WO2005003604A1 - Gehäuseverschlussdeckel - Google Patents

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WO2005003604A1
WO2005003604A1 PCT/EP2004/007324 EP2004007324W WO2005003604A1 WO 2005003604 A1 WO2005003604 A1 WO 2005003604A1 EP 2004007324 W EP2004007324 W EP 2004007324W WO 2005003604 A1 WO2005003604 A1 WO 2005003604A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sealing
housing
flange
cover according
seal
Prior art date
Application number
PCT/EP2004/007324
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Oskar Rapp
Bruno Bour
Original Assignee
Carl Freudenberg 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 Carl Freudenberg Kg filed Critical Carl Freudenberg Kg
Publication of WO2005003604A1 publication Critical patent/WO2005003604A1/de

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    • 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
    • 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
    • F16J15/3248—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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F11/00—Arrangements of sealings in combustion engines 
    • F02F11/007—Arrangements of sealings in combustion engines  involving rotary applications

Definitions

  • the invention relates to a housing cover according to the preamble of patent claim 1.
  • Housing sealing cover with a through hole for a shaft to be sealed are known from DE 199 28 647 C1. They are used to seal a housing opening, for example a crankcase of a motor vehicle engine.
  • the housing cover covers the passage of the crankshaft through the crankcase.
  • the housing sealing cover comprises a sealing flange made of metal or plastic, into which a support body made of a metallic material is integrated, the sealing flange receiving the seals for sealing the housing and the crankshaft.
  • the crankshaft is sealed by a dynamically sealing shaft seal and
  • Housing sealing covers made exclusively of plastic can only absorb and transmit small static and dynamic forces of the housing parts due to the low strength of the material.
  • the compressive forces occurring through the fastening elements must be passed through the sealing flange through reinforcements, for example inserts.
  • Housing sealing covers made exclusively of metal are heavier than housing sealing covers made of plastic and the fastening of the sealing elements is complex. With stamped sheet metal supports, the material utilization is low. Housing cover with a metallic support body which are surrounded by a plastic body are complex to manufacture, since first the support body must be manufactured, which is overmolded with plastic in a subsequent processing step. In the finished housing cover lid, the supporting body and plastic are permanently connected.
  • the invention has for its object to develop a housing cover of the type mentioned in such a way that the materials of the housing cover can be selected immediately before assembly for the respective application, that the recycling is facilitated and that the manufacture of the individual parts of the housing cover can be done independently , This object is achieved with the features of claim 1.
  • the subclaims refer to advantageous configurations.
  • a housing sealing cover with a through hole for a shaft to be sealed comprising a separately produced stiffening flange made of a metallic material and a separately produced sealing flange made of a polymeric material with at least one seal, the stiffening flange and the sealing flange being and / or are positively and / or cohesively connected to one another.
  • the metal stiffening flange is connected to the housing or the housing parts by fastening elements, for example screws.
  • the stiffening flange absorbs the forces acting on the housing cover.
  • the static sealing elements for sealing the housing and the dynamic sealing elements for sealing the shaft are attached to the sealing flange.
  • the static sealing elements are attached to the stiffening flange and the dynamic sealing elements are fixed to the sealing flange.
  • the sealing flange can be made of a light material since it does not transmit any forces. Stiffening flange and sealing flange are connected to each other, whereby the joining of the sealing flange and stiffening flange can take place directly before assembly.
  • the stiffening flange can preferably consist of aluminum or another light metal. Stiffening flanges made of aluminum have a low strength with a high strength. Stiffening flanges made of aluminum can be manufactured using the injection molding process, which requires only a small number of processing steps and thus low manufacturing costs, even with complex shapes.
  • the sealing flange of the housing closure cover can be made of polyamide (PA).
  • PA polyamide
  • Polyamide is abrasion-resistant and shock-resistant.
  • the sealing flange can consist of polyphenylene sulfide (PPS).
  • PPS polyphenylene sulfide
  • Polyphenylene sulfide has a high strength and a high chemical resistance, especially against mineral and synthetic lubricants.
  • the sealing flange can consist of polyphthalamide (PPA).
  • PPA polyphthalamide
  • Polyphthalamide is a heat-resistant plastic, which enables the housing cover to be used at high temperatures.
  • the sealing flange can be connected to the stiffening flange by at least one snap lock and / or stem lock. Both types of lock enable an easily insertable and non-destructive detachable connection.
  • the seal can preferably be formed by a sealing sleeve made of polymeric material.
  • the sealing sleeve ensures the dynamic sealing of the housing sealing cover against a shaft to be sealed. Sealing sleeves have a large contact surface on the one to be sealed Shaft, with a low contact pressure. As a result, the thermal load due to friction is low.
  • the sealing sleeve can preferably consist of a PTFE compound.
  • the sealing sleeve is therefore resistant to most media to be sealed.
  • PTFE materials have good temperature resistance, good sliding behavior and excellent emergency running properties.
  • a sealing sleeve made of PTFE is almost wear-free.
  • the sealing sleeve on its side facing the shaft can have at least one return groove for returning the medium to be sealed in the direction of the space to be sealed.
  • the return groove improves the dynamic tightness of the sealing ring, although the sealing sleeve is always adequately lubricated.
  • the lubricant is formed by the medium to be sealed and is constantly renewed by the return effect.
  • the seal can comprise a sealing sleeve and a sealing lip upstream of the sealing sleeve.
  • the upstream sealing lip prevents the ingress of dirt particles from the surroundings to the sealing collar.
  • the sealing lip can be made of a nonwoven fabric or felt, for example.
