DE102016014248A1

DE102016014248A1 - Dichtungsanordnung

Info

Publication number: DE102016014248A1
Application number: DE102016014248.0A
Authority: DE
Inventors: Marc Heiland
Original assignee: Carl Freudenberg KG
Current assignee: Carl Freudenberg KG
Priority date: 2016-11-30
Filing date: 2016-11-30
Publication date: 2018-05-30

Abstract

Dichtungsanordnung, umfassend einen Dichtring (1) mit zumindest einer dynamisch beanspruchten ersten Dichtlippe (2) und einem Stützkörper (3), wobei die erste Dichtlippe (2) und der Stützkörper (3) aneinander festgelegt sind, wobei auf der dem abzudichtenden Raum (4) axial abgewandten Seite des Dichtrings (1) eine Umgebung (6) angeordnet ist, in der eine ortsfest mit dem abzudichtenden Maschinenelement (5) ausgebildete und sich in radialer Richtung (7) erstreckende erste Schleuderscheibe (8) angeordnet ist, mit einem ersten Radialschenkel (9) und wobei auf der einem abzudichtenden Raum (4) axial abgewandten Seite der ersten Schleuderscheibe (8) eine ortsfest mit einem abzudichtenden Maschinenelement (5) ausgebildete und sich in radialer Richtung (7) erstreckende zweite Schleuderscheibe (10) angeordnet ist, mit einem zweiten Radialschenkel (11), wobei der erste Radialschenkel (9) und der zweite Radialschenkel (11) einander mit axialem Abstand benachbart zugeordnet sind und mit ihren jeweils axial einander zugewandten Stirnseiten (12, 13) einen Radialspalt (14) begrenzen und wobei der zweite Radialschenkel (11), in Umfangsrichtung (15) betrachtet, zumindest eine Durchbrechung (16) aufweist, die die Umgebung (6) mit den Radialspalt (14) strömungsleitend verbindet und wobei der Radialspalt (14) auf der dem abzudichtenden Maschinenelement (5) radial abgewandten Seite strömungsleitend mit der Umgebung (6) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung, umfassend einen Dichtring mit zumindest einer dynamisch beanspruchten ersten Dichtlippe und einem Stützkörper, wobei auf der einem abzudichtenden Raum axial abgewandten Seite des Dichtrings eine Umgebung angeordnet ist.
Stand der Technik
Eine solche Dichtungsanordnung ist allgemein bekannt und zum Beispiel als dynamische Wellendichtung ausgebildet. Häufig ist die Umgebung, in der die Dichtungsanordnung zur Anwendung gelangt, mit Verunreinigungen belastet. Die Verunreinigungen in der Umgebung können zum Beispiel durch abrasiv wirksame Partikel gebildet sein. Die dynamisch beanspruchte erste Dichtlippe soll vor einer Beaufschlagung mit Verunreinigungen nach Möglichkeit geschützt sein, um gleichbleibend gute Gebrauchseigenschaften der Dichtungsanordnung während einer langen Gebrauchsdauer zu erreichen.
Der Schutz der dynamisch beanspruchten ersten Dichtlippe wird häufig durch eine dynamisch beanspruchte Staub-Dichtlippe erreicht, die der dynamisch beanspruchten ersten Dichtlippe axial in Richtung der Umgebung benachbart zugeordnet ist.
Diese Staub-Dichtlippe verhindert ein Vordringen von Verunreinigungen aus der Umgebung zur dynamisch beanspruchten ersten Dichtlippe. Dabei liegt die Staub-Dichtlippe, ebenso wie die dynamisch beanspruchte erste Dichtlippe, reibungsbehaftet und unter radialer oder axialer Vorspannung dynamisch dichtend an einem abzudichtenden Maschinenelement, zum Beispiel eine abzudichtende Welle, an.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Dichtungsanordnung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass die dynamisch beanspruchte erste Dichtlippe während der bestimmungsgemäßen Verwendung der Dichtungsanordnung zuverlässig und reibungslos vor einer Beaufschlagung mit Verunreinigungen aus der Umgebung geschützt ist. Die Dichtungsanordnung soll gleichbleibend gute Gebrauchseigenschaften während einer langen Gebrauchsdauer aufweisen und einfach und kostengünstig herstellbar sein.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale von Patentanspruch 1 gelöst.
Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug.
