DE102022102571A1

DE102022102571A1 - Laufwerkdichtung mit Verdrehsicherung und Komponenten davon

Info

Publication number: DE102022102571A1
Application number: DE102022102571.3A
Authority: DE
Inventors: Fabian Goedde
Original assignee: Federal Mogul Friedberg GmbH
Current assignee: Federal Mogul Friedberg GmbH
Priority date: 2022-02-03
Filing date: 2022-02-03
Publication date: 2023-08-03
Also published as: WO2023147938A1

Abstract

Offenbart wird ein Gleitring (44) für eine Laufwerkdichtung (40) mit einer Gleitfläche (46) und mindestens einer Anlagefläche (54) für einen Elastomerring (42), der gekennzeichnet ist durch mindestens zwei in Umfangsrichtung angeordnete und hervorragend federnde Sperrelemente (10), insbesondere durch mindestens zwei Sperrelemente (10) mit Sperrklinken oder Sperrfedern, die eingerichtet sind, um in mindestens eine entsprechende in Umfangsrichtung verlaufende Eingriffsstruktur (6) an dem Gleitring (44) oder an einem Gehäuse (60) einzugreifen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Laufwerkdichtungen sowie Komponenten von Laufwerkdichtungen wie auch ein Gehäuse zur Aufnahme einer Laufwerkdichtung bzw. eine Formgebung einer Aufnahme einer Laufwerkdichtung in einem Gehäuse.
Laufwerkdichtungen werden üblicherweise an Antriebsachsen oder Laufrollen von Erdbearbeitungsmaschinen eingesetzt, die unter rauen Betriebsbedingungen mit relativ geringen Drehzahlen betrieben werden. Übliche Anwendungsgebiete sind dabei die Kettenantriebe von Raupenfahrzeugen, Planierraupen, Kettenbaggern oder Achsdichtungen von Radantrieben von Radbaggern, Ladern, Gradern, und anderen Maschinen, die bei der Erdbearbeitung und unter vergleichbaren Bedingungen eingesetzt werden. Beispielsweise schützen sie an Baumaschinen oder Baggern die Lagerstellen an den Laufrollen des Kettenantriebs vor Fremdkörpern wie Sand und Staub.
Laufwerkdichtungen sind rotatorische Dichtungen und stellen eine spezielle Bauform von Gleitringdichtungen dar. Die Laufwerkdichtungen bestehen standardmäßig aus zwei geometrisch gleichen Gleitringen, die in separaten Gehäusen gegeneinander eingebaut werden. Ein Gleitring bleibt dabei statisch, während ein anderer rotiert. Asymmetrische Ausführungen, d.h. Gleitringe mit ungleichen Geometrien sind ebenfalls bekannt.
Die Gleitringe werden durch jeweilige Elastomerelemente gegeneinander vorgespannt und dichten den jeweiligen Gleitring gegenüber dem jeweiligen Gehäuse ab. Die eigentliche Abdichtung findet an der Kontaktfläche der geläppten Laufflächen der aneinander anliegenden Gleitringe statt.
Gleitringdichtungen werden üblicherweise mit einer Relativgeschwindigkeit unter 2 bis 3 m/s und mit Ölschmierung von maximal 10m/s betrieben, wodurch ein Einsatz bei schnell fahrenden Fahrzeugen und schnell rotierenden Wellen oder Achsen von der Anwendung ausgeschlossen sind.
Üblicherweise werden die Gleitringe rotationssymmetrisch gefertigt, wobei eine Haftreibung zwischen den Elastomerelementen und dem jeweiligen Gehäuse bzw. Gleitring eine verdrehen der Gleitringe gegenüber den jeweiligen Gehäusen verhindert. Durch die Gleitringdichtung und die Lagerung über Elastomerelemente wird dabei erreicht, dass Verformungen, die an Achsen, Gehäusen oder dem Laufwerk auftreten, von den Gleitringen entkoppelt werden und so eine Leckage an dem Dichtspalt zwischen den Gleitringen verhindert wird.
Heute ist es üblich, dass die Gleitringe durch Haftreibung der Elastomerringe gegenüber dem Gehäuse gegen Verdrehen gesichert sind. Tritt bei einer Überlastung der Ringe eine Verdrehung der Elastomerringe gegenüber dem Gehäuse auf, erzeugt die Bewegung und Reibung zwischen dem Elastomerring und dem Gehäuse bzw. dem Gleitring eine Reibung, die im Verlauf eine Undichtigkeit der Laufwerkdichtung erzeugen kann.
Laufwerkdichtungen werden auch als „mechanical face seals“ bezeichnet.