  • the sealing flange preferably has a static seal made of a polymeric material at least on the side axially facing the housing. The static seal ensures that the housing sealing cover is sealed against the housing.
  • the static seal and the sealing flange are connected to one another in a material and / or form-fitting manner. Due to the form-fitting design of the static seal and sealing flange, both parts can be connected to one another in a non-displaceable manner. The strength of the connection can be increased by gluing both parts. However, a self-holding sealing material can also be used.
  • the sealing sleeve can be bulged in the direction of the surroundings. This arrangement enables simple assembly of the sealing ring without the use of a mounting device.
  • the sealing sleeve can be bulged in the direction of the space to be sealed. This mounting orientation allows higher pressures on the medium side than when the sealing sleeve is oriented in the direction of the environment.
  • a sensor device can be integrated in the housing cover.
  • the sensor device enables the speed, smoothness and angle of rotation of the shaft to be recorded, the space required being very small due to the integration in the housing cover, and the sensor being easily accessible.
  • the senor can be removed from the housing cover without being destroyed. This means that the sensors can be replaced separately, or the sensors can continue to be used after disassembly.
  • the connection of the stiffening flange and the sealing flange can be detachable at the end of the service life both flanges can be recycled and / or disposed of separately. This prevents the time-consuming disposal of composite materials.
  • FIGS. 1 to 12. show, each in a schematic representation:
  • FIG. 1 shows a housing closure cover in a longitudinal section with a dynamic seal designed as a sealing sleeve
  • FIG. 2 shows a housing closure cover in a perspective view
  • FIG. 3 shows a housing closure cover in longitudinal section with a dynamic seal designed as a radial shaft sealing ring
  • FIG. 4 shows a housing closure cover in longitudinal section with one part and static and dynamic sealing area made of the same material
  • FIG. 5 a housing closing cover in longitudinal section with a sensor device
  • FIG. 6 a housing closing cover in longitudinal section with a sealing collar that bulges out to the surroundings
  • FIG. 7 a housing closing cover in longitudinal section with a sensor device, Lubricant pan
  • FIG. 9 shows a housing closure cover in longitudinal section with a sensor device
  • FIG. 10 shows a detailed illustration of the snap closure for connecting the seal flange with the stiffening flange
  • Fig. 11 shows a detail of the snap lock for connecting the sealing flange to the stiffening flange
  • Fig. 12 shows a detail of a mortise connection for connecting the sealing flange to the stiffening flange.
  • Figures 1 to 12 show embodiments of a housing cover 1 for a housing 11 of a motor vehicle engine.
  • the housing 11 is penetrated by a shaft 3 designed as a crankshaft.
  • the housing cover 1 with a through hole 2 for the shaft 3 emerging from the housing 11 comprises a stiffening flange 4 made of light metal injection molding, a sealing flange 5 made of polymeric material on the inner circumferential side of the shaft 3 a seal 6 and the outer circumferential side facing the housing 11 a static seal 12 is attached.
  • recesses in the form of bores 13 are made in the outer contour, through which the static seal 12 is additionally positively and immovably connected to the sealing flange 5.
  • a housing sealing cover 1 comprising a stiffening flange 4 made of light metal injection molding, a sealing flange 5 made of polymeric material including a seal 6, which is composed of a PTFE sealing sleeve 8 and a sealing lip 10 upstream of the sealing sleeve 8 in the direction of the environment 32, as well as one static seal 12.
  • the sealing collar 8 and the sealing lip 10 are fastened on the side of the sealing flange 5 facing the shaft 3, the sealing collar 8 being fastened in a recess 30 of the sealing flange 5 and the sealing lip in a centering collar 31 of the sealing flange 5.
  • the Sealing sleeve 8 is equipped with a return groove 9 on the side facing the shaft 3.
  • FIG. 2 shows the housing cover 1 in a perspective view, the stiffening flange 4 and sealing flange 5 are not shown connected.
  • through holes 14 are introduced on the outer edge distributed over the circumference of the attachment of the
  • Stiffening flange 1 serve on a housing 11. In the bottom area of the
  • Stiffening flange 4 bores 15 are introduced for receiving the snap closure elements 7 of the sealing flange 5.
  • Snap closure elements 7 are formed in the bottom region of the sealing flange 5, which secure the sealing flange 5 so that they can be lost and detachably attached to it
  • Sealing flange 5 is a sealing sleeve 8 made of a PTFE compound for sealing the housing cover 1 against the shaft 3.
  • the sealing sleeve 8 is through one of the sealing sleeve 8 in the direction of
  • FIG. 3 shows a housing closure cover 1 with a sensor device 26 comprising a sensor 27 and a measuring sensor 16 which is attached to the axial leg 22 of a wheel 17 all the way around the outer circumference.
  • the wheel 17 is rotatably connected to the shaft 3.
  • the sensor 27 is fastened in a recess 19 of the stiffening flange 4.
  • the shaft 3 is sealed off from the sealing flange 5 by a radial shaft sealing ring 18 with a geometry according to DIN 3760/3761.
  • FIG. 4 shows a housing sealing cover 1 with a seal 6 consisting of a sealing collar 8 with a return groove 9 on the side facing the shaft and a sealing lip 10 upstream of the sealing collar 8 in the direction of the environment 32 Sealing flange 5 opposite the housing 11, a static seal 12 is attached to the sealing flange 5.
  • the sealing collar 8, the sealing lip 10 and the static seal 12 are made of the same material and in one piece.
  • FIG. 5 shows a housing closure cover 1 with a sensor device 26 comprising a sensor 27 and a sensor 16 which is attached to the axial leg 22 of a wheel 17 all the way around the outer circumference.