Zur Lösung der Aufgabe ist eine Dichtungsanordnung vorgesehen, umfassend einen Dichtring mit zumindest einer dynamisch beanspruchten ersten Dichtlippe und einem Stützkörper, wobei die erste Dichtlippe und der Stützkörper aneinander festgelegt sind, wobei auf der einem abzudichtenden Raum axial abgewandten Seite des Dichtrings eine Umgebung angeordnet ist, in der eine ortsfest mit einem abzudichtenden Maschinenelement ausgebildete und sich in radialer Richtung erstreckende erste Schleuderscheibe angeordnet ist, mit einem ersten Radialschenkel und wobei auf der dem abzudichtenden Raum axial abgewandten Seite der ersten Schleuderscheibe eine ortsfest mit dem abzudichtenden Maschinenelement ausgebildete und sich in radialer Richtung erstreckende zweite Schleuderscheibe angeordnet ist, mit einem zweiten Radialschenkel, wobei der erste Radialschenkel und der zweite Radialschenkel einander mit axialem Abstand benachbart zugeordnet sind und mit ihren jeweils axial einander zugewandten Stirnseiten einen Radialspalt begrenzen und wobei der zweite Radialschenkel, in Umfangsrichtung betrachtet, zumindest eine Durchbrechung aufweist, die die Umgebung mit dem Radialspalt strömungsleitend verbindet und wobei der Radialspalt auf der dem abzudichtenden Maschinenelement radial abgewandten Seite strömungsleitend mit der Umgebung verbunden ist.
Hierbei ist von Vorteil, dass die beiden Schleuderscheiben als reibungslos funktionierende Vorschaltdichtung für den Dichtring ausgebildet und auf der der Umgebung zugewandten Seite des Dichtrings angeordnet sind. Die beiden Schleuderscheiben sind dabei drehfest mit dem abzudichtenden Maschinenelement verbunden und weisen zu diesem und auch zu der jeweils anderen Schleuderscheibe während der bestimmungsgemäßen Verwendung der Dichtungsanordnung keine Relativbewegung auf.
Trotz des Schutzes des Dichtrings, insbesondere des Schutzes der dynamisch beanspruchten ersten Dichtlippe vor einer Beaufschlagung mit Verunreinigungen aus der Umgebung, funktioniert die Dichtungsanordnung insgesamt besonders reibungsarm. Nur die dynamisch beanspruchte erste Dichtlippe, die das abzudichtende Maschinenelement unter radialer Vorspannung dynamisch dichtend berührt, ist reibungsbehaftet.
Zur Funktion der zuvor beschriebenen Dichtungsanordnung wird folgendes ausgeführt:
Die beiden Schleuderscheiben sind jeweils drehfest mit dem abzudichtenden Maschinenelement verbunden. Beispielsweise kann das abzudichtende Maschinenelement durch eine Welle gebildet sein. Der Dichtring ist drehfest mit einem weiteren Maschinenelement verbunden, zum Beispiel mit einem Gehäuse, das die Welle mit radialem Abstand umschließt, wobei innerhalb des durch den Abstand gebildeten Spalts der Dichtring angeordnet ist.
Die Schleuderscheiben rotieren während der bestimmungsgemäßen Verwendung der Dichtungsanordnung zusammen mit dem abzudichtenden Maschinenelement relativ zum Dichtring und dem weiteren Maschinenelement, in dem der Dichtring relativ drehfest angeordnet ist.
Bei Rotation des abzudichtenden Maschinenelements und der beiden Schleuderscheiben wird das im Radialspalt axial zwischen den Schleuderscheiben befindliche Medium, also zum Beispiel Luft, vermischt mit Verunreinigungen, durch die Schleppströmung innerhalb des Radialspalts radial nach außen aus dem Radialspalt hinaus in die Umgebung gefördert. Dadurch wird verhindert, dass Verunreinigungen aus der Umgebung zur ersten Dichtlippe vordringen und der erste Dichtring dadurch einen erhöhten abrasiven Verschleiß aufweist.
Die beanspruchte Dichtungsanordnung weist dadurch gleichbleibend gute Gebrauchseigenschaften während einer langen Gebrauchsdauer auf.
Durch den radial nach außen gerichteten Volumenstrom aus dem Radialspalt in die Umgebung wird außerdem verhindert, dass auf diesem Wege Verunreinigungen in umgekehrter Strömungsrichtung, also von radial außen nach radial innen, in den Radialspalt eindringen.
Die Vorschaltdichtung, umfassend die beiden Radialschenkel und den Radialspalt, der durch die beiden Radialschenkel in axialer Richtung begrenzt ist, funktioniert also hochwirksam, ohne einen nachteiligen Einfluss auf die Reibung der Dichtungsanordnung zu haben.
Die zumindest eine Durchbrechung im Radialschenkel ist erforderlich, um eine Strömung innerhalb des Radialspalts und dadurch die vorteilhaften Gebrauchseigenschaften zu bewirken. Durch die Rotation des abzudichtenden Maschinenelements zusammen mit den Schleuderscheiben strömt, wie zuvor beschrieben, das innerhalb des Radialspalts befindliche Medium radial nach außen in die Umgebung zurück. Durch die Durchbrechung im zweiten Radialschenkel wird sichergestellt, dass diese Strömung aus dem Radialspalt in die Umgebung ohne abzureißen zuverlässig funktioniert. Luft, möglicherweise versetzt mit Verunreinigungen, wird während der bestimmungsgemäßen Verwendung der Dichtungsanordnung stets durch die Durchbrechung in den Radialspalt eingesaugt, wobei die dem Radialspalt axial zugewandte Stirnseite des ersten Radialschenkels der ersten Schleuderscheibe als Prallplatte für die Verunreinigungen dient. Die im Radialspalt befindlichen Verunreinigungen werden im Normalfall zusammen mit der Luft an der ersten Dichtlippe des Dichtrings vorbeigeführt und wieder an die Umgebung abgegeben.
Generell besteht auch die Möglichkeit, der zumindest einen Durchbrechung einen Luftfilter zuzuordnen, der die Verunreinigungen aus dem angesaugten Luftstrom filtert. Der Filter kann zum Beispiel durch einen Vliesstofffilter gebildet sein.
Die erste Dichtlippe kann in einer Ausgestaltung während ihrer bestimmungsgemäßen Verwendung axial in Richtung eines abzudichtenden Raums vorgewölbt sein und ein abzudichtendes Maschinenelement unter radialer Vorspannung dynamisch dichtend berühren. Dabei ist von Vorteil, dass bei dieser Anordnung das Medium besonders wirksam im abzudichtenden Raum gehalten wird.
Die erste Dichtlippe kann in einer anderen Ausgestaltung während ihrer bestimmungsgemäßen Verwendung axial entgegen einem abzudichtenden Raum vorgewölbt sein und ein abzudichtendes Maschinenelement unter radialer Vorspannung dynamisch dichtend berühren. Dabei ist von Vorteil, dass ein im abzudichtenden Raum entstehender Überdruck die Dichtlippe anheben kann und sich der Überdruck über den entstehenden Spalt abbauen kann.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass der zweite Radialschenkel zumindest drei gleichmäßig in Umfangsrichtung angeordnete Durchbrechungen aufweist.
In Abhängigkeit von den jeweiligen Gegebenheiten des Anwendungsfalles können mehr als drei gleichmäßig in Umfangsrichtung angeordnete Durchbrechungen vorgesehen sein, wobei die Größe der Durchbrechungen ebenfalls vom Anwendungsfall abhängt, zum Beispiel von Art und Größe der Verunreinigungen in der Umgebung und/oder dem Volumenstrom, der erforderlich ist, eine wirkungsvolle Strömung aus dem Radialspalt radial nach außen in die Umgebung zu bewirken. Eine günstige Anzahl von Durchbrechungen und deren Abmessungen können vom zuständigen Dichtungsfachmann durch einfache Versuche ermittelt werden, ohne erfinderisch tätig zu werden.
Durch die gleichmäßige Verteilung der Durchbrechungen in Umfangsrichtung ergibt sich innerhalb des Radialspalts eine gleichmäßige Strömung aus dem Radialspalt heraus. Der Schutz der Dichtlippe des Dichtrings vor einer Beaufschlagung mit Verunreinigungen ist deshalb besonders wirkungsvoll.
Der zweite Radialschenkel kann auf seiner der ersten Schleuderscheibe axial abgewandten Stirnseite einen Magnetkörper aufweisen, wobei die zweite Schleuderscheibe dann als Encoder ausgebildet ist. Für einige Anwendungsfälle ist es sinnvoll, wenn zum Beispiel die Drehzahl des abzudichtenden Maschinenelements ermittelt werden kann. Für einen solchen Fall ist von Vorteil, dass die zweite Schleuderscheibe als Encoder ausgebildet ist und nicht ein zusätzlicher Encoderring vorgesehen werden muss, der mit der Dichtungsanordnung selbst nichts zu tun hat. Die Dichtungsanordnung ist dadurch multifunktional, hat einen einfachen und teilearmen Aufbau und ist dadurch einfach und kostengünstig herstellbar.
Für manche Anwendungsfälle kann es vorteilhaft sein, dass der Dichtring eine dynamisch beanspruchte zweite Dichtlippe und/oder weitere Dichtlippe aufweist, wobei die zweite dynamisch beanspruchte Dichtlippe und/oder weitere Dichtlippe eine dem Dichtring axial zugewandte Oberfläche der ersten Schleuderscheibe unter elastischer Vorspannung dichtend berührt. Ein solcher Aufbau ist einer Kassettendichtung ähnlich.
Der Schutz der dynamisch beanspruchten ersten Dichtlippe ist bei einer solchen Ausgestaltung weiter verbessert, insbesondere dann, wenn die Konzentration von Verunreinigungen in der Umgebung besonders groß ist. Dieser verbesserte Schutz geht jedoch zwangsläufig zulasten einer möglichst geringen Reibung innerhalb der Dichtungsanordnung. Dabei ist jedoch zu beachten, dass die zweite dynamisch beanspruchte Dichtlippe die Oberfläche der ersten Schleuderscheibe nur unter einer sehr geringen elastischen Vorspannung dynamisch dichtend berühren muss, weil sie der nach wie vor reibungslos funktionierenden Vorschaltdichtung, umfassend die beiden Schleuderscheiben und den Radialspalt, in einer funktionstechnischen Reihenschaltung nachgeschaltet ist.