Es ist wünschenswert eine Laufwerkdichtung Verdrehsicherung zur Verfügung zu stellen, die eine einfache Montage von Laufwerkdichtungen und insbesondere von Gleitringen gestattet, und zudem die Gleitringe gegen ein Verdrehen gegenüber den Elastomerringen oder dem Gehäuse sichert, ohne dabei eine Bewegung der Gleitringe wie sie zum Abdichten notwendig ist einschränkt.
Die vorliegende Erfindung betrifft daher eine Laufwerkdichtung sowie die Teile einer Laufwerkdichtung die eine einfache Verdrehsicherung zwischen einem Gleitring und einem zughörigen Gehäuse oder auch einem Gehäuse-, Wellen- oder Achsflansch ermöglicht. Im Folgenden wird nichtmehr zwischen einem Gehäuse und einem Gehäuseflansch unterschieden.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Gleitring für eine Laufwerkdichtung oder eine Laufwerkdichtung bereitgestellt, wobei der Gleitring eine Gleitfläche und mindestens eine Anlagefläche für einen Elastomerring umfasst. Weiterhin ist der Gleitring mit mindestens zwei in Umfangsrichtung angeordneten und vorragenden federnden Sperrelementen versehen, die insbesondere als Sperrklinken oder Sperrfedern ausgeführt sein können, und die eingerichtet sind, in entsprechende in Umfangsrichtung verlaufende Eingriffsstrukturen in einem Gehäuse oder einem Achs- oder Wellenflansch einzugreifen. Im Wesentlichen stellen die Sperrelemente eine Art Freilauf bereit, wobei jedes der Sperrelemente eine Bewegung in eine Richtung zulässt, in eine entgegengesetzte Richtung direkt oder nach einem gewissen Drehwinkel jedoch verhindert.
Dies ermöglicht es, einen Gleitring mit den Sperrelementen so zu montieren, dass eine gegenseitige Ausrichtung bei der Montage nicht erforderlich ist wie es im Falle einer herkömmlichen Verdrehsicherung der Fall wäre. Die vorliegende Erfindung ermöglicht also einen einfacheren Einbau bei dem nicht auf eine gegenseitige Ausrichtung eines Gleitrings bezüglich eines Gehäuses geachtet werden muss. Bereits bei einem Probebetrieb können die Gleitringe soweit bezüglich ihrer abzudichtenden Gehäuseteile wandern, bis ein oder die Sperrelemente in eine oder eine jeweilige Eingriffsstruktur eingreifen und eine weitere Drehung verhindern. Dadurch wird der maximale weg der Drehbewegung des Gleitrings bezüglich eines Gehäuses oder eines Flansches beschränkt, sodass kein nennenswerter Verschleiß auftreten kann.
Bei einer beispielhaften Ausführungsform des Gleitrings weisen die Sperrelemente jeweils in die gleiche Umfangsrichtung. Hier bilden die Sperrelemente quasi einen Freilauf, wobei diese Ausführung eingesetzt werden kann falls das Laufwerk nur eine Drehrichtung aufweist.
Bei einer weiteren beispielhaften Ausführungsform des Gleitrings ist eine gerade Zahl von Sperrelementen vorgesehen, wobei jeweils eine Hälfte der Sperrelemente in eine Umfangsrichtung weisen, und eine andere Hälfte der Sperrelemente entgegengesetzt zu der Umfangsrichtung ausgerichtet sind. Hier bilden die Sperrelemente gegeneinander geschaltete Freiläufe, sodass eine Festlegung des Gleitrings in beiden Drehrichtungen vorliegt. Hier kann ein gewisser Bewegungsspielraum vorgesehen sein, der kleinere Drehbewegungen des Gleitrings gegenüber dem Gehäuse / Flansch ermöglicht, eine längere Bewegung die einen größeren Verschleiß des Elastomerrings bewirkten würde ist jedoch ausgeschlossen.
Eine zusätzliche Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft eine Ausführung bei der die Hälfte der Sperrelemente die in die Umfangsrichtung weisen, radial und/oder axial beabstandet sind von der anderen Hälfte der Sperrelemente, die entgegengesetzt zu der Umfangsrichtung ausgerichtet sind. Damit sind zwei gegeneinander geschaltete Freiläufe verwirklicht die örtlich voneinander unabhängig wirken können und so jede größere Bewegung sowohl in die eine als auch in die andere Umfangsrichtung verhindern können.
Bei einer anderen Ausführungsform des Gleitrings erstrecken sich die Sperrelemente in Axialrichtung, in Radialrichtung, in Radial- und Axialrichtung und/oder in einem Winkel zwischen 15° und 60° zu einer Axialrichtung. Hier soll klargestellt sein, dass verschiedenen Anordnungen und Ausrichtungen der Sperrelemente möglich sind.