  • the wheel 17 is pressed onto the shaft 3.
  • the sensor 27 is fastened in a recess 19 of the stiffening flange 4.
  • the radially facing and axially extending outer circumferential surface of the wheel 17 serves as a counter surface 28 for the seal 6, which consists of a sealing collar 8 with a return groove 9 and a sealing lip 10, the sealing collar 8 and the sealing lip 10 radially on the sealing flange 5 are attached.
  • FIG. 6 shows a housing closure cover 1 with a seal 6 consisting of a sealing sleeve 8 that bulges out to the surroundings 32 with a return groove 9 on the side facing the shaft 3.
  • the sealing collar 8 is fastened in a recess 30 of the sealing flange 5.
  • a ballast seal 20 is formed at the free end of the sealing sleeve 8.
  • the free end of the sealing sleeve 8 is protected by an annular gap 21 which is formed by the shaft 3 and the axial flange 22 of the wheel 17.
  • a sensor device 26 is integrated in the housing cover 1, comprising a sensor 27 which is fastened in a recess 19 in the stiffening flange 4 and a sensor 16 which is fastened on the outer peripheral side on the axial flange 22 of the wheel 17.
  • the wheel 17 is rotatably connected to the shaft 3.
  • the sensor 16 is protected from the ingress of contamination by a circumferential radial collar 23 attached to the sensor 16.
  • To limit the deformation of the static seal 12 is on Stiffening flange 4 attached and / or molded a spacer rib 24.
  • the spacer rib 24 is supported when the housing sealing cover 1 is fastened to the housing 11, as a result of which the deformation of the static seal 12 is limited.
  • FIG. 7 shows a housing sealing cover 1 with a seal 6 consisting of a sealing collar 8 that bulges out in the direction of the environment 32 with a return groove 9 on the side facing the shaft 3.
  • a ballast seal 20 is formed at the free end of the sealing sleeve 8.
  • the sealing collar 8 is fastened radially to the sealing flange 5.
  • the free end of the sealing sleeve 8 is protected by an annular gap 21 which is formed by the shaft 3 and the axial flange 22 of the wheel 17.
  • the sealing collar 8 is fastened on the side of the sealing flange 5 facing the environment 32.
  • a sensor device 26 is integrated in the housing cover 1, comprising a sensor 27 which is fastened in a recess 19 of the stiffening flange 4 and a sensor 16 which is formed by recesses of the axial flange 22 of the wheel distributed over the circumference.
  • the wheel 17 is rotatably connected to the shaft 3.
  • a spacer rib 24 is attached and / or molded on the stiffening flange 4. The spacer rib 24 is supported when the housing sealing cover 1 is fastened to the housing 11, as a result of which the deformation of the static seal 12 is limited.
  • FIG. 8 shows a view of the housing sealing cover 1 in the connection area of a lubricant pan 25.
  • the seal 6 consists of a sealing collar 8 with a return groove 9 on the side facing the shaft 3 and a sealing lip 10 upstream of the sealing collar in the direction of the environment 32, the sealing collar 8 in a recess 30 of the sealing flange 5 and the sealing lip in a centering collar 31 of the sealing flange 5 are attached.
  • the static seal 12 forms a surface 29 which serves to seal the housing sealing cover 1 with respect to the lubricant pan 25.
  • FIG. 9 shows a housing sealing cover 1 with a seal 6 consisting of a sealing collar 8 with a return groove 9 on the side facing the shaft and a sealing lip 10 upstream of the sealing collar 8 in the direction of the environment 32, the sealing collar 8 in a recess 30 of the sealing flange 5 and the sealing lip are fastened in a centering collar 31 of the sealing flange 5.
  • a sensor device 26 is integrated in the housing cover 1, comprising a sensor 27 which is fastened in a recess 19 in the stiffening flange 4 and a sensor 16 which is fastened on the outer peripheral side on the axial flange 22 of the wheel 17.
  • the wheel 17 is rotatably connected to the shaft 3.
  • a spacer rib 24 is attached and / or molded onto the stiffening flange 4.
  • the spacer rib 24 is supported when the housing sealing cover 1 is fastened to the housing 11, as a result of which the deformation of the static seal 12 is limited.
  • FIG. 10 shows a detailed illustration of the snap-lock connection of the stiffening flange 4 and the sealing flange 5 in the assembled state.
  • the connection consists of a bore 15 which is introduced into the stiffening flange 4 and of a snap closure element 7 which is formed from the sealing flange 5 and which engages in the bore 15 of the stiffening flange 4 when it is joined together.
  • Figure 1 shows a detailed view of the snap-lock connection of the stiffening flange 4 and sealing flange 5 in the assembled state.
  • the connection consists of a bore 15 in the stiffening flange 4 is introduced and from a molded from the sealing flange 5 snap closure element 7, which snaps into place in the bore 15 of the stiffening flange 4, the snap closure elements 7 being made more flexible by undercuts 32.
  • FIG. 12 shows a detailed representation of the stem connection between the stiffening flange 4 and the sealing flange 5 in the assembled state.
  • the connection consists of a bore 15 which is introduced into the stiffening flange 4 and of a tubular projection 34 formed from the sealing flange 5, which is caulked after being assembled in the bore 15 of the stiffening flange 4.
  • the free end of the tubular projection 34 is expanded in diameter.

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Abstract

Gehäuseverschlussdeckel (1) mit einer Durchgangsbohrung (2) for eine abzudichtende Welle (3) umfassend einen separat erzeugten Versteifungsflansch (4) aus einem metallischen Werkstoff und einen separat erzeugten Dichtflansch (5) aus einem polymeren Werkstoff mit zumindest einer Dichtung (6), wobei im bestimmungsgemässen Gebrauch der Versteifungsflansch (4) und der Dichfflansch (5) kraft- und/oder form- und/oder stoffschüssig miteinander verbunden sind.

Description

Titel
Gehäuseverschlussdeckel
Beschreibung Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Gehäuseverschlussdeckel gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Stand der Technik
Gehäuseverschlussdeckel mit einer Durchgangsbohrung für eine abzudichtende Welle sind aus der DE 199 28 647 C1 bekannt. Sie werden zur Abdichtung einer Gehäuseöffnung, beispielsweise eines Kurbelgehäuses eines Kraftfahrzeugmotors eingesetzt. Der Gehäuseverschlussdeckel dichtet hierbei den Wellendurchgang der Kurbelwelle durch das Kurbelgehäuse ab. Der Gehäuseverschlussdeckel umfasst einen Dichtflansch aus Metall oder aus Kunststoff, in den ein Stützkörper aus einem metallischen Werkstoff integriert ist, wobei der Dichtflansch die Dichtungen zur Abdichtung des Gehäuses und der Kurbelwelle aufnimmt. Die Abdichtung der Kurbelwelle erfolgt durch einen dynamisch abdichtenden Wellendichtring und die
BESTATIGÜWGSKOPIE Abdichtung zum gegebenenfalls mehrteiligen Kurbelgehäuse erfolgt durch eine statische Dichtung. Beide Dichtungen sind am Dichtflansch befestigt.
Gehäuseverschlussdeckel ausschließlich aus Kunststoff können aufgrund der geringen Festigkeit des Werkstoffs nur geringe statische und dynamische Kräfte der Gehäuseteile aufnehmen und übertragen. Im Bereich der Durchgangsbohrungen zur Befestigung des Dichtflansches am Gehäuse müssen die durch die Befestigungselemente auftretenden Druckkräfte durch Verstärkungen, beispielsweise Inserts, durch den Dichtflansch hindurchgeleitet werden.
Gehäuseverschlussdeckel ausschließlich aus Metall sind schwerer als Gehäuseverschlussdeckel aus Kunststoff und die Befestigung der Dichtelemente ist aufwendig. Bei gestanzten Tragkörpern aus Blech ist die Materialausnutzung gering. Gehäuseverschlussdeckel mit einem metallischen Tragkörper der von einem Kunststoff körper umgeben sind, sind aufwendig in der Herstellung, da zunächst der Tragkörper hergestellt werden muss, der in einem anschließenden Bearbeitungsschritt mit Kunststoff umspritzt wird. In dem fertigen Gehäuseverschlussdeckel sind Tragkörper und Kunststoff unlösbar miteinander verbunden.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gehäuseverschlussdeckel der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass für den jeweiligen Anwendungsfall die Werkstoffe des Gehäuseverschlussdeckels unmittelbar vor der Montage ausgewählt werden können, dass das Recycling erleichtert wird und dass die Fertigung der Einzelteile des Gehäuseverschlussdeckels unabhängig voneinander erfolgen kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug.
Zur Lösung der Aufgabe ist ein Gehäuseverschlussdeckei mit einer Durchgangsbohrung für eine abzudichtende Welle vorgesehen, umfassend einen separat erzeugten Versteifungsflansch aus einem metallischen Werkstoff und einen separat erzeugten Dichtflansch aus einem polymeren Werkstoff mit zumindest einer Dichtung, wobei im bestimmungsgemäßen Gebrauch der Versteifungsflansch und der Dichtflansch kraft- und/oder form- und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
Der Versteifungsflansch aus Metall wird durch Befestigungselemente, beispielsweise Schrauben, mit dem Gehäuse oder den Gehäuseteilen verbunden. Der Versteifungsflansch nimmt die auf den Gehäuseverschlussdeckei einwirkenden Kräfte auf. Am Dichtflansch sind die statischen Dichtelemente zur Abdichtung des Gehäuses und die dynamischen Dichtelemente zur Abdichtung der Welle befestigt. In einer anderen Ausgestaltung sind die statischen Dichtelemente am Versteifungsflansch angebracht und die dynamischen Dichtelemente sind am Dichtflansch festegelegt. Der Dichtflansch kann aus einem leichten Material gefertigt sein, da er keine Kräfte überträgt. Versteifungsflansch und Dichtflansch werden miteinander verbunden, wobei das Zusammenfügen von Dichtflansch und Versteifungsflansch direkt vor der Montage erfolgen kann. Dadurch ist es möglich, verschiedene auf den jeweiligen Anwendungsfall optimierte Dichtflansche und Versteifungsflansche zu verwenden, wobei dann beispielsweise ein Versteifungsflansch mit dem gleichen Ausdehnungskoeffizient wie der des Gehäuses ausgewählt werden kann. Versteifungsflansch und Dichtflansch lassen sich nach der Verwendung wieder voneinander trennen, wodurch das Recycling des Gehäuseverschlussdeckels vereinfacht wird. Bevorzugt kann der Versteifungsflansch aus Aluminium oder einem anderen Leichtmetall bestehen. Versteifungsflansche aus Aluminium haben bei einer großen Festigkeit ein geringes Gewicht. Versteifungsflansche aus Aluminium können im Spritzgießverfahren hergestellt werden, was selbst bei komplexen Formgebungen nur eine geringe Anzahl von Bearbeitungsschritten und damit geringe Herstellungskosten bedingt.
In einer Ausgestaltung kann der Dichtflansch des Gehäuseverschlussdeckels aus Polyamid (PA) bestehen. Polyamid ist abriebfest und stoßbelastbar.
In einer anderen Ausgestaltung kann der Dichtflansch aus Polyphenylensulfid (PPS) bestehen. Polyphenylensulfid besitzt eine hohe Festigkeit und eine hohe Chemikalienbeständigkeit, insbesondere auch gegenüber mineralischen und synthetischen Schmiermitteln.
In einer weiteren Ausgestaltung kann der Dichtflansch aus Polyphthalamid (PPA) bestehen. Polyphthalamid ist ein hitzefester Kunststoff, was den Einsatz des Gehäuseverschlussdeckels bei hohen Temperaturen ermöglicht.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Dichtflansch durch zumindest einen Schnappverschluss und/oder Stemm-Verschluss mit dem Versteifungsflansch verbunden sein. Beide Verschlussarten ermöglichen eine leicht fügbare und zerstörungsfrei lösbare Verbindung.
Bevorzugt kann die Dichtung durch eine Dichtmanschette aus polymeren Werkstoff gebildet sein. Die Dichtmanschette stellt die dynamische Abdichtung des Gehäuseverschlussdeckels gegenüber einer abzudichtenden Welle sicher. Dichtmanschetten besitzen eine große Auflagefläche auf der abzudichtenden Welle, bei einer geringen Anpresskraft. Dadurch ist die Wärmebelastung durch Reibung gering.
Bevorzugt kann die Dichtmanschette aus einem PTFE-Compound bestehen. Die Dichtmanschette ist dadurch gegen die meisten abzudichtenden Medien resistent. Außerdem weisen PTFE-Werkstoffe eine gute Temperaturbeständigkeit, ein gutes Gleitverhalten und ausgezeichnete Notlaufeigenschaften auf. Eine Dichtmanschette aus PTFE ist nahezu verschleißfrei.
Bevorzugt kann die Dichtmanschette auf ihrer der Welle zugewandten Seite zumindest eine Rückfördernut zur Rückförderung des abzudichtenden Mediums in Richtung des abzudichtenden Raums aufweisen. Durch die Rückfördernut verbessert sich die dynamische Dichtheit des Dichtrings, wobei die Dichtmanschette trotzdem stets ausreichend geschmiert wird. Das Schmiermittel wird durch das abzudichtende Medium gebildet und durch den Rückfördereffekt ständig erneuert.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Dichtung eine Dichtmanschette und eine der Dichtmanschette zur Umgebung vorgeschaltete Dichtlippe umfassen. Die vorgeschaltete Dichtlippe verhindert das Eindringen von Schmutzpartikeln aus der Umgebung zur Dichtmanschette. Die Dichtlippe kann beispielsweise aus einem Vliesstoff oder Filz gefertigt sein. Bevorzugt weist der Dichtflansch zumindest auf der dem Gehäuse axial zugewandten Seite eine statische Dichtung aus einem polymeren Werkstoff auf. Die statische Dichtung stellt die Abdichtung des Gehäuseverschlussdeckels gegenüber dem Gehäuse sicher. In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die statische Dichtung und der Dichtflansch Stoff- und/oder formschlüssig miteinander verbunden. Durch die formschlüssige Ausgestaltung von statischer Dichtung und Dichtflansch sind beide Teile unverschiebbar miteinander verbindbar. Die Festigkeit der Verbindung kann durch ein Verkleben beider Teile erhöht werden. Es kann aber auch ein selbsthaltendes Dichtungsmaterial eingesetzt werden.
In einer Ausgestaltung kann die Dichtmanschette in Richtung der Umgebung vorgewölbt sein. Diese Anordnung ermöglicht eine einfache Montage des Dichtrings ohne Einsatz einer Montagevorrichtung.
In einer weiteren Ausgestaltung kann die Dichtmanschette in Richtung des abzudichtenden Raums vorgewölbt sein. Diese Montageausrichtung erlaubt höhere mediumseitige Drücke als bei der Ausrichtung der Dichtmanschette in Richtung der Umgebung.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann in den Gehäuseverschlussdeckei eine Sensorvorrichtung integriert sein. Die Sensorvorrichtung ermöglicht die Erfassung von Drehzahl, Laufruhe und Drehwinkel der Welle, wobei durch die Integration in den Gehäuseverschlussdeckei der erforderliche Bauraum sehr klein ist und der Sensor einfach erreichbar ist.
In einer Ausgestaltung kann der Sensor zerstörungsfrei aus dem Gehäuseverschlussdeckei demontierbar sein. Dadurch können die Sensoren gesondert ausgewechselt werden, bzw. die Sensoren können nach der Demontage weiter verwendet werden. in einer vorteilhaften Ausgestaltung kann am Ende der Gebrauchsdauer die Verbindung von Versteifungsflansch und Dichtflansch lösbar sein und die beiden Flansche können getrennt verwertet und/oder entsorgt werden. Dadurch wird die aufwändige Entsorgung von Verbundstoffen verhindert.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Einige Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Gehäuseverschlussdeckels werden nachfolgend anhand der Figuren 1 bis 12 näher erläutert. Diese zeigen, jeweils in schematischer Darstellung:
Fig. 1 einen Gehäuseverschlussdeckei in längsgeschnittener Darstellung mit einer als Dichtmanschette ausgeführten dynamischen Dichtung, Fig. 2 einen Gehäuseverschlussdeckei in perspektivischer Darstellung, Fig. 3 einen Gehäuseverschlussdeckei im Längsschnitt mit einer als Radialwellendichtring ausgeführten dynamischen Dichtung, Fig. 4 einen Gehäuseverschlussdeckei im Längsschnitt mit einteilig und materialeinheitlich ausgeführtem statischen und dynamischen Dichtbereich, Fig. 5 einen Gehäuseverschlussdeckei im Längsschnitt mit einer Sensorvorrichtung, Fig. 6 einen Gehäuseverschlussdeckei im Längsschnitt mit zur Umgebung vorgewölbten Dichtmanschette, Fig. 7 einen Gehäuseverschlussdeckei im Längsschnitt mit einer Sensorvorrichtung, Fig. 8 einen Gehäuseverschlussdeckei im Anschlussbereich der Schmiermittelwanne, Fig. 9 einen Gehäuseverschlussdeckei im Längsschnitt mit einer Sensorvorrichtung, Fig.10 eine Detaildarstellung des Schnappverschlusses zur Verbindung des Dichtflansches mit dem Versteifungsflansch, Fig.11 Detaildarstellung des Schnappverschlusses zur Verbindung des Dichtflansches mit dem Versteifungsflansch und Fig.12 Detaildarstellung einer Stemmverbindung zur Verbindung des Dichtflansches mit dem Versteifungsflansch.
Ausführung der Erfindung
Die Figuren 1 bis 12 zeigen Ausführungsbeispiele eines Gehäuseverschlussdeckels 1 für ein Gehäuse 11 eines Kraftfahrzeugmotors. Das Gehäuse 11 wird dabei von einer als Kurbelwelle ausgebildeten Welle 3 durchdrungen. Der Gehäuseverschlussdeckei 1 mit einer Durchgangsbohrung 2 für die aus dem Gehäuse 11 austretende Welle 3 umfasst einen Versteifungsflansch 4 aus Leichtmetall-Spritzguss, einen Dichtflansch 5 aus polymerem Werkstoff an dem innenumfangsseitig der Welle 3 zugewandt eine Dichtung 6 sowie außenumfangsseitig dem Gehäuse 11 zugewandt eine statische Dichtung 12 befestigt ist. In den Dichtflansch 5 sind in der äußeren Kontur Ausnehmungen in Form von Bohrungen 13 angebracht, durch die die statische Dichtung 12 zusätzlich formschlüssig und unverschiebbar mit dem Dichtflansch 5 verbunden ist.
Figur 1 zeigt einen Gehäuseverschlussdeckei 1 umfassend einen Versteifungsflansch 4 aus Leichtmetall-Spritzguss, einen Dichtflansch 5 aus polymerem Werkstoff umfassend eine Dichtung 6, die sich aus einer PTFE- Dichtmanschette 8 und einer der Dichtmanschette 8 in Richtung der Umgebung 32 vorgeschalteten Dichtlippe 10 zusammengesetzt sowie eine statische Dichtung 12. Die Dichtmanschette 8 und die Dichtlippe 10 sind auf der der Welle 3 zugewandten Seite des Dichtflansches 5 befestigt, wobei die Dichtmanschette 8 in einer Ausnehmung 30 des Dichtflansches 5 und die Dichtlippe in einem Zentrierbund 31 des Dichtflansches 5 befestigt sind. Die Dichtmanschette 8 ist auf der der Welle 3 zugewandten Seite mit einer Rückfördernut 9 ausgestattet.
Figur 2 zeigt den Gehäuseverschlussdeckei 1 in perspektivischer Darstellung, wobei der Versteifungsflansch 4 und Dichtflansch 5 nicht verbunden dargestellt sind. In den Versteifungsflansch 4 sind am äußeren Rand über den Umfang verteilt Durchgangsbohrungen 14 eingebracht die der Befestigung des
Versteifungsflansches 1 an einem Gehäuse 11 dienen. Im Bodenbereich des
Versteifungsflansches 4 sind Bohrungen 15 zur Aufnahme der Schnappverschlusselemente 7 des Dichtflansches 5 eingebracht. Die
Schnappverschlusselemente 7 sind im Bodenbereich des Dichtflansches 5 ausgebildet, die den Dichtflansch 5 verliersicher und lösbar mit dem
Versteifungsflansch 4 verbinden. In der Durchgangsbohrung 2 des
Dichtflansches 5 ist eine Dichtmanschette 8 aus einem PTFE-Compound zur Abdichtung des Gehäuseverschlussdeckels 1 gegenüber der Welle 3 befestigt.
Die Dichtmanschette 8 wird durch eine der Dichtmanschette 8 in Richtung der
Umgebung 32 vorgeschalteten Dichtlippe 10 aus Vliesstoff geschützt.
Figur 3 zeigt einen Gehäuseverschlussdeckei 1 mit einer Sensorvorrichtung 26 umfassend einen Sensor 27 und einen Messwertgeber 16 der außenumfangsseitig umlaufend auf dem Axialschenkel 22 eines Rades 17 befestigt ist. Das Rad 17 ist mit der Welle 3 drehfest verbunden. Der Sensor 27 ist in einer Ausnehmung 19 des Versteifungsflansches 4 befestigt. Die Abdichtung der Welle 3 gegenüber dem Dichtflansch 5 erfolgt durch einen Radialwellendichtring 18 mit einer Geometrie nach DIN 3760/3761.
Figur 4 zeigt einen Gehäuseverschlussdeckei 1 mit einer Dichtung 6 bestehend aus einer Dichtmanschette 8 mit einer Rückfördernut 9 auf der der Welle zugewandten Seite und einer der Dichtmanschette 8 in Richtung der Umgebung 32 vorgeschalteten Dichtlippe 10. Zur Abdichtung des Dichtflansches 5 gegenüber dem Gehäuse 11 ist an dem Dichtflansch 5 eine statische Dichtung 12 befestigt. Die Dichtmanschette 8, die Dichtlippe 10 und die statische Dichtung 12 sind materialeinheitlich und einstückig ausgeführt.
Figur 5 zeigt einen Gehäuseverschlussdeckei 1 mit einer Sensorvorrichtung 26 umfassend einen Sensor 27 und einen Messwertgeber 16 der außenumfangsseitig umlaufend auf dem Axialschenkel 22 eines Rades 17 befestigt ist. Das Rad 17 ist auf der Welle 3 aufgepresst. Der Sensor 27 ist in einer Ausnehmung 19 des Versteifungsflansches 4 befestigt. Die der Welle 3 radial abgewandten und axial verlaufende außenumfangsseitige Fläche des Rades 17 dient als Gegenlauffläche 28 für die Dichtung 6, die aus einer Dichtmanschette 8 mit Rückfördernut 9 und einer Dichtlippe 10 besteht, wobei die Dichtmanschette 8 und die Dichtlippe 10 radial an dem Dichtflansch 5 befestigt sind.
Figur 6 zeigt einen Gehäuseverschlussdeckei 1 mit einer Dichtung 6 bestehend aus einer zur Umgebung 32 vorgewölbten Dichtmanschette 8 mit einer Rückfördernut 9 auf der der Welle 3 zugewandten Seite. Die Dichtmanschette 8 ist in einer Ausnehmung 30 des Dichtflansches 5 befestigt. Am freien Ende der Dichtmanschette 8 ist eine Vorschaltdichtung 20 ausgeformt. Das freie Ende der Dichtmanschette 8 wird durch einen Ringspalt 21 geschützt, der durch die Welle 3 und dem Axialflansch 22 des Rades 17 gebildet wird. In den Gehäuseverschlussdeckei 1 ist eine Sensorvorrichtung 26 integriert, umfassend einen Sensor 27 der in einer Ausnehmung 19 des Versteifungsflansches 4 befestigt ist und einen Messwertgeber 16 der außenumfangsseitig auf dem Axialflansch 22 des Rades 17 befestigt ist. Das Rad 17 ist drehfest mit der Welle 3 verbunden. Der Messwertgeber 16 wird vor dem Eindringen von Verschmutzung durch einen am Messwertgeber 16 befestigten umfangsseitig umlaufenden Radialbund 23 geschützt. Zur Begrenzung der Verformung der statischen Dichtung 12 ist am Versteifungsflansch 4 eine Distanzrippe 24 angebracht und/oder ausgeformt. Die Distanzrippe 24 stützt sich bei der Befestigung des Gehäuseverschlussdeckels 1 am Gehäuse 11 ab, wodurch die Verformung der statischen Dichtung 12 begrenzt wird.
Figur 7 zeigt einen Gehäuseverschlussdeckei 1 mit einer Dichtung 6 bestehend aus einer in Richtung der Umgebung 32 vorgewölbten Dichtmanschette 8 mit einer Rückfördernut 9 auf der der Welle 3 zugewandten Seite. Am freien Ende der Dichtmanschette 8 ist eine Vorschaltdichtung 20 ausgeformt. Die Dichtmanschette 8 ist radial am Dichtflansch 5 befestigt. Das freie Ende der Dichtmanschette 8 wird durch einen Ringspalt 21 geschützt, der durch die Welle 3 und dem Axialflansch 22 des Rades 17 gebildet wird. Die Dichtmanschette 8 ist auf der der Umgebung 32 zugewandten Seite des Dichtungsflansches 5 befestigt. In den Gehäuseverschlussdeckei 1 ist eine Sensorvorrichtung 26 integriert, umfassend einen Sensor 27 der in einer Ausnehmung 19 des Versteifungsflansches 4 befestigt ist und einen Messwertgeber 16 der durch über den Umfang verteilten Ausnehmungen des Axialflansches 22 des Rades gebildet wird. Das Rad 17 ist drehfest mit der Welle 3 verbunden. Zur Begrenzung der Verformung der statischen Dichtung 12 ist am Versteifungsflansch 4 eine Distanzrippe 24 angebracht und/oder ausgeformt. Die Distanzrippe 24 stützt sich bei der Befestigung des Gehäuseverschlussdeckels 1 am Gehäuse 11 ab, wodurch die Verformung der statischen Dichtung 12 begrenzt wird. Figur 8 zeigt eine Ansicht des Gehäuseverschlussdeckels 1 im Anschlussbereich einer Schmiermittelwanne 25. Die Dichtung 6 besteht aus einer Dichtmanschette 8 mit einer Rückfördernut 9 auf der der Welle 3 zugewandten Seite und eine der Dichtmanschette in Richtung der Umgebung 32 vorgeschalteten Dichtlippe 10, wobei die Dichtmanschette 8 in einer Ausnehmung 30 des Dichtflansches 5 und die Dichtlippe in einem Zentrierbund 31 des Dichtflansches 5 befestigt sind. Im Bodenbereich des Dichtflansches 5 bildet die statische Dichtung 12 eine Fläche 29 aus, die der Abdichtung des Gehäuseverschlussdeckels 1 gegenüber der Schmiermittelwanne 25 dient.
