DE10124849C1 - Laufwerkdichtung - Google Patents

Abstract

Laufwerkdichtung, bestehend aus einem winkelförmigen Gleit- und/oder Gegenring sowie einem ringförmigen im Querschnitt etwa trapezartig ausgebildeten Dichtkörper, der sich zwischen einer Umfangsfläche des Gleit- und/oder Gegenringes und einer korrespondierenden Aufnahmefläche eines Laufwerkelementes erstreckt, wobei der Dichtkörper aufnahmeflächenseitig mit mehreren Saugnäpfe bildenden Elementen versehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Laufwerkdichtung, bestehend aus einem winkelförmigen Gleit- und/oder Gegenring sowie einem ringförmigen im Querschnitt etwa trapezartig ausgebildeten Dichtkörper, der sich zwischen einer Umfangsfläche des Gleit- und/oder Gegenringes und einer korrespondierenden Aufnahmefläche eines Laufwerkelementes erstreckt.

Die DE 197 53 918 C1 betrifft eine Gleitringdichtung, insbesondere Laufwerkdichtung beinhaltend einen winkelförmigen Gleit- und/oder Gegenring mit einer zur Aufnahme eines ringförmigen, im Querschnitt etwa tellerfederförmigen Dichtkörpers bestimmten zylindrischen Umfangsfläche, wobei der Dichtkörper eine axial über den Dichtschenkel des Gleit- und/oder Gegenringes bis an den Gleitflächenbereich sich erstreckende Sekundärdichtung aufweist. Die freie Umfangsfläche des Dichtkörpers, respektive ein Teil seiner außen liegenden Stirnfläche, stützt sich an einem abzudichtenden Maschinenteil ab.

Eine weitere Laufwerkdichtung ist in der US 44 21 327 beschrieben. Zumindest der nicht rotierende Gegenring weist einen im Querschnitt etwa trapezartig ausgestalteten Dichtkörper auf, der etwa analog zur DE-C 197 53 918 geformt ist. Zwischen Gegenring und Dichtkörper ist eine Verdrehsicherung vorgesehen, wobei Teile des Dichtkörpers in entsprechende umfangseitig vorgesehene Ausnehmungen (ggf. umlaufend) des Gegenringes eingeknüpft sind.

In der US 43 11 315 ist eine axial wirkende, im Querschnitt V-förmig ausgebildete Wellendichtung beschrieben, wobei einer der Schenkel des V-Profiles eine Dichtlippe bildet, die an einem axial gegenüberliegenden Laufring zur Anlage kommt. Der andere Schenkel des V-Profiles ist gegenüber der Dichtlippe dicker ausgebildet und beinhaltet sowohl im Bereich seiner inneren Umfangsfläche, als auch im der Dichtlippe abgewandten Stirnflächenbereich konkav geformte umlaufend ausgebildete Nuten. Diese Nuten sollen beim Aufpressen auf einen metallischen Trägerkörper dazu führen, dass eine Art Saugeffekt gebildet wird, der eine Relativbewegung des Trägerkörpers gegenüber dem Dichtelement verhindern soll.

Laufwerkdichtungen mit winkelförmigen Gleitringen verfügen konstruktionsbedingt nur über eine begrenzte Möglichkeit der Drehmomentübertragung zwischen Gleitring/Gegenring, Dichtkörper und Aufnahmebereich. Die Drehmomentübertragung zwischen Gleitring und elastomerem Dichtkörper wird bereits durch das Anbringen formschlüssiger Ausrück- und Verdrehsicherungen realisiert (US 44 21 327). Problematisch hingegen blieb jedoch die Übertragung des Drehmomentes zwischen dem trapezförmigen Dichtkörper und dem zugehörigen Aufnahmeelement.

Die in der US 43 113 15 beschriebene axial wirkende Wellendichtung ist als Laufwerkdichtung nicht einsetzbar, da sie ausschließlich aus einem gummielastischen, im Querschnitt V-förmigen Körper gebildet ist, deren Dichtlippe nicht mit größerer Kraft an eine entsprechende Gegenfläche angedrückt werden kann. Die in dieser Druckschrift angegebene stirnflächenseitig vorgesehene umlaufende Nut, die bereits einen gewissen Ansaugeffekt erzeugen kann, ist jedoch problematisch, da radial verlaufende Einschnitte in den äußeren Anlagebereichen bereits den gewünschten Effekt wieder aufheben, da Luft nachgesaugt werden kann. Demzufolge besteht hier die Gefahr, dass die Drehmomentübertragung über die Standzeit der Dichtung gesehen nicht aufrecht erhalten bleiben kann, was zu einem vorzeitigen Ausfall der Dichtung führen würde.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine im gattungsbildenden Teil des ersten Patentanspruches beschriebene Laufwerkdichtung dahingehend weiterzubilden, dass eine sichere Drehmomentübertragung auch zwischen dem im Querschnitt trapezförmig ausgebildeten Dichtkörper und dem korrespondierenden Aufnahmeelement möglich ist, ohne dass eine Änderung an dem Aufnahmeelement notwendig ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Dichtkörper aufnahmeflächenseitig mit mehreren Saugnäpfe bildenden Elementen versehen ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Abweichend insbesondere vom Gegenstand gem. US 43 113 15 wird hier somit eine Möglichkeit vorgestellt eine Steigerung des übertragbaren Drehmomentes zwischen dem im Querschnitt etwa trapezartig ausgebildeten Dichtkörper und dem selbigen umgebenden Aufnahmeelement zu realisieren, ohne dass Änderungen am Aufnahmeelement notwendig sind.

Vorzugsweise werden die Saugnäpfe bildenden Elemente im Bereich der der Gleitfläche abgewandten äußeren Stirnfläche des Dichtkörpers vorgesehen, so dass selbige an eine dieser axial gegenüberliegenden Stirnfläche des Aufnahmeelementes - sich dort festsaugend - positioniert werden.

Selbst wenn eines der saugnapfartigen Elemente durch Beschädigung ausfallen sollte, wären die weiteren Saugnäpfe in der Lage, das geforderte Drehmoment sicher, über die Standzeit der Laufwerkdichtung gesehen, zu übertragen. Je nach zu übertragendem Drehmoment wird die Art der Ausbildung und/oder Anordnung einzelner oder mehrerer Saugnäpfe an den jeweiligen Anwendungsfall angepaßt. Es besteht die Möglichkeit die Elemente, über den Umfang des Dichtkörpers gesehen, gleichmäßig stirnflächenseitig vorzusehen oder aber selbige, zu Gruppen zusammengefaßt, am Umfang der Stirnfläche zu plazieren.

Form und Ausgestaltung derartiger Saugnäpfe sind für den gewünschten Zweck nebensächlich, wobei bevorzugt etwa kreisrunde Saugnäpfe bildende Elemente zum Einsatz gelangen.

Ebenfalls denkbar ist, die Saugnäpfe bildenden Elemente durch Vertiefungen vorgebbarer Krümmung zu erzeugen, was entsprechende Ansätze im Bereich des Formwerkzeuges erforderlich macht. Alternativ besteht auch die Möglichkeit die Saugnäpfe bildenden Elemente auf die Stirnfläche des Dichtkörpers aufzusetzen, wobei hier jedoch der Entformungsaufwand höher wäre, als vorab beschrieben.

In der Praxis würde sich folgender Vorgang bei der Montage einer derartigen Laufwerkdichtung abspielen:
beim Einsetzen der Dichtungshälften in die jeweiligen Aufnahmen und dem anschließenden Zusammenfahren der Laufwerkdichtung wird selbige bis auf Block gefahren. Dabei wird die in den Saugnapfmulden befindliche Luft oder das vorher eingebrachte Öl/Fett aus selbigen ausgedrückt. Danach wird die Dichtung dann wieder auf das vorgegebene Einbaumaß entspannt. Durch den sich in den Saugnäpfen bildenden Unterdruck saugt sich der aus elastomerem Material bestehende Dichtkörper an der gegenüberliegenden Stirnfläche der Aufnahme fest, so dass das übertragbare Drehmoment gesteigert werden kann.

Der Erfindungsgegenstand macht formschlüssige Verdrehsicherungen, wie sie in der US 44 21 327 beschrieben werden, überflüssig und hebt sich von dem Gegenstand gem. US 43 113 15 durch seine praktische Anwendbarkeit ab. Teure Arbeitsgänge durch maschinelles Einbringen mechanischer Sicherungssysteme beim Anwender werden vermieden.

Der Erfindungsgegenstand ist anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung dargestellt und wird wie folgt beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 Prinzipskizze einer Laufwerkdichtung mit im Querschnitt etwa trapezartig ausgebildeten Dichtkörpern

Fig. 2 Teilschnitt durch einen der Dichtkörper

Fig. 3 Ausschnitt gem. Fig. 2 in der Seitenansicht

Fig. 1 zeigt eine Laufwerkdichtung 1, in diesem Beispiel bestehend aus zwei geometrisch gleichbauenden Gleit- oder Gegenringen 2, so dass im Folgenden nur noch von einem Gleitring 2 die Rede ist. Der Gleitring 2 weist einen winkelförmigen Querschnitt auf. Die Dichtschenkel 3 der Gleitringe 2 erzeugen eine dynamische Dichtstelle 23'. Zur Aufnahme eines im Querschnitt trapezförmigen Dichtkörpers 4 weist der Gleitring 2 eine zylindrische Umfangsfläche 5 auf. Der Dichtkörper 4 besitzt eine Sekundärdichtung 6. Der mit dem Dichtkörper 4/6 bestückte Gleitring 2 wird in das abzudichtende Laufwerkelement 7 axial dergestalt eingebracht, dass er in axialer Richtung mittels eines Werkzeuges (nicht dargestellt) in die dort vorgesehene Bohrung 8 eingepreßt wird, ohne dass ein Verkeilen in der Bohrung 8 auftreten kann. Angedeutet ist der äußere stirnseitige Bereich 9 des Dichtkörpers 4, der mit einer in den folgenden Figuren näher beschriebenen Einrichtung zur Steigerung der Drehmomentübertragung zwischen Dichtkörper 4 und Laufwerkelement 7 versehen ist. Der Dichtkörper 4 stützt sich innerhalb der Bohrung 8 sowohl an einer radialen 8' als auch an einer axialen Fläche 8" des Laufwerkelementes 7 ab.

Fig. 2 zeigt einen Teilschnitt durch den im Querschnitt etwa trapezartig ausgebildeten Dichtkörper 4. Erkennbar ist die Sekundärdichtung 6 sowie der bereits in Fig. 1 angesprochene äußere stirnflächenseitige Bereich 9. In diesem Bereich 9 sind, in Umfangsrichtung gesehen, mehrere Saugnäpfe bildende Elemente 10 eingebracht, die in Form von Vertiefungen mit vorgebbaren Krümmungsradius angeordnet sind. In diesem Beispiel sollen die saugnapfartigen Einrichtungen 10 in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnet sein. Im äußeren Randbereich der Einrichtungen 10 ist ein umlaufend ausgebildeter Dichtwulst 11 vorgesehen, der in diesem Beispiel einen etwa dreieckartigen Querschnitt aufweist. Die axiale Höhe x des Dichtwulstes 11 soll in diesem Beispiel 0,30 mm betragen. Dies entspricht in diesem Beispiel etwa der halben Tiefe der saugnapfartigen Einrichtungen 10.

Fig. 3 zeigt eine Teilansicht des Dichtkörpers 4 in der Seitenansicht. Die Pfeile verdeutlichen hierbei die vorgesehene Anlagefläche a des Dichtkörpers 4. Die Stirnfläche ist mit dem Bezugszeichen 9 versehen. Ferner erkennbar sind die saugnapfartig ausgebildeten Elemente 10 sowie der umlaufend ausgebildete Dichtwulst 11. Die saugnapfartigen Elemente 10 sind dergestalt an der Stirnfläche 9 positioniert, dass etwa ohrartige Ansätze 12 gebildet werden, die in diesem Beispiel radial nach innen verlaufen. Die Ansätze 12 erstrecken sich etwa mit dem Radius r der Elemente 10 entsprechend radial nach innen.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen lediglich ein mögliches Beispiel zur Realisierung der gewollten Steigerung des übertragbaren Drehmomentes, wobei der Erfindungsgegenstand darauf nicht beschränkt ist.

Claims (13)

1. Laufwerkdichtung bestehend aus einem winkelförmigen Gleit- und/oder Gegenring (2) sowie einem ringförmigen im Querschnitt etwa trapezartig ausgebildeten Dichtkörper (4), der sich zwischen einer Umfangsfläche (5) des Gleit- und/oder Gegenringes (2) und einer korrespondierenden Aufnahmefläche (8', 8") eines Laufwerkelementes (7) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtkörper (4) aufnahmeflächenseitig mit mehreren Saugnäpfe bildenden Elementen (10) versehen ist.

2. Laufwerkdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente (10) im Bereich der der Gleitfläche (3') abgewandten Stirnfläche (9) des Dichtkörpers (4) vorgesehen sind.

3. Laufwerkdichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente (10) am Umfang der Stirnfläche (9) gleichmäßig verteilt angeordnet sind.

4. Laufwerkdichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente (10), zu Saugnapfgruppen zusammengefaßt, am Umfang der Stirnfläche (9) vorgesehen sind.

5. Laufwerkdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente (10) durch in das Material des Dichtkörpers (4) eingebrachte konkave Ausbuchtungen vorgebbarer Krümmung gebildet sind.

6. Laufwerkdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente (10) als über die äußere Stirnfläche (9) des Dichtelementes (4) hinausragende Körper gebildet sind.

7. Laufwerkdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente (10), etwa ohrartige Ansätze (12) bildend, radial über die Anlagefläche (a) des Dichtkörpers (4) hinausragen.

8. Laufwerkdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente (10) sich zumindest partiell radial nach innen erstrecken.

9. Laufwerkdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansätze (12) einen Materialüberstand aufweisender etwa dem Radius (r) des jeweiligen Elementes (10) entspricht.

10. Laufwerkdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Rand eines jeden Elementes (10) von mindestens einem Dichtwulst (11) gebildet ist.

11. Laufwerkdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Dichtwulstes (11) etwa dreieckförmig ausgebildet ist.

12. Laufwerkdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Höhe des Dichtwulstes (11) 1 mm, insbesondere < 0,50 mm ist.

13. Laufwerkdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Höhe des Dichtwulstes (11) etwa der Hälfte der Tiefe der Elemente (10) entspricht.