Bei einer zusätzlichen Ausführungsform des Gleitrings sind die Sperrelemente in Umfangsrichtung regelmäßig angeordnet. Bei einer zusätzlichen Ausführungsform des Gleitrings sind jeweils Paare von zwei gegeneinander gerichteten Sperrelementen in Umfangsrichtung regelmäßig angeordnet. Bei einer anderen zusätzlichen Ausführungsform des Gleitrings sind die Sperrelemente in Umfangsrichtung mit einer Drehsymmetrie zwischen von 1° und 180°, bevorzugt zwischen 2° und 60° und weiter bevorzugt zwischen 1° und 30° angeordnet.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Gleitrings bildet die Anlagefläche für einen Elastomerring eine Kegelfläche, die sich bevorzugt an einer Basis verbreitert ausgerundet ist. Hier wird eine Anlagefläche für einen im Querschnitt im Wesentlichen kreisrunden oder ovalen Elastomerring beschrieben wie sie bei Laufwerkdichtungen bekannt ist. Weiter sind die Sperrelemente entweder innerhalb der Kegelfläche oder außerhalb der Kegelfläche angeordnet. Bevorzugt sind die Sperrelemente innerhalb der Kegelfläche vorgesehen da sie dort von äußeren Einflüssen wie Verschmutzung und Beschädigung geschützt sind. Je nach Anwendungsgebiet können die Sperrelemente auch radial außerhalb des Elastomerrings vorgesehen sein, wenn dies aufgrund von zu dichtenden Medien oder von der Mechanischen Auslegung her vorteilhaft ist, wie beispielsweise in einer Versenkten Anordnung der Laufwerkdichtung in einem Gehäuse.
Bei einer anderen Ausführungsform des Gleitrings kann die wobei die Anlagefläche für einen Kontakt mit einem Elastomerring mit einem trapez- bzw. rautenförmigen Profil eingerichtet sein. Hier kann die Geometrie passend gewählt werden wobei herkömmlich eine Radial-Außenringfläche und eine Axial-Ringfläche kombiniert werden, wobei es ebenfalls möglich ist beispielsweise zwei Kegelmantel-Ringflächen zu kombinieren. Bei Elastomerringen mit einem trapez- bzw. rautenförmigen Profil ist eine kombinierte Radial- und Axial-Abstützung mit zwei zueinander im Profil im Wesentlichen senkrecht verlaufenden Schnittflächen bevorzugt.
Bei einer zusätzlichen Ausführungsform des Gleitrings sind die Sperrelemente als Sperr- bzw. Sperrblattfedern ausgeführt, die eingerichtet sind in entsprechende Vertiefungen an einem oder Flansch einzugreifen. Bei einer zusätzlichen Ausführungsform des Gleitrings sind die Sperrelemente als Federnd gelagerte im Wesentlichen gerade Stäbe ausgeführt, die in Axial- und/oder Radialrichtung in entsprechenden Ausnehmungen in einem Flansch oder Gehäuse federnd eingreifen können und bei Belastung in Sperrrichtung nicht oder nicht wesentlich auf Biegung belastet werden. Ein solches stabförmiges Sperrelement kann als Schraube ausgeführt sein die über ein Kugelgelenk und ein Elastomerelement in radial und Axialrichtung ausgelenkt werden kann. Ein solcher Sperrstab kann auch bei einer ungleichmäßigen Belastung viel höhere Kräfte aufnehmen als eine Feder.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Gehäuse oder ein Wellen- oder Achsflansch, bereitgestellt der eingerichtet ist einen Elastomerring sowie einen Gleitring wie er vorstehend beschrieben wurde aufzunehmen. Das Gehäuse oder der Wellen- oder Achsflansch umfasst dabei mindestens eine Anlagefläche für einen Elastomerring. Weiter ist das Gehäuse oder der Wellen- oder Achsflansch mit einer in Umfangsrichtung verlaufenden Eingriffsstruktur versehen, die eingerichtet ist, mit mindestens einem federnden Sperrelement eines Gleitrings in Eingriff zu stehen oder in Eingriff zu kommen. Sowie der Gleitring beispielsweise Sperrklinken umfasst ist das Gegenstück mit einer entsprechenden Struktur versehen in welche die Sperrklinken eingreifen können. Im Gegensatz zu der sägezahnartigen Struktur wie sie von Sperrklinken bekannt ist, wird hier eher eine rechteckige Struktur vorgesehen werden die es gestattet als Wiederlager für Sperrklinken in beide Richtungen dienen zu können. Dies hat den Vorteil, dass je nach Einsatz Sperrklinken in beiden Richtungen eingreifen können. Ein Freilauf bzw. eine Sperrklinke kann mit einem Rechteck, Trapez- oder einer symmetrischen Dreiecks-Struktur in beiden Richtungen als Freilauf dienen je nachdem ob die Sperrklinken in eine Richtung, entgegen der einen Richtung oder entgegengesetzt angeordnet sind. Im Gegensatz zu einem Antriebsprofil wie es von Schraubenköpfen und Schraubenschlüsseln bekannt, ist hier nicht vorgesehen, dass hier die Struktur von dem Gehäuse / Flansch direkt eingreift.