Figur 9 zeigt einen Gehäuseverschlussdeckei 1 mit einer Dichtung 6 bestehend aus einer Dichtmanschette 8 mit einer Rückfördernut 9 auf der der Welle zugewandten Seite und einer der Dichtmanschette 8 in Richtung der Umgebung 32 vorgeschalteten Dichtlippe 10, wobei die Dichtmanschette 8 in einer Ausnehmung 30 des Dichtflansches 5 und die Dichtlippe in einem Zentrierbund 31 des Dichtflansches 5 befestigt sind. In den Gehäuseverschlussdeckei 1 ist eine Sensorvorrichtung 26 integriert, umfassend einen Sensor 27 der in einer Ausnehmung 19 des Versteifungsflansches 4 befestigt ist und einen Messwertgeber 16 der außenumfangsseitig auf dem Axialflansch 22 des Rades 17 befestigt ist. Das Rad 17 ist drehfest mit der Welle 3 verbunden. Zur Begrenzung der Verformung der statischen Dichtung 12 ist am Versteifungsflansch 4 eine Distanzrippe 24 angebracht und/oder angeformt. Die Distanzrippe 24 stützt sich bei der Befestigung des Gehäuseverschlussdeckels 1 am Gehäuse 11 ab, wodurch die Verformung der statischen Dichtung 12 begrenzt wird.
Figur 10 zeigt eine Detaildarstellung der Schnappverschluss-Verbindung von Versteifungsflansch 4 und Dichtflansch 5 in zusammengefügten Zustand. Die Verbindung besteht aus einer Bohrung 15 die in den Versteifungsflansch 4 eingebracht ist und aus einem aus dem Dichtflansch 5 ausgeformten Schnappverschlusselement 7, welches beim Zusammenfügen in der Bohrung 15 des Versteifungsflansches 4 einrastet.
Figur 1 zeigt eine Detaildarstellung der Schnappverschluss-Verbindung von Versteifungsflansch 4 und Dichtflansch 5 in zusammengefügten Zustand. Die Verbindung besteht aus einer Bohrung 15 die in den Versteifungsflansch 4 eingebracht ist und aus einem aus dem Dichtflansch 5 ausgeformten Schnappverschlusselement 7, welches beim Zusammenfügen in der Bohrung 15 des Versteifungsflansches 4 einrastet, wobei die Schnappverschlusselemente 7 durch Hinterschneidungen 32 flexibler ausgeführt sind.
Figur 12 zeigt eine Detaildarstellung der Stemm-Verbindung von Versteifungsflansch 4 und Dichtflansch 5 in zusammengefügtem Zustand. Die Verbindung besteht aus einer Bohrung 15 die in den Versteifungsflansch 4 eingebracht ist und aus einem aus dem Dichtflansch 5 ausgeformten rohrförmigen Vorsprung 34, welcher nach dem Zusammenfügen in der Bohrung 15 des Versteifungsflansches 4 verstemmt wird. Dabei wird das freie Ende des rohrförmigen Vorsprungs 34 im Durchmesser aufgeweitet.

Claims

Patentansprüche
1. Gehäuseverschlussdeckei (1) mit einer Durchgangsbohrung (2) für eine abzudichtende Welle (3), umfassend einen separat erzeugten Versteifungsflansch (4) aus einem metallischen Werkstoff und einen separat erzeugten Dichtflansch (5) aus einem polymeren Werkstoff mit zumindest einer Dichtung (6), wobei im bestimmungsgemäßen Gebrauch der Versteifungsflansch (4) und der Dichtflansch (5) kraft- und/oder form- und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
2. Gehäuseverschlussdeckei nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Versteifungsflansch (4) aus Leichtmetall besteht.
3. Gehäuseverschlussdeckei nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtflansch (5) aus Polyamid (PA) besteht.
4. Gehäuseverschlussdeckei nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtflansch (5) aus Polyphenylensulfid (PPS) besteht.
5. Gehäuseverschlussdeckei nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtflansch (5) aus Polyphthalamid (PPA) besteht.
6. Gehäuseverschlussdeckei nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtflansch (5) durch zumindest einen Schnappverschluss (7) und/oder einer Stemm-Verbindung (34) mit dem Versteifungsflansch (4) verbunden ist.
7. Gehäuseverschlussdeckei nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (6) durch eine Dichtmanschette (8) aus polymeren Werkstoff gebildet ist.
8. Gehäuseverschlussdeckei nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtmanschette (8) aus einem PTFE-Compound besteht.
9. Gehäuseverschlussdeckei nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtmanschette (8) auf ihrer der Welle (3) radial zugewandten Seite zumindest eine Rückfördernut (9) zur Rückförderung des abzudichtenden Mediums in Richtung des abzudichtenden Raums (33) aufweist.
10. Gehäuseverschlussdeckei nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (6) eine Dichtmanschette (8) und eine der Dichtmanschette (8) zur Umgebung (32) vorgeschaltete Dichtlippe (10) umfasst.
11. Gehäuseverschlussdeckei nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtflansch (5) zumindest auf der dem Gehäuse (11 ) axial zugewandten Seite eine statische Dichtung (12) aus einem polymeren Werkstoff aufweist.
12. Gehäuseverschlussdeckei nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die statische Dichtung (12) und der Dichtflansch (5) stoff- und/oder formschlüssig miteinander verbunden sind.
13. Gehäuseverschlussdeckei nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtmanschette (8) in Richtung der Umgebung (32) vorgewölbt ist.
14. Gehäuseverschlussdeckei nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtmanschette (8) in Richtung des abzudichtenden Raums (33) vorgewölbt ist.
15. Gehäuseverschlussdeckei nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass in den Gehäuseverschlussdeckei (1) eine Sensorvorrichtung (26) integriert ist.
16. Gehäuseverschlussdeckei nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (27) zerstörungsfrei aus dem Gehäuseverschlussdeckei (1) demontierbar ist.
17. Gehäuseverschlussdeckei nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass am Ende der Gebrauchsdauer die Verbindung von Versteifungsflansch (4) und Dichtflansch (5) lösbar ist und die beiden Flansche getrennt verwertet und/oder entsorgt werden können.
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