Der Stützkörper des Dichtrings kann ortsfest in einem das abzudichtende Maschinenelement mit radialem Abstand umschließenden Gehäuse angeordnet sein.
Eine solche Dichtungsanordnung kann zum Beispiel in Kraftfahrzeugen zur Anwendung gelangen. Bei dem abzudichtenden Raum kann es sich um das Lager eines Radlagers handeln.
Der Stützkörper kann im Wesentlichen L-förmig ausgebildet sein und aus einem zähharten Werkstoff bestehen, mit einem Axialvorsprung und einem Radialvorsprung, der radial innenseitig mit der ersten Dichtlippe verbunden ist. Ein solcher Dichtring hat einen besonders einfachen und teilearmen Aufbau. Der Stützkörper kann zum Beispiel bevorzugt aus einem metallischen Werkstoff bestehen.
Das Gehäuse weist bevorzugt eine stirnseitige Gehäusebegrenzung auf, die in der Umgebung angeordnet ist und sich im Wesentlichen in radialer Richtung erstreckt, wobei die Gehäusebegrenzung und die den Radialspalt begrenzende Stirnseite des ersten Radialschenkels in einer gemeinsamen gedachten Radialebene angeordnet sind und wobei das Gehäuse den ersten Radialschenkel außenumfangsseitig mit radialem Abstand umschließt. Durch eine solche Ausgestaltung sind der Dichtring und die erste Schleuderscheibe innerhalb des Spalts angeordnet, den das abzudichtende Maschinenelement und das Gehäuse in radialer Richtung begrenzen. Nur die zweite Schleuderscheibe ist, in axialer Richtung betrachtet, auf der der Umgebung zugewandten Seite der Gehäusebegrenzung angeordnet und begrenzt, zusammen mit der Radialebene, den Radialspalt, aus dem das Medium im Betrieb der Dichtungsanordnung radial nach außen in die Umgebung strömt.
Bevorzugt weist der Axialvorsprung auf der dem Radialvorsprung axial abgewandten Seite eine offene Stirnseite auf, die in der gedachten Radialebene angeordnet ist. Dadurch und durch die zuvor beschriebene Ausgestaltung weist die Dichtungsanordnung sehr kompakte Abmessungen in axialer Richtung auf und kann deshalb auch in beengten Einbausituationen zur Anwendung gelangen.
Der Radialspalt kann eine Breite in axialer Richtung aufweisen, die radial innen größer als radial außen ist. In einem solchen Fall ist von Vorteil, wenn die axiale Breite von radial innen nach radial außen ohne sprunghafte Richtungsänderung stetig abnimmt. Durch den radial außen enger werdenden Radialspalt vergrößert sich die Strömungsgeschwindigkeit innerhalb des Radialspalts von radial innen nach radial außen entsprechend, so dass die Verunreinigungen innerhalb des Radialspalts zuverlässig durch den Radialspalt hindurch transportiert und anschließend an die Umgebung wieder abgegeben werden. Durch die kontinuierliche Verengung der axialen Breite des Radialspalts werden Toträume innerhalb des Radialspalts vermieden, in denen sich die Verunreinigungen unerwünscht absetzen könnten.
Der Radialspalt kann radial außenseitig durch die stirnseitige Gehäusebegrenzung und die der Gehäusebegrenzung axial zugewandte Stirnseite des zweiten Radialschenkels in axialer Richtung begrenzt sein. Durch eine solche Ausgestaltung weist der Radialspalt eine ausreichend große Erstreckung in radialer Richtung auf. Die Strömung mit den Verunreinigungen wird in radialer Richtung zuverlässig am Axialvorsprung und der offenen Stirnseite des Stützkörpers vorbeigeführt, so dass die Verunreinigungen nicht am Außenumfang der ersten Schleuderscheibe vorbei in Richtung der Dichtlippe gelangen können.
Die erste und die zweite Schleuderscheibe sind bevorzugt jeweils L-förmig ausgebildet und weisen jeweils einen Axialflansch auf.
Nach einer ersten Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass die Axialflansche, ausgehend von den jeweiligen Radialschenkeln, axial in entgegengesetzter Richtung vorstehen und dichtend sowie drehfest auf dem abzudichtenden Maschinenelement festgelegt sind.
Nach einer zweiten Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass nur der Axialflansch der zweiten Schleuderscheibe auf dem abzudichtenden Maschinenelement unmittelbar dichtend sowie drehfest festgelegt ist, dass sich der Axialflansch axial in Richtung der ersten Dichtlippe erstreckt und dass der Axialflansch der ersten Schleuderscheibe den Axialflansch der zweiten Schleuderscheibe dichtend und drehfest umschließt.
Die erste Ausgestaltung hat den Vorteil, dass beide Schleuderscheiben direkt über einen Presssitz mit der Welle verbunden sein können, wodurch sich eine kurze Toleranzkette ergibt, was weitere Toleranzen der Bauteile und damit geringere Herstellungskosten erlaubt. Darüber hinaus gibt es bei dieser Anordnung nur einen statischen Dichtspalt zur Welle.
Die zweite Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die Dichtungsanordnung in axialer Richtung besonders kompakte Abmessungen aufweist. Außerdem ist von Vorteil, dass bei Ausgestaltung der zweiten Schleuderscheibe als Encoder die Encoderfläche möglichst weit an den Rand einer Welle gesetzt werden kann und damit möglichst nah an einen Sensor. Außerdem bietet diese Ausformung der Schleuderscheibe als Encoder fertigungstechnische Vorteile, insbesondere bei der Magnetisierung.
Figurenliste
Vierzehn Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung werden nachfolgend anhand der 1 bis 14 näher beschrieben.

1 zeigt eine erste Ausgestaltung, wie zuvor beschrieben, bei der die Axialflansche, ausgehend von den jeweiligen Radialschenkeln, axial in entgegengesetzter Richtung vorstehen und dichtend sowie drehfest auf dem abzudichtenden Maschinenelement festgelegt sind.
2 zeigt ein zweites Ausfügungsbeispiel, wie zuvor beschrieben, bei dem nur der Axialflansch der zweiten Schleuderscheibe auf dem abzudichtenden Maschinenelement unmittelbar dichtend sowie drehfest festgelegt ist, wobei sich der Axialflansch axial in Richtung der ersten Dichtlippe erstreckt und wobei der Axialflansch der ersten Schleuderscheibe den Axialflansch der zweiten Schleuderscheibe dichtend und drehfest umschließt.
3 bis 14 zeigen weitere Ausführungsbeispiele, ähnlich den Ausführungsbeispielen aus den 1 und 2.

Ausführung der Erfindung
In den 1 und 2 ist jeweils eine Dichtungsanordnung gezeigt, die einen Dichtring 1 umfasst, mit zumindest einer dynamisch beanspruchten ersten Dichtlippe 2, die am Innenumfang des Radialvorsprungs 24 des Stützkörpers 3 festgelegt ist. Das abzudichtende Maschinenelement 5 ist in den hier gezeigten Ausführungsbeispielen jeweils durch eine abzudichtende Welle gebildet, wobei die erste Dichtlippe 2 in Richtung des abzudichtenden Raums 4 vorgewölbt ist und das abzudichtende Maschinenelement 5 unter radialer Vorspannung dichtend umschließt. Auf der dem abzudichtenden Raum 4 axial abgewandten Seite der Dichtlippe 2 befindet sich die Umgebung 6, wobei die Umgebung 6 zum Beispiel abrasiv wirksame Verunreinigungen in Form von Partikeln enthält.
Diese Verunreinigungen aus der Umgebung 6 werden durch eine Vorschaltdichtung von der Dichtlippe 2 ferngehalten, wobei die Vorschaltdichtung reibungslos funktioniert.
Die Vorschaltdichtung umfasst die ortsfest mit dem abzudichtenden Maschinenelement 5 ausgebildete und sich in radialer Richtung 7 erstreckende erste Schleuderscheibe 8 und die zweite Schleuderscheibe 10, wobei jede Schleuderscheibe 8, 10 jeweils einen Radialschenkel 9, 11 umfasst und drehfest mit dem abzudichtenden Maschinenelement 5 verbunden ist. Der erste 9 und der zweite Radialschenkel 11 sind einander mit axialem Abstand benachbart zugeordnet. Mit ihren jeweils axial einander zugewandten Stirnseiten 12, 13 begrenzen die beiden Radialschenkel 9, 11 den Radialspalt 14.
Während der bestimmungsgemäßen Verwendung der Dichtungsanordnung sind die beiden Schleuderscheiben 8, 10 dem abzudichtenden Maschinenelement 5 drehfest zugeordnet. Der Dichtring 1 ist drehfest in einem weiteren Maschinenelement, zum Beispiel einem Gehäuse 22, angeordnet, das die Welle mit radialem Abstand umschließt, wobei innerhalb des durch den Abstand gebildeten Spalts der Dichtring 1 angeordnet ist.
Die Schleuderscheiben 8, 10 rotieren während der bestimmungsgemäßen Verwendung der Dichtungsanordnung zusammen mit dem abzudichtenden Maschinenelement 5, relativ zum Dichtring 1 und dem weiteren Maschinenelement, in dem der Dichtring 1 drehfest angeordnet ist.
Bei Rotation des abzudichtenden Maschinenelements 5 und der beiden Schleuderscheiben 8, 10 wird das im Radialspalt 14 axial zwischen den Schleuderscheiben 8, 10 angeordnete Medium, also zum Beispiel Luft mit darin enthaltenen Verunreinigungen, durch die Schleppströmung innerhalb des Radialspalts 14 radial nach außen aus dem Radialspalt 14 hinaus in die Umgebung 6 gefördert. Dadurch wird verhindert, dass Verunreinigungen aus der Umgebung 6 zur ersten Dichtlippe 2 vordringen und die erste Dichtlippe 2 dadurch einen erhöhten abrasiven Verschleiß aufweist und unerwünscht vorzeitig ausfällt.
Die beanspruchte Dichtungsanordnung weist gleichbleibend gute Gebrauchseigenschaften während einer langen Gebrauchsdauer auf.
Durch den radial nach außen gerichteten Volumenstrom aus dem Radialspalt 14 in die Umgebung 6 wird außerdem verhindert, dass auf diesem Wege Verunreinigungen von radial außen nach radial innen in den Radialspalt 14 eindringen.
Die Vorschaltdichtung, umfassend die beiden Radialschenkel 9, 11 und den Radialspalt 14, der durch die beiden Radialschenkel 9, 11 in axialer Richtung 29 begrenzt ist, funktioniert also hochwirksam, ohne einen nachteiligen Einfluss auf die Reibung der Dichtungsanordnung zu haben.
Der zweite Radialschenkel 11 hat in Umfangsrichtung 15 eine Vielzahl von Durchbrechungen 16, die in Umfangsrichtung 15 gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Durch diese Durchbrechungen 16 wird die Umgebung 6 mit dem Radialspalt 14 strömungsleitend verbunden.
Die Dichtungsanordnungen in den gezeigten Ausführungsbeispielen gemäß 1 und 2 weisen jeweils einen integrierten Encoder 19 auf, der durch einen Magnetkörper 18 gebildet ist. Der Encoder 19 ist vorgesehen, um die Drehzahl des abzudichtenden Maschinenelements 5 zu erfassen. Der Encoder 19 ist auf der der ersten Schleuderscheibe 8 axial abgewandten Stirnseite 17 des zweiten Radialschenkels 11 angeordnet.
Die dynamisch beanspruchte zweite Dichtlippe 20, die in den beiden Ausführungsbeispielen gezeigt ist, ist jeweils optional. Für Anwendungsfälle, in denen einen Beaufschlagung der Dichtungsanordnung mit Verunreinigungen besonders groß ist, kann eine solche dynamisch beanspruchte zweite Dichtlippe 20 den Schutz der dynamisch beanspruchten ersten Dichtlippe 2 weiter verbessern.
Das Gehäuse 22 umschließt das abzudichtende Maschinenelement 5 mit radialem Abstand außenumfangsseitig, wobei in dem durch den Abstand gebildeten Spalt der Dichtring 1 und die erste Schleuderscheibe 8 angeordnet sind. Der Axialvorsprung 23 des Stützkörpers 3 hat eine offene Stirnseite 27, die mit der Stirnseite 12 der ersten Schleuderscheibe 8 und der stirnseitigen Gehäusebegrenzung 25 des Gehäuses 22 in der gemeinsamen gedachten Radialebene 26 liegt.
Der Axialvorsprung 23 umschließt den Außenumfang der ersten Schleuderscheibe 8 mit einem geringen radialen Abstand, wobei der geringe radiale Abstand derart bemessen ist, dass die im Radialspalt 14 befindlichen Verunreinigungen während der bestimmungsgemäßen Verwendung der Dichtungsanordnung radial nach außen an diesem Spalt vorbei in die Umgebung 6 strömen.
In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung gezeigt. Die Axialflansche 30, 31 der ersten 8 und der zweiten Schleuderscheibe 10 sind jeweils, ausgehend von ihren jeweiligen Radialschenkeln 9, 11, axial in entgegengesetzter Richtung vorgewölbt und drehfest mit dem abzudichtenden Maschinenelement verbunden.
In 2 ist ein abweichendes Ausführungsbeispiel gezeigt. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel gemäß 1 durch die Anordnung der Schleuderscheiben 8, 10 auf der abzudichtenden Oberfläche des abzudichtenden Maschinenelements 5. Nur der Axialflansch 31 der zweiten Schleuderscheibe 10 ist auf dem abzudichtenden Maschinenelement 5 unmittelbar dichtend festgelegt. Der Axialflansch 31 erstreckt sich axial in Richtung der ersten Dichtlippe 2. Der Axialflansch 30 der ersten Schleuderscheibe 8 umschließt den Axialflansch 31 der zweiten Schleuderscheibe 10 dichtend und drehfest.
Bezogen auf das erste Ausführungsbeispiel kann das zweite Ausführungsbeispiel konstruktionsbedingt noch geringere Abmessungen in axialer Richtung aufweisen.
In 3 ist ein drittes Ausführungsbeispiel, ähnlich dem Ausführungsbeispiel aus 1 gezeigt. Das dritte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass den Durchbrechungen 16 ein Luftfilter 34 zugeordnet ist, der durch einen Vliesstofffilter gebildet ist. Dabei ist der Vliesstofffilter bevorzugt kreisringförmig und in sich geschlossen ausgebildet.