Bei einer Ausführungsform des Gehäuses oder des Wellen- oder Achsflanschs, ist die in Umfangsrichtung verlaufende Eingriffsstruktur regelmäßig ausgeführt und/oder weist eine Drehsymmetrie zwischen von 1° und 90°, bevorzugt zwischen 2° und 45° und weiter bevorzugt zwischen 1° und 30° auf. Hier wird eine regelmäßige Drehsymmetrie mit maximal einer Vierteldrehung einer Achteldrehung oder einer Zwölfteldrehung beschrieben.
Gemäß einer zusätzlichen Ausführungsform des Gehäuses oder des Wellen- oder Achsflansches erstreckt sich die in Umfangsrichtung verlaufende Eingriffsstruktur in Axialrichtung, in Radialrichtung, in Radial- und Axialrichtung oder in einem Winkel zwischen 15° und 60° zu einer Axialrichtung. Hier sind Taschen beschrieben die sich in Axialrichtung und/oder in Radialrichtung erstrecken und bevorzugt schräg verlaufen sodass auch gerade Sperrelemente in die Taschen der Strukturen eingreifen können.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Gehäuses oder des Wellen- oder Achsflansches bildet die Anlagefläche für einen Elastomerring eine Kegelfläche. Hier wird eine Anlagefläche für einen im Querschnitt im Wesentlichen kreisrunden Elastomerring beschrieben wobei ein Übergang zu einem Anschlag in Axialrichtung üblicherweise ausgerundet ist.
Bei einer anderen Ausführungsform des Gehäuses oder des Wellen- oder Achsflansches ist die Anlagefläche für einen Elastomerring mit einem trapez- bzw. rautenförmigen Profil ausgelegt.
Es wird weiter eine Kombination aus mindestens einem vorstehend beschriebenen Gleitring mit mindestens einem Elastomerring, sowie einem vorstehend beschriebenen Gehäuse und/oder einem vorstehend beschriebenen Wellen- oder Achsflansch bereitgestellt. Also wird mindestens eine halbe Laufwerkdichtung und maximal eine komplette Laufwerkdichtung bereitgestellt, wobei bevorzugt bei der kompletten Laufwerkdichtung die beiden Gleitringe in Bezug auf die Verdrehsicherung bzw. die Sperrelemente gleich ausgeführt sind.
Bei einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung werden zwei der vorstehend beschriebenen Gleitringe und zwei dazugehörige Elastomerringe bereitgestellt. Diese Ausführung betrifft dabei quasi zwei halbe Laufwerkdichtungen und damit einen Teilesatz um eine Laufwerkdichtung deren Laufflächen bzw. Dichtflächen beschädigt sind auszutauschen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Gleitring für eine Laufwerkdichtung mit einer Gleitfläche und mindestens einer Anlagefläche für einen Elastomerring, bereitgestellt die zusätzliche mit einer in Umfangsrichtung verlaufenden Eingriffsstruktur versehen ist. Die Eingriffsstruktur bildet dabei Taschen in die entsprechende Sperrelemente die an einem Gehäuse oder an einem Wellen- oder Achsflansch angeordnet sind eingreifen können.
Bei einer Ausführungsform des Gleitrings ist die in Umfangsrichtung verlaufende Eingriffsstruktur regelmäßig ausgeführt. Bei einer weiteren Ausführungsform des Gleitrings weist die in Umfangsrichtung verlaufende Eingriffsstruktur eine Drehsymmetrie zwischen von 1° und 45°, bevorzugt zwischen 2° und 30° und weiter bevorzugt zwischen 1° und 15° aufweist. Hier wird entweder eine gleichmäßige Verteilung der Eingriffsstrukturen oder eine zumindest sich in Umfangsrichtung widerholende Anordnung von Eingriffsstrukturen beschrieben.
Bei einer zusätzlichen Ausführungsform des Gleitrings erstrecken sich die in Umfangsrichtung angeordneten Eingriffsstrukturen in Axialrichtung und/oder in Radialrichtung, in Radial- und Axialrichtung oder in einem Winkel zwischen 15° und 60° zu einer Axialrichtung. Hier sind Taschen oder Ausschnitte beschrieben die einen Eingriff eines Sperrelements in verschiedenen Richtungen gestatten. Grundlegend ist ein federnder Eingriff in einer Axialrichtung vorgesehen, sodass der Gleitring in Axialrichtung eine axiale Verschiebung des oder der Sperrelemente ermöglicht, ohne dass eine entsprechende Orientierung in Umfangsrichtung vorgenommen werden muss. Nach der Montage können die federnden Sperrelemente bei einer Verdrehung des Gleitrings bezüglich des Gehäuses oder eines zugehörigen Flansches in die Eingriffsstrukturen einfedern und eingreifen und so eine Drehbewegung des Gleitrings verhindern.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Gleitrings bildet die Anlagefläche für einen Elastomerring eine Kegelfläche. Auch hier wird eine Anlagefläche für einen im Querschnitt im Wesentlichen kreisrunden oder oval-runden Elastomerring bereitgestellt, die eine Radial- und Axial-Kraftkomponente auf den Gleitring ausübt, um die Lauffläche zweier Gleitringe aufeinanderzupressen.
Bei einer zusätzlichen Ausführungsform des Gleitrings ist die Anlagefläche für einen Elastomerring mit einem trapez- bzw. rautenförmigen Profil ausgelegt.
Bei noch einer weiteren Ausführungsform des Gleitrings ist die Eingriffsstruktur für einen Eingriff mit mindestens einem federnden Sperrelement, insbesondere eine Sperrklinke oder Sperrfeder eingerichtet. Es ist ebenfalls vorgesehen, dass die Sperrklinke als Sperrstift ausgeführt ist, der sich an einem Befestigungspunkt in mehrere Richtungen (zweidimensional) schwenken kann und der bei einer Belastung keinen Biegekräften unterworfen wird. Dies kann beispielsweise durch eine Einspringende Ecke an der Eingriffsstruktur erreicht werden, bei der sich ein freies Ende des Stabs bei einer Druckbelastung in die Ecke geleitet wird und von dort aus nur noch Druckkräfte über den Stab übertragen werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Gehäuse oder Wellen- oder Achsflansch oder auch ein Gehäuseflansch mit mindestens einer Anlagefläche für einen Elastomerring, bereitgestellt, wobei mindestens zwei in Umfangsrichtung angeordnete und vorragende federnde Sperrelemente vorgesehen sind, die eingerichtet sind, in entsprechende in Umfangsrichtung verlaufende Eingriffsstrukturen in einem Gleitring für eine Laufwerkdichtung einzugreifen. Die Sperrelemente können dabei als Sperrklinken oder Sperrfedern ausgeführt sein. Der Begriff Sperrklinke ist dabei nicht nur auf bekannte Sperrklinken eingeschränkt, die nur in einer Richtung schwenken können, sondern sollen auch Stäbe umfassen die in zwei Dimensionen schwenkbar gelagert sind. Diese Ausführung ist das Gegenstück zu den Gleitringen mit den in Umfangsrichtung angeordneten Eingriffsstrukturen.
Bei einer Ausführungsform des Gehäuse- oder Wellen- oder Achsflanschs weisen die Sperrelemente jeweils in die gleiche Umfangsrichtung. Hier wirken die Sperrelemente wie ein Freilauf wobei eine solche Ausführung nur für Anwendungsgebiete vorgesehen ist, bei denen die Welle oder die Achse die mit der Laufwerkdichtung versehen ist nur eine Drehrichtung aufweist. Bei Fahrzeugen die lediglich in einer Richtung bewegt werden wie Tunnelbohrmaschinen, Pipeline-Verleger und dergleichen kann auf eine gesonderte Sperrvorrichtung für eine Rückwärtsrichtung verzichtet werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Gehäuse- oder Wellen- oder Achsflanschs ist eine symmetrische Anzahl von Sperrelementen vorhanden, wobei jeweils eine Hälfte der Sperrelemente in eine Umfangsrichtung weisen, und eine andere Hälfte der Sperrelemente entgegengesetzt zu der Umfangsrichtung ausgerichtet sind. Hier bilden die Sperrelemente jeweils gegeneinander geschaltete Freiläufe, die eine Bewegung der Gleitringe mit Eingriffsstrukturen in beide Richtungen begrenzen.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Gehäuse- oder Wellen- oder Achsflanschs erstrecken sich die Sperrelemente in Axