WO2009106254A1 - Dichtung - Google Patents

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Christoph Eck
Jürgen Kurth
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Ab Skf
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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
    • F16J15/3268—Mounting of sealing rings
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a seal.
  • An object of the invention is to provide an improved against a squeezing out of a housing secured seal.
  • a seal includes the following features:
  • a stiffening element which is of annular design at least in one axial section
  • the stiffening element comprises at least one axially projecting extension, which are formed on the outer shell side with a bulge in such a way that it is provided in a cavity with a correspondingly formed indentation for snap-hook-like engagement, and - A connected to the stiffening element sealing element for sealing engagement on a relative to the cavity rotatable and / or longitudinally movable part.
  • the seal according to the invention is advantageously self-locking, as it were.
  • Figure 1 shows the sectional areas of a longitudinal section through the upper portion of a seal assembly
  • FIG. 2 is a perspective view of the main seal of the seal arrangement of FIG. 1.
  • FIG. 1 shows, as an exemplary embodiment of the invention, the sectional areas of a longitudinal section through an upper half of a sealing arrangement, comprising an annular main seal 5, which is again shown in a perspective view in FIG.
  • the seal assembly comprises a part of a
  • Housing 1 which is, for example, a pump housing or a part of a motorcycle fork, in the case of the pump housing, the main seal 5 between the housing 1 and a shaft provided for rotating shaft 4 to seal, whereas in the case of the motorcycle fork, the main seal 5 zwi - See the housing 1 and a translationally moving rod 4 seal is intended, wherein the shaft 4 and the rod 4 are indicated by the dashed line.
  • the main seal 5 of the seal assembly due to an increased pressure on the left side of the main seal 5 to secure against pushing out to the right. In the case of the motorcycle fork over pressures of 2 to 4 bar can occur, in extreme applications even up to 20 bar.
  • the cavity of the housing 1 formed with a radially circumferential groove 2 and the main seal 5 formed with corresponding means which are snap-hook-like provided in said groove 2 for engagement.
  • the main seal 5 in this case comprises a sealing element 10 made of elastomeric material with two obliquely arranged sealing lips 11 and 12, wherein each of the sealing lips 11 and 12 is provided for an increased contact pressure on the back each with a ring coil spring 18 and 19.
  • the main seal 5 comprises a stiffening element 20 made of glass fiber reinforced plastic to which the sealing element 10, for example with or without adhesion promoter, is vulcanized.
  • the stiffening element 20 is formed with axially projecting sector or flag-like extensions 21 and 22.
  • a first type of extensions 21 is formed, the outer shell side snap hook like formed with a bulge, so that they are correspondingly snapped into the circumferential groove 2 of the housing 1, so that thus the main seal 5 is secured against said squeezing.
  • the snap hook-like extensions 21 are further formed at their free, so the right front side in the transition region from the front side to the outer shell with a kind of heel so that it is possible even withtientschnappter main seal 5, to introduce a tool in the paragraph, such as a screwdriver in order to break off the first type of extensions 21 radially inward, or at least to bend radially inwards, in order Ie without damaging or even destroying the housing 1, the main seal 5 can be removed from the housing 1 again.
  • a tool in the paragraph such as a screwdriver in order to break off the first type of extensions 21 radially inward, or at least to bend radially inwards, in order Ie without damaging or even destroying the housing 1, the main seal 5 can be removed from the housing 1 again.
  • a second type of extensions 22 is arranged, which differs from the first type in that it is formed on the outer shell side free of a bulge.
  • the second type of extensions 22 is made thicker radially inwardly in its axially left-hand region than the first type of extensions 21, so that, for example, an outer jacket of a tool for inserting and / or removing the main seal 5 adjoining said thickened part Areas can be used so that the snap hook-like extensions 21 continue to remain radially inwardly movable.
  • This tool can then be further designed such that its end face is provided for abutment with the possibly coated with material of the sealing element 10 end face of that hole-disc-like region of the stiffening element 20, which extends radially inwardly between the bases of the two sealing lips 11 and 12 extends.
  • a tool for mounting the main seal 5 also engage the free end face of the extensions 22. So that the extensions 21 can continue to bend radially unhindered, the extensions 22 are formed slightly longer axially to the right than the extensions 21, so that the tool rests only on the end sides of the projections 22 and not on the end sides of the extensions 21.
  • the sealing arrangement also comprises a secondary seal 30, which comprises a sealing part 32 surrounding a stiffening part 35.
  • the secondary seal 30 is designed to form a protective or dust lip 33 and has a stop for abutment against an end face of the housing 1.