Wie zuvor beschrieben, wird die durch den Radialspalt 14 strömende Luft durch den Vliesstofffilter von Verunreinigungen gereinigt.
In 4 ist ein viertes Ausführungsbeispiel, ähnlich dem Ausführungsbeispiel aus 3 gezeigt. Der Luftfilter 34, der auch hier durch einen Vliesstofffilter gebildet ist, ist innerhalb des Radialspalts 14 angeordnet.
In 5 ist ein fünftes Ausführungsbeispiel gezeigt, ähnlich dem Ausführungsbeispiel aus 1. Der zweite Radialschenkel 11 weist auf seiner der ersten Schleuderscheibe 8 axial abgewandten Stirnseite 17 keinen Magnetkörper auf. Die zweite Schleuderscheibe 10 ist deshalb nicht als Encoder ausgebildet und noch einfacher und kostengünstiger herstellbar.
In 6 ist ein sechstes Ausführungsbeispiel gezeigt, ähnlich dem Ausführungsbeispiel aus 1. Innerhalb des Radialspalts 14 sind zwei in radialer Richtung 7 mit Abstand zueinander benachbarte Staublippen 35, 36 angeordnet, die jeweils radial nach außen vorgewölbt sind. Das jeweilige Gelenk der Staublippen 35, 36 ist derart elastisch, dass die Staublippen 35, 36 während der bestimmungsgemäßen Verwendung der Dichtungsanordnung von ihren jeweiligen Gegenflächen 37, 38 abheben. Dadurch ist einerseits eine freie Durchströmbarkeit des Radialspalts 14 gewährleistet und andererseits der reibungslose Betrieb der Vorschaltdichtung.
In 7 ist ein siebtes Ausführungsbeispiel gezeigt, ähnlich dem Ausführungsbeispiel aus 1. zusätzlich zur zweiten Dichtlippe 20 gelangt die weitere Dichtlippe 39 zur Anwendung, wobei die Dichtlippen 20,39 in einer funktionstechnischen Reihenschaltung angeordnet sind.
In 8 ist ein achtes Ausführungsbeispiel gezeigt, ähnlich dem Ausführungsbeispiel aus 1, wobei die Dichtlippe 2 axial in Richtung der Umgebung 6 vorgewölbt ist.
In den 9 und 10 sind ein neuntes und zehntes Ausführungsbeispiel gezeigt, ähnlich den Ausführungsbeispielen aus den 2 und 7. Die erste Schleuderscheibe 8 ist im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel aus 2 mit ihrem Axialflansch 30 auf der Oberfläche des abzudichtenden Maschinenelements 5 drehfest angeordnet, und nicht auf dem Axialflansch 31 der zweiten Schleuderscheibe 10. Gleichwohl weisen diese Dichtungsanordnungen kompakte Abmessungen in axialer Richtung 29 auf,
weil die Schleuderscheibe 8, 10 in axialer Richtung 29 einander überlappend angeordnet sind.
In 11 ist ein elftes Ausführungsbeispiele gezeigt, dass im Wesentlichen dem Ausführungsbeispiel aus 2 entspricht.
In 12 ist ein zwölftes Ausführungsbeispiel gezeigt, mit einer axial in Richtung Umgebung 6 weisenden Dichtlippe 2, ähnlich wie in 8 gezeigt und zu 8 beschrieben.
In 13 ist ein dreizehntes Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem die erste Schleuderscheibe 8 als Dichtring 1 ausgebildet ist. Das abzudichtende Maschinenelement 5 ist durch den Anlaufwinkel 32 gebildet, mit einem radialen Anlaufschenkel 33 für die Dichtlippe 2 des Dichtrings 1.
In 14 ist ein vierzehntes Ausführungsbeispiele gezeigt, ähnlich dem Ausführungsbeispiel aus 13, wobei die zweite Schleuderscheibe 10, wie zu 1 bereits beschrieben, als Encoder 19 ausgebildet ist und einen Magnetkörper 18 umfasst.

Claims

Dichtungsanordnung, umfassend einen Dichtring (1) mit zumindest einer dynamisch beanspruchten ersten Dichtlippe (2) und einem Stützkörper (3), wobei die erste Dichtlippe (2) und der Stützkörper (3) aneinander festgelegt sind, wobei auf der einem abzudichtenden Raum (4) axial abgewandten Seite des Dichtrings (1) eine Umgebung (6) angeordnet ist, in der eine ortsfest mit einem abzudichtenden Maschinenelement (5) ausgebildete und sich in radialer Richtung (7) erstreckende erste Schleuderscheibe (8) angeordnet ist, mit einem ersten Radialschenkel (9) und wobei auf der dem abzudichtenden Raum (4) axial abgewandten Seite der ersten Schleuderscheibe (8) eine ortsfest mit dem abzudichtenden Maschinenelement (5) ausgebildete und sich in radialer Richtung (7) erstreckende zweite Schleuderscheibe (10) angeordnet ist, mit einem zweiten Radialschenkel (11), wobei der erste Radialschenkel (9) und der zweite Radialschenkel (11) einander mit axialem Abstand benachbart zugeordnet sind und mit ihren jeweils axial einander zugewandten Stirnseiten (12, 13) einen Radialspalt (14) begrenzen und wobei der zweite Radialschenkel (11), in Umfangsrichtung (15) betrachtet, zumindest eine Durchbrechung (16) aufweist, die die Umgebung (6) mit dem Radialspalt (14) strömungsleitend verbindet und wobei der Radialspalt (14) auf der dem abzudichtenden Maschinenelement (5) radial abgewandten Seite strömungsleitend mit der Umgebung (6) verbunden ist.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Dichtlippe (2) während ihrer bestimmungsgemäßen Verwendung axial in Richtung eines abzudichtenden Raums (4) vorgewölbt ist und ein abzudichtendes Maschinenelement (5) unter radialer Vorspannung dynamisch dichtend berührt.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Dichtlippe (2) während ihrer bestimmungsgemäßen Verwendung axial entgegen einem abzudichtenden Raum (4) vorgewölbt ist und ein abzudichtendes Maschinenelement (5) unter radialer Vorspannung dynamisch dichtend berührt.
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Radialschenkel (11) zumindest drei gleichmäßig in Umfangsrichtung angeordnete Durchbrechungen (16) aufweist.
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Radialschenkel (11) auf seiner der ersten Schleuderscheibe (8) axial abgewandten Stirnseite (17) einen Magnetkörper (18) aufweist und dass die zweite Schleuderscheibe (10) als Encoder (19) ausgebildet ist.
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (1) zumindest eine dynamisch beanspruchte zweite Dichtlippe (20) und/oder weitere Dichtlippe (39) aufweist, dass die zweite dynamisch beanspruchte Dichtlippe (20) und/oder weitere Dichtlippe (39) eine dem Dichtring (1) axial zugewandte Oberfläche (21) der ersten Schleuderscheibe (8) unter elastischer Vorspannung dynamisch dichtend berührt.
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützkörper (3) ortsfest in einem das abzudichtende Maschinenelement (5) mit radialem Abstand umschließenden Gehäuse (22) angeordnet ist.
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützkörper (3) im Wesentlichen L-förmig ausgebildet ist und aus einem zähharten Werkstoff besteht, mit einem Axialvorsprung (23) und einem Radialvorsprung (24), der radial innenseitig mit der ersten Dichtlippe (2) verbunden ist.
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (22) eine stirnseitig Gehäusebegrenzung (25) aufweist, die sich in radialer Richtung (7) erstreckt und dass die Gehäusebegrenzung (25) und die den Radialspalt (14) begrenzende Stirnseite (12) des ersten Radialschenkels (9) in einer gemeinsamen gedachten Radialebene (26) angeordnet sind und dass das Gehäuse (22) den ersten Radialschenkel (9) außenumfangsseitig mit radialem Abstand umschließt.
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Axialvorsprung (23) auf der dem Radialvorsprung (24) axial abgewandten Seite eine offene Stirnseite (27) aufweist, die in der gedachten Radialebene (26) angeordnet ist.
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Radialspalt (14) eine Breite (28) in axialer Richtung (29) aufweist, die radial innen größer als radial außen ist.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (28) von radial innen nach radial außen ohne sprunghafte Richtungsänderung stetig abnimmt.
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Radialspalt (14) radial außenseitig durch die stirnseitige Gehäusebegrenzung (25) und die der Gehäusebegrenzung (25) axial zugewandten Stirnseite (13) des zweiten Radialschenkels (11) in axialer Richtung (29) begrenzt ist.
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die erste (8) und die zweite Schleuderscheibe (10) jeweils L-förmig ausgebildet sind und jeweils einen Axialflansch (30, 31) aufweisen.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialflansche (30, 31), ausgehend von den jeweiligen Radialschenkeln (9, 11), axial in entgegengesetzter Richtung vorstehen und dichtend auf dem abzudichtenden Maschinenelement (5) festgelegt sind.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass nur der Axialflansch (31) der zweiten Schleuderscheibe (10) auf dem abzudichtenden Maschinenelement (5) unmittelbar dichtend festgelegt ist, dass sich der Axialflansch (31) axial in Richtung der ersten Dichtlippe (2) erstreckt und dass der Axialflansch (30) der ersten Schleuderscheibe (8) den Axialflansch (31) der zweiten Schleuderscheibe (10) dichtend und drehfest umschließt.
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schleuderscheibe (8) als Dichtring (1) ausgebildet ist und dass das abzudichtende Maschinenelement (5) durch einen Anlaufwinkel (32) gebildet ist, mit einem radialen Anlaufschenkel (33) für die Dichtlippe (2) des Dichtrings (1).
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest einen Durchbrechung (16) ein Luftfilter (34) zugeordnet ist.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftfilter (34) durch einen Vliesstofffilter gebildet ist.