Schenkelbereich des Spaltrings angeordnet ist, insbesondere wobei der vom zweiten Schenkelbereich des Dichtrings überdeckte axiale Bereich mit dem von dem ersten Schenkelbereich des Spaltrings überdeckten axialen Bereich überlappt und/oder mit dem von dem zweiten Schenkelbereich des Spaltrings überdeckten axialen Bereich. Von Vorteil ist dabei, dass die Dichtlippe nach radial innengerichtet gegen die Lauffläche ist und somit nicht nach radial außen arbeitet, sondern nach radial innen, also einer kleineren Geschwindigkeit ausgesetzt ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind jeder der Schenkelbereiche des Spaltrings und des Dichtrings in Umfangsrichtung vollständig, insbesondere also ununterbrochen, umlaufend ausgebildet. Von Vorteil ist dabei, dass beide Ringe als Rotationskörper ausgeführt sind.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind der Dichtring aus einem Gummi oder einem Kunststoff, insbesondere NBR, ausgeführt. Von Vorteil ist dabei, dass eine kostengünstige Herstellung ermöglicht ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Versteifungsteil des Spaltrings gummiert und/oder mit einem Kunststoff umspritzt ausgeführt mit Ausnahme der Lauffläche für die Dichtlippe des Dichtrings. Von Vorteil ist dabei, dass eine metallische Lauffläche bereitgestellt ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist im Spaltring ein insbesondere als einstückiges und/oder einteiliges Blechteil realisiertes Versteifungsteil angeordnet, welches den ersten Schenkelbereich des Spaltrings, den zweiten Schenkelbereich des Spaltrings und den Jochbereich des Spaltrings versteift. Von Vorteil ist dabei, dass eine kostengünstige Herstellung erreichbar ist. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist im Dichtring ein insbesondere als einstückiges und/oder einteiliges Blechteil realisiertes Versteifungsteil angeordnet, welches den ersten Schenkelbereich des Dichtrings und den Jochbereich des Dichtrings versteift, insbesondere nicht aber den zweiten Schenkelbereich des Dichtrings. Von Vorteil ist dabei, dass eine kostengünstige Herstellung ermöglicht ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist im Dichtring ein insbesondere als einstückiges und/oder einteiliges Blechteil realisiertes Versteifungsteil angeordnet, welches den ersten Schenkelbereich des Dichtrings und den Jochbereich des Dichtrings versteift und vom zweiten Schenkelbereich des Dichtrings beabstandet ist. Von Vorteil ist dabei, dass der Dichtring formstabil ausführbar ist, wobei der zweite Schenkelbereich nicht versteift und somit elastisch verformbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist jeder Schenkelbereich von jeweils allen anderen Schenkelbereichen beabstandet. Von Vorteil ist dabei, dass die Schenkelbereiche ineinander verschachtelt anordenbar sind.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der erste Schenkelbereich des Spaltrings von der Welle beabstandet, wobei der Jochbereich des Spaltrings den ersten Schenkelbereich des Spaltrings nach radial innen überragt. Von Vorteil ist dabei, dass der erste Schenkelbereich zwischen die Schenkelbereiche des Dichtrings hineinragen darf und der Jochbereich verbreitert ist und bis auf einen Spalt zur Welle hin abdichtet für Objekte, die größer als die Spaltbreite sind.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der erste Schenkelbereich des Spaltrings von der Welle beabstandet, wobei der Jochbereich des Spaltrings den ersten Schenkelbereich des Spaltrings nach radial innen derart überragt, dass der vom ersten Schenkelbereich des Spaltrings überdeckte Radialabstandsbereich in dem vom Jochbereich des Spaltrings überdeckten Radialabstandsbereich enthalten ist und/oder von ihm umfasst ist. Von Vorteil ist dabei, dass der Jochbereich bis zur Welle hin radial hervorragt, wobei ein Spaltzwischen Jochbereich des Spaltrings und Welle verbleibt. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Jochbereich des Dichtrings auf die Welle aufgesteckt und/oder aufgeklemmt und/oder mit der Welle kraftschlüssig verbunden. Von Vorteil ist dabei, dass der Dichtring zur Welle hin dicht montiert ist und eine einfache Herstellung ermöglicht ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung begrenzt der Spaltring den Dichtring axial, insbesondere in axialer Richtung. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Montage ermöglicht ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung grenzt der erste Schenkelbereich des Dichtrings an den Jochbereich des Spaltrings an und/oder ist gegen den Jochbereich des Spaltrings angestellt. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Herstellung ermöglicht ist, indem die beiden Ringe bei der Montage axial bis auf Anschlag zueinander geschoben werden.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Lauffläche am Versteifungsteil des Spaltrings ausgebildet. Von Vorteil ist dabei, dass eine metallische glatte Lauffläche für die Dichtlippe zur Verfügung ist.
Wichtige Merkmale bei der Antriebskomponente, insbesondere Elektromotor oder Getriebe, mit einer vorgenannten Dichtanordnung sind, dass der Dichtring im Innenraum der Antriebskomponente angeordnet ist und der Spaltring zusammen mit dem Flanschteil gehäusebildend ist, insbesondere für die Antriebskomponente. Von Vorteil ist dabei, dass eine verbesserte Abdichtung erreicht ist, die bei Betrieb weniger Reibmoment erzeugt und im Stillstand sicher abdichtet.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe. Die Erfindung wird nun anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert:
In der Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Dichtanordnung für einen Elektromotor in Schnittansicht dargestellt.
In der Figur 2 ist ein erster Bereich Z der Figur 1 vergrößert dargestellt.
In der Figur 3 ist ein zweiter Bereich Y der Figur 1 vergrößert dargestellt.
Wie in den Figuren dargestellt, weist der Elektromotor eine Dichtanordnung gegen Staub und/oder Wasser auf.
Die beispielhaft als Rotorwelle fungierende Welle 1 ist, insbesondere zum Statorgehäuse des Elektromotors relativ, drehbar gelagert, insbesondere über in Flanschteilen aufgenommene Lager.
Ein erstes Flanschteil 2 ist stationär angeordnet, insbesondere mit dem Statorgehäuse des Elektromotors drehfest verbunden.
Das Flanschteil 2 weist eine durchgehende Bohrung auf, durch welche die Welle 1 hindurch ragt.
Ein Spaltring 22 ist in der Bohrung aufgenommen und dabei klemmverbunden, insbesondere also elastisch vorgespannt. Vorzugsweise drückt der Spaltring 22 sich an die Wandung der Bohrung an, da er elastisch eingeschrumpft in der Bohrung aufgenommen ist.
Zwischen dem Spaltring und der Welle 1 ist dabei ein in Umfangsrichtung vollständig umlaufender Spaltbereich ausgebildet. Somit tritt keine Reibung zwischen Spaltring 22 und der Welle 1 auf.
Der Spaltring weist ein Versteifungsteil 30 auf. Vorzugsweise ist das Versteifungsteil 30 ein Rotationskörper, der durch Rotieren eines U-förmigen Bereichs erzeugt ist, wobei das U in axialer Richtung geöffnet ist. Insbesondere sind also die beiden Schenkel des U-förmigen Bereichs jeweils als Hohlzylinder ausgebildet und über ein Joch miteinander verbunden.
Das Versteifungsteil 30 ist durch Umformen eines Blechstücks erzeugbar. Insbesondere ist das Versteifungsteil 30 einstückig und/oder einteilig ausgeführt.
Das Versteifungsteil 30 ist zur Bildung des Spaltrings 22 gummiert oder mit einem Kunststoff, insbesondere NBR, umspritzt, wobei ein als Lauffläche für eine Dichtlippe 23 des Dichtrings 20 fungierender Oberflächenbereich des metallischen Versteifungsteils 30 unbedeckt, insbesondere also ohne Gummierung und ohne Bedeckung durch Kunststoff ausgeführt ist.
Der Dichtring 20 ist auf die Welle 1 aufgeschoben und kraftschlüssig mit der Welle verbunden, insbesondere durch Aufschrumpfen.
Der Dichtring 20 ist als Rotationskörper ausgeführt, der durch Rotation eines erzeugenden U- förmigen Bereichs gebildet ist, insbesondere wobei diese mathematisch gedachte Rotation um die Drehachse der Welle erfolgt.
Das U ist entgegen der axialen Richtung geöffnet, insbesondere also umgekehrt zum U- förmigen Bereich des Spaltrings 22.
Der Dichtring 20 weist also einen ersten, radial inneren Schenkelbereich auf, welcher an der Welle 1 anliegt, und einen zweiten, radial äußeren Schenkelbereich, welcher als Tragbereich 21 für die Dichtlippe des Dichtrings 20 ausgeführt ist.
Die beiden Schenkelbereiche sind über einen Hochbereich des Dichtrings 20 verbunden. Somit ist der erste Schenkelbereich in radialer Richtung vom zweiten Schenkelbereich beabstandet. Der erste Schenkelbereich ist radial innerhalb des zweiten Schenkelbereichs angeordnet.
Die radiale Richtung, die axiale Richtung und die Umfangsrichtung sind hier stets auf die Drehachse der Welle 1 bezogen. Vorzugsweise ist der erste Schenkelbereich des Dichtrings 20 in axialer Richtung weniger ausgedehnt als der zweite Schenkelbereich des Dichtrings 20.
Weiter vorzugsweise ist im Dichtring ebenfalls ein als Versteifungsteil fungierendes Blechteil angeordnet.
Durch den konischen Bereich ist der erste Schenkelbereich zum Jochbereich hin mit einer verjüngten Wandstärke ausführbar. Somit ist hier eine elastische Verformung mit geringen Kräften bewirkbar. Der die Dichtlippe 23 umfassende Endbereich des ersten Schenkelbereichs weist eine verdickte Wandstärke auf und daher eine entsprechend große Masse.
Bei Nicht-Drehung der Welle 1 wird die Dichtlippe 23 mittels elastischer Vorspannung auf den als Lauffläche fungierenden Bereich des Spaltrings 22 gedrückt.
Bei Drehbewegung bewirkt aber die Zentrifugalkraft eine Verminderung dieses elastischen Andrückens und somit eine Verringerung der Reibkraft. Bei entsprechend dünner Wandstärke und Materialwahl ist sogar ein Abheben der Dichtlippe 23 von der Dichtfläche erreichbar.
Der radial innere Schenkelbereich des Spaltrings 22 ragt in das U des Dichtrings 20 hinein, also radial zwischen die Schenkelbereiche des Dichtrings 20 hinein. Auf diese Weise bildet sich ein Labyrinthgang 31 , der das Eindringen von Schmutz, Staub und/oder Wasser zusätzlich erschwert.
Der in axialer Richtung vom radial inneren Schenkel des Spaltrings 22 überdeckte Bereich überlappt mit dem in axialer Richtung vom ersten und/oder vom zweiten Schenkelbereich der Dichtrings 20 überdeckten Bereichs.
Der vom Spaltring 22 überdeckte Radialabstandsbereich überlappt mit dem von dem Dichtring 20 überdeckten Radialabstandsbereich. Der vom Jochbereich des Dichtrings 20 überdeckte Radialabstandsbereich umfasst den von dem radial inneren Schenkelbereich des Spaltrings 22 überdeckten Radialabstandsbereich.
Vorzugsweise ist verläuft die Dichtlippe 23 in Umfangsrichtung wellenförmig. Insbesondere ist also die axiale Position der Dichtlippe eine in Umfangsrichtung periodische, insbesondere nicht verschwindende, Funktion des Umfangswinkels. Durch diese beispielsweise sinusförmige Ausformung wird eine Pumpwirkung und dadurch erhöhte Dichtigkeit erzielt.
Vorzugsweise weist der Tragbereich 21 an seiner radialen Innenseite einen Innenkonus auf, insbesondere also mit einer radial innen, konisch ausgeführten Innenseite.
Wie aus den Figuren ersichtlich, dichtet die Dichtlippe 23 erfindungsgemäß nach radial innen gerichtet zur am Spaltring ausgebildeten Lauffläche hin ab, obwohl der Dichtring drehfest mit der Welle verbunden ist und somit die Bohrung den Dichtring 20 radial umgibt und/oder umschließt. Die Lauffläche liegt also radial innerhalb der Dichtlippe 20. Hieraus ergibt sich die axial auskragende Halterung, insbesondere also der Tragbereich 23, für die Dichtlippe 23, wobei die fehlende Versteifung der auskragenden Halterung eine elastische Verformung der Halterung unter Einwirkung der bei Drehbewegung entstehenden Zentrifugalkraft ermöglicht, welche eine Verringerung der Andruckkraft der Dichtlippe 23 gegen die Lauffläche bewirkt oder sogar ein Abheben der Dichtlippe 23 von der Lauffläche bewirkt.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen weist der Dichtring 20 ebenfalls einen U-förmigen Querschnitt mit einer Halbebene auf, deren Normalenrichtung parallel zur Drehachse der Welle ausgerichtet ist und welche begrenzt ist durch Umfangswinkelwerte zwischen 0° und 180°. Durch eine mathematisch gedachte Umdrehung des U-förmigen Querschnitts wird der Dichtring 20 erzeugt, insbesondere als Rotationskörper.
Entsprechend weist der Spaltring 22 ebenfalls einen U-förmigen Querschnitt mit einer Halbebene auf, deren Normalenrichtung parallel zur Drehachse der Welle ausgerichtet ist und welche begrenzt ist durch Umfangswinkelwerte zwischen 0° und 180°. Durch eine mathematisch gedachte Umdrehung des U-förmigen Querschnitts wird der Spaltring 22 erzeugt, insbesondere als Rotationskörper.
Der radial innere Schenkelbereich des Spaltrings 22 ragt in die U-Form, insbesondere in den U-förmigen Querschnitt, des Dichtrings 20 hinein. Entsprechend ragt der radial innere Schenkelbereich des Dichtrings 20 in die U-Form, insbesondere in den U-förmigen Querschnitt, des Dichtrings 20 hinein.
Die U-Formen sind also in entgegengesetzter Richtung zueinander geöffnet ausgeführt. Das im Dichtring 20 umspritzte Versteifungsteil ist mit einem L-förmigen Querschnitt ausgeführt, sodass nur der Jochbereich und der radial innere Schenkelbereich des Dichtrings 20 durch ein metallisches Versteifungsteil gestützt und versteift sind; der radial äußere Schenkelbereich des Dichtrings 20 ist nicht versteift und daher schon durch eine geringe Fliehkraft auslenkbar, insbesondere nach radial außen von der Lauffläche am Spaltring 22, abhebbar, insbesondere vom metallischen Versteifungsteil.
Erfindungsgemäß ist also die Dichtlippe bei ruhender Welle 1 dicht an die Welle 1 angedrückt. DA der Spaltring 22 dicht am Flanschteil 2 anliegt und der Dichtring 20 dicht an der Welle 1 anliegt, ist somit die Welle 1 zum Flanschteil hin abgedichtet und die Welle 1 mit einer hohen Haftreibung gehalten. Insbesondere ist das zugehörige Haftmoment geringer als das Startmoment oder Losfahrmoment des Elektromotors. Bei Drehbewegung der Welle 1 wird die Dichtlippe weniger an die Welle 1 angedrückt oder sogar abgehoben. Somit liegt dann eine geringere Reibung oder sogar verschwindende Reibung vor. Die Dichtwirkung bleibt trotzdem erhalten, da mit zunehmender Drehzahl die Pumpwirkung der Dichtlippe zunimmt, insbesondere, weil die axiale Position der Dichtlippe 23, insbesondere auf der Lauffläche, eine periodische Funktion des Umfangswinkels ist.