  • the secondary seal 30 is designed axially expanded so that it engages with that region of the main seal 5, with which the main seal 5 is snapped into the housing 1, so to speak positively.
  • the sealing arrangement is designed such that the secondary seal 30 is possible only after a correct installation of the main seal 5.

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Abstract

Eine Dichtung beinhaltet folgende Merkmale: - Ein wenigstens in einem axialen Abschnitt ringartig ausgebildetes Versteifungselement, - an einem axialen Ende umfasst das Versteifungselement wenigstens einen axial vorstehenden Fortsatz, der außenmantelseitig derart mit einer Ausbauchung ausgebildet sind, dass er in einer Höhlung mit einer entsprechend ausgebildeten Einbauchung zum schnapphakenartigen Eingreifen vorgesehen ist, und - ein mit dem Versteifungselement verbundenes Dichtelement zum abdichtenden Anliegen an einem gegenüber der Höhlung dreh- und/oder längsbeweglichen Teil.

Description

B e s c h r e i b u n g
Dichtung
Die Erfindung betrifft eine Dichtung.
Aus dem Stand der Technik ist es beispielsweise bekannt, eine Dichtung gegen ein Herausdrücken aus einem Gehäuse dadurch zu sichern, dass ein in eine Gehäusenut einsetzbarer Sprengring verwendet wird.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es dabei, eine verbesserte gegen ein Herausdrücken aus einem Gehäuse gesicherte Dichtung zu schaffen.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Gemäß Anspruch 1 beinhaltet eine Dichtung folgende Merkmale:
- Ein wenigstens in einem axialen Abschnitt ringartig ausgebildetes Versteifungs- element,
- an einem axialen Ende umfasst das Versteifungselement wenigstens einen axial vorstehenden Fortsatz, der außenmantelseitig derart mit einer Ausbauchung ausgebildet sind, dass er in einer Höhlung mit einer entsprechend ausgebildeten Ein- bauchung zum schnapphakenartigen Eingreifen vorgesehen ist, und - ein mit dem Versteifungselement verbundenes Dichtelement zum abdichtenden Anliegen an einem gegenüber der Höhlung dreh- und/oder längsbeweglichen Teil.
Dadurch, dass die Sicherungsfunktion gegen ein Herausdrücken sozusagen in das Versteifungselement der Dichtung integriert ist, kann gegenüber dem eingangs beschriebenen Stand der Technik mit Vorteil auf ein separates Element zur Sicherung gegen ein Herausdrücken verzichtet werden. Außerdem vereinfacht sich dadurch mit Vorteil auch die Montage der Dichtung. Bei korrektem Einbau ist die erfindungsgemäße Dichtung dabei mit Vorteil sozusagen selbstsichernd.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus dem im Folgenden beschriebenen Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung anhand der Figuren. Dabei zeigen:
Figur 1 die Schnittflächen eines Längsschnitts durch den oberen Bereich einer Dichtungsanordnung und
Figur 2 im perspektivischer Ansicht die Hauptdichtung der Dichtungsanordnung der Figur 1.
Die Figur 1 zeigt als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung die Schnittflächen eines Längsschnitts durch eine obere Hälfte einer Dichtungsanordnung, umfassend eine ringartige Hauptdichtung 5, die in der Figur 2 nochmals in perspektivischer Ansicht dargestellt ist. Dabei umfasst die Dichtungsanordnung einen Teil eines
Gehäuses 1, bei dem es sich beispielsweise um ein Pumpengehäuse oder einen Teil einer Motorradgabel handelt, wobei im Fall des Pumpengehäuses die Hauptdichtung 5 zwischen dem Gehäuse 1 und einer sich zum Drehen vorgesehenen Welle 4 abdichten soll, wohingegen im Falle der Motorradgabel die Hauptdichtung 5 zwi- sehen dem Gehäuse 1 und einer sich translatorisch bewegenden Stange 4 abdichten soll, wobei die Welle 4 bzw. die Stange 4 durch die gestrichelte Linie angedeutet sind. Auf jedem Fall ist aber die Hauptdichtung 5 der Dichtungsanordnung aufgrund eines erhöhten Drucks auf der linken Seite der Hauptdichtung 5 gegen ein Herausdrücken nach rechts zu sichern. Im Falle der Motorradgabel können dabei Überdrücke von 2 bis 4 bar auftreten, in Extremanwendungen sogar bis 20 bar.
Um besagtes Herausdrücken zu verhindern ist auf der einen Seite die Höhlung des Gehäuses 1 mit einer radial umlaufenden Nut 2 ausgebildet und die Hauptdichtung 5 mit entsprechenden Mitteln ausgebildet, die schnapphakenartig in besagte Nut 2 zum Eingriff vorgesehen sind. Die Hauptdichtung 5 umfasst dabei ein Dichtelement 10 aus Elastomermaterial mit zwei zueinander schräg angeordneten Dichtlippen 11 und 12, wobei jede der Dichtlippen 11 und 12 für eine erhöhte Anpresskraft rückseitig jeweils mit einer Ringspiralfeder 18 und 19 versehen ist.
Weiterhin umfasst die Hauptdichtung 5 ein Versteifungselement 20 aus glasfaserverstärktem Kunststoff an welches das Dichtungselement 10, beispielsweise mit oder ohne Haftvermittler, anvulkanisiert ist. Am rechten axialen Ende ist dabei das Versteifungselement 20 mit axial vorstehenden sektor- bzw. fahnenartigen Fortsätzen 21 und 22 ausgebildet. Dabei ist in Umfangsrichtung verteilt ein erster Typ von Fortsätzen 21 ausgebildet, die außenmantelseitig schnapphakenartig mit einer Ausbauchung ausgebildet sind, so dass sie entsprechend in die umlaufende Nut 2 des Gehäuses 1 einschnappbar sind, so dass damit die Hauptdichtung 5 gegen besagtes Herausdrücken gesichert ist.
Die schnapphakenartig ausgebildeten Fortsätze 21 sind weiterhin an ihrer freien, also der rechten Stirnseite im Übergangsbereich von der Stirnseite hin zum Außenmantel mit einer Art Absatz so ausgebildet, dass es auch bei eingeschnappter Hauptdichtung 5 möglich ist, ein Werkzeug in den Absatz, beispielsweise einen Schraubenzieher einzuführen, um damit den ersten Typ von Fortsätzen 21 nach radial innen abzubrechen oder wenigstens nach radial innen hin zu biegen, um mit Vortei- Ie ohne eine Beschädigung oder gar Zerstörung des Gehäuses 1 die Hauptdichtung 5 wieder aus dem Gehäuse 1 entfernen zu können.
Zwischen diesem ersten Typ von Fortsätzen 21 ist dabei ein zweiter Typ von Fort- Sätzen 22 angeordnet, der sich gegenüber dem ersten Typ dadurch unterscheidet, dass er außenmantelseitig frei von einer Ausbauchung ausgebildet ist. Der zweite Typ von Fortsätzen 22 ist dabei in seinem axial linken Bereich nach radial innen hin dicker ausgebildet als der erste Typ von Fortsätzen 21, so dass beispielsweise ein Außenmantel eines Werkzeugs zum Einsetzen und/oder Herausnehmen der Haupt- dichtung 5, anliegend an besagte verdickte Bereiche verwendet werden kann, so dass die schnapphakenartig ausgebildeten Fortsätze 21 weiterhin nach radial innen bewegbar bleiben. Dieses Werkzeug kann dann des weiteren derart ausgebildet sein, dass dessen Stirnseite zum Anliegen an der ggf. mit Material des Dichtelements 10 überzogenen Stirnseite desjenigen lochscheibenartigen Bereichs des Versteifungs- elements 20 vorgesehen ist, der sich radial nach innen zwischen die Fußpunkte der beiden Dichtlippen 11 und 12 erstreckt.
In einer anderen Ausführungsform kann ein Werkzeug zum Montieren der Hauptdichtung 5 auch an der freien Stirnseite der Fortsätze 22 angreifen. Damit sich dabei die Fortsätze 21 weiterhin radial ungehindert biegen können, sind die Fortsätze 22 nach axial rechts etwas länger ausgebildet als die Fortsätze 21, so dass das Werkzeug nur an den Stirnseiten der Fortsätze 22 und nicht an den Stirnseiten der Fortsätze 21 anliegt.
Weiterhin kann durch eine besondere Gestaltung eines der Werkzeuge erreicht werden, dass beim Einbau der Hauptdichtung 5 das Werkzeug erst nach korrektem Einrasten des ersten Typs von Fortsätzen 21 entnehmbar ist. Für ein gutes Einfedern der schnapphakenartigen Fortsätze 21 , beispielsweise beim Einbau der Hauptdichtung 5, sind die Fortsätze 21 und 22 in Umfangsrichtung zueinander jeweils mit einem freibleibenden Zwischenraum ausgebildet. Weiterhin umfasst die Dichtungsanordnung noch eine Nebendichtung 30, die ein ein Versteifungsteil 35 umgebendes Dichtteil 32 umfasst. Die Nebendichtung 30 ist dabei eine Schutz- bzw. Staublippe 33 ausbildend gestaltet und weist einen An- schlag zum Anliegen an einer Stirnseite des Gehäuses 1 auf. Weiterhin ist die Nebendichtung 30 axial derart ausgedehnt gestaltet, dass sie denjenigen Bereich der Hauptabdichtung 5, mit dem die Hauptabdichtung 5 im Gehäuse 1 eingeschnappt ist, sozusagen formschlüssig untergreift. Dabei ist die Dichtungsanordnung derart gestaltet, dass die Nebendichtung 30 erst nach einer korrekten Montage der Haupt- dichtung 5 möglich ist. Durch das Untergreifen wird dabei ein radiales Fixieren der schnapphakenartigen Fortsätze 21 erreicht, womit ein unbeabsichtigtes Lösen der Hauptdichtung 5 mit Vorteil verhindert ist, ein radial nach innen hin gerichtetes Knicken der schnapphakenartigen Fortsätze 21 ist damit ausgeschlossen.
In einer anderen Ausführungsform, bei der insbesondere ein Montagewerkzeug an der Stirnseite des lochscheibenartigen Bereichs des Versteifungselements 20, der sich radial nach innen zwischen die Fußpunkte der beiden Dichtlippen 11 und 12 erstreckt, angreifen kann, kann auf die Fortsätze 22 auch verzichtet werden.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h eDichtung
1. Dichtung, beinhaltend folgende Merkmale:
- Ein wenigstens in einem axialen Abschnitt ringartig ausgebildetes Versteifungselement,
- an einem axialen Ende umfasst das Versteifungselement wenigstens einen axial vorstehenden Fortsatz, der außenmantelseitig derart mit einer Ausbauchung ausgebildet sind, dass er in einer Höhlung mit einer entsprechend ausgebildeten Einbauchung zum schnapphakenartigen Eingreifen vorgesehen ist, und
- ein mit dem Versteifungselement verbundenes Dichtelement zum abdich- tenden Anliegen an einem gegenüber der Höhlung dreh- und/oder längsbeweglichen Teil.
2. Dichtung nach Anspruch 1, wobei das Versteifungselement zwischen mehreren schnapphakenartigen Fortsätzen frei von einer Schnapphakenfunktion aus- gebildete, axial verstehende Fortsätze umfasst.
3. Dichtung nach Anspruch 2, wobei die unterschiedlichen Fortsätze in Umfangs- richtung einander abwechselnd angeordnet sind.
4. Dichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei die Fortsätze ohne Schnapphakenfunktion in einem ihrer freien Stirnseite gegenüberliegenden Bereich sich weiter radial nach innen hin erstreckend ausgebildet sind als die schnapphakenartigen Fortsätze.
5. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Fortsätze in Umfangs- richtung zueinander beabstandet angeordnet sind.
6. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Fortsätze sektor- oder fahnenartig ausgebildet sind.
7. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei wenigstens die schnapphakenartigen Fortsätze im Übergangsbereich von ihrer freien Stirnseite hin zu ihrem Außenmantel derart mit einer Einbauchung ausgebildet sind, dass diese bei Anordnung der Dichtung in der Höhlung eine Werkzeugansatzfläche zum radial nach innen Drücken der Fortsätze oder zum Abdrehen der Fortsätze ausbildet.
8. Dichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei in die von den Fortsätzen gebildete Höhlung ein ringartiges Sicherungselement einsetzbar ist, dass ein
Ausschnappen der Fortsätze verhindert.
9. Dichtung nach Anspruch 8, wobei das Sicherungselement als eine weitere Dichtung mit einer radial umlaufend ausgebildeten Dichtlippe ausgebildet ist.
10. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Versteifungselement aus einem glasfaserverstärktem Kunststoff ausgebildet ist.
11. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Dichtelement wenigs- tens eine radial umlaufend ausgebildete Dichtlippe umfasst.
12. Dichtung nach Anspruch 11, wobei das Dichtelement zwei zueinander schräg in entgegengesetzte Richtungen auskragende Dichtlippen umfasst.
13. Dichtung nach Anspruch 12, wobei das Versteifungselement einen radial nach innen zwischen die Fußpunkte der beiden Dichtlippen hineinragenden Bereich umfasst.
14. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das Dichtelement ein Elastomermaterial umfasst.
15. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei wenigstens eine der Dichtlippen eine Ringspiralfeder umfasst.
16. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei das Dichtelement und/oder das Versteifungselement einstückig und/oder materialeinheitlich ausgebildet sind.
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