Im Unterschied zum Dichtring 20 sind beide Schenkelbereiche und der Jochbereich des Spaltrings 22 mittels des metallischen Versteifungsteils versteift. Beim Dichtring 20 ist, wie oben erwähnt, nur der radial innere Schenkelbereich und der Jochbereich versteift.
In der Bohrung überdeckt der Jochbereich des Spaltrings 22 zusammen mit dem Spaltbereich, insbesondere zwischen Welle 1 und Spaltring 22 ausgebildeten Ringspalt, den gesamten Radialbereich zwischen Welle 1 und Flanschteil 2.
Der vom Spaltbereich überdeckte Radialabstandsbereich ist vom vom radial inneren Schenkelbereich des Dichtrings 20 überdeckten Radialabstandsbereich umfasst.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist der Jochbereich des Spaltrings 22 im Unterschied zur Figur 2 und 3 in seinem an die Welle 1 angrenzenden Bereich derart axial verbreitert, dass der Dichtring 20 vom Spaltring 22, insbesondere von dessen Jochbereich, axial begrenzt wird. Somit ist eine vereinfachte Montage ermöglicht. Bezugszeichenliste
1 Welle 2 Flanschteil
20 Dichtring
21 Tragbereich mit Innenkonus
22 Spaltring
23 Dichtlippe 30 Versteifungsteil
31 Labyrinthgang

Claims

Patentansprüche:
1. Dichtanordnung mit Flanschteil und drehbar gelagerter Welle, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dichtring auf die Welle aufgesteckt ist und/oder kraftschlüssig und/oder drehfest mit der Welle verbunden ist, wobei die Welle durch eine Bohrung des Flanschteils hindurchragt, wobei ein Spaltring in der Bohrung des Flanschteils aufgenommen ist und/oder in die Bohrung eingeklemmt ist und/oder mit dem Flanschteil kraftschlüssig verbunden ist, wobei eine Dichtlippe des Dichtrings nach radial innen gerichtet zu einer am Spaltring ausgebildeten Lauffläche hin abdichtet, insbesondere wobei die Dichtlippe von einem axial auskragenden Tragbereich des Dichtrings gehalten ist, der weniger versteift ist als der restliche Dichtring, insbesondere nicht versteift ist.
2. Dichtanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Spaltring einen, insbesondere in Umfangsrichtung ununterbrochen umlaufenden, ersten Schenkelbereich aufweist, wobei der Spaltring einen, insbesondere in Umfangsrichtung ununterbrochen umlaufenden, zweiten Schenkelbereich aufweist, wobei der erste Schenkelbereich des Spaltrings radial innerhalb des zweiten Schenkelbereichs des Spaltrings angeordnet ist und über einen Jochbereich des Spaltrings mit dem zweiten Schenkelbereich des Spaltrings verbunden ist.
3. Dichtanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring einen, insbesondere in Umfangsrichtung ununterbrochen umlaufenden, ersten Schenkelbereich aufweist, wobei der Dichtring einen, insbesondere in Umfangsrichtung ununterbrochen umlaufenden, zweiten Schenkelbereich aufweist, wobei der erste Schenkelbereich des Dichtrings radial innerhalb des zweiten Schenkelbereichs des Dichtrings angeordnet ist und über einen Jochbereich des Spaltrings mit dem zweiten Schenkelbereich des Dichtrings verbunden ist.
4. Dichtanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schenkelbereich des Spaltrings in den Raumbereich zwischen den ersten Schenkelbereich des Dichtrings und den zweiten Schenkelbereich des Dichtrings hineinragt, insbesondere sodass der erste Schenkelbereich des Spaltrings radial zwischen dem ersten Schenkelbereich des Dichtrings und dem zweiten Schenkelbereich des Dichtrings angeordnet ist, insbesondere wobei der vom ersten Schenkelbereich des Spaltrings überdeckte axiale Bereich mit dem von dem ersten Schenkelbereich des Dichtrings überdeckten axialen Bereich überlappt und/oder mit dem von dem zweiten Schenkelbereich des Dichtrings überdeckten axialen Bereich.
5. Dichtanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schenkelbereich des Dichtrings, insbesondere umfassend den Tragbereich und die Dichtlippe, in den Raumbereich zwischen den ersten Schenkelbereich des Spaltrings und den zweiten Schenkelbereich des Spaltrings hineinragt, insbesondere sodass der erste Schenkelbereich des Dichtrings radial zwischen dem ersten Schenkelbereich des Spaltrings und dem zweiten Schenkelbereich des Spaltrings angeordnet ist, insbesondere wobei der vom zweiten Schenkelbereich des Dichtrings überdeckte axiale Bereich mit dem von dem ersten Schenkelbereich des Spaltrings überdeckten axialen Bereich überlappt und/oder mit dem von dem zweiten Schenkelbereich des Spaltrings überdeckten axialen Bereich.
6. Dichtanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Schenkelbereiche des Spaltrings und des Dichtrings in Umfangsrichtung vollständig, insbesondere also ununterbrochen, umlaufend ausgebildet sind.
7. Dichtanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring aus einem Gummi oder einem Kunststoff, insbesondere NBR, ausgeführt sind und/oder dass das Versteifungsteil des Spaltrings gummiert ist und/oder mit einem Kunststoff umspritzt ausgeführt ist mit Ausnahme der Lauffläche für die Dichtlippe des Dichtrings.
8. Dichtanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Spaltring ein insbesondere als einstückiges und/oder einteiliges Blechteil realisiertes Versteifungsteil angeordnet ist, welches den ersten Schenkelbereich des Spaltrings, den zweiten Schenkelbereich des Spaltrings und den Jochbereich des Spaltrings versteift.
9. Dichtanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Dichtring ein insbesondere als einstückiges und/oder einteiliges Blechteil realisiertes Versteifungsteil angeordnet ist, welches den ersten Schenkelbereich des Dichtrings und den Jochbereich des Dichtrings versteift, insbesondere nicht aber den zweiten Schenkelbereich des Dichtrings und/oder dass im Dichtring ein insbesondere als einstückiges und/oder einteiliges Blechteil realisiertes Versteifungsteil angeordnet ist, welches den ersten Schenkelbereich des Dichtrings und den Jochbereich des Dichtrings versteift und vom zweiten Schenkelbereich des Dichtrings beabstandet ist.
10. Dichtanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Schenkelbereich von jeweils allen anderen Schenkelbereichen beabstandet ist.
11. Dichtanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schenkelbereich des Spaltrings von der Welle beabstandet ist, wobei der Jochbereich des Spaltrings den ersten Schenkelbereich des Spaltrings nach radial innen überragt, und/oder dass der erste Schenkelbereich des Spaltrings von der Welle beabstandet ist, wobei der Jochbereich des Spaltrings den ersten Schenkelbereich des Spaltrings nach radial innen derart überragt, dass der vom ersten Schenkelbereich des Spaltrings überdeckte Radialabstandsbereich in dem vom Jochbereich des Spaltrings überdeckten Radialabstandsbereich enthalten ist und/oder von ihm umfasst ist.
12. Dichtanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Jochbereich des Spaltrings auf die Welle aufgesteckt und/oder aufgeklemmt ist und/oder mit der Welle kraftschlüssig verbunden ist.
13. Dichtanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spaltring den Dichtring axial, insbesondere in axialer Richtung, begrenzt, und/oder dass der erste Schenkelbereich des Dichtrings an den Jochbereich des Spaltrings angrenzt und/oder gegen den Jochbereich des Spaltrings angestellt ist.
14. Dichtanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lauffläche am Versteifungsteil des Spaltrings ausgebildet ist.
15. Antriebskomponente, insbesondere Elektromotor oder Getriebe, mit einer Dichtanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring im Innenraum der Antriebskomponente angeordnet ist und der Spaltring zusammen mit dem Flanschteil gehäusebildend ist, insbesondere für die Antriebskomponente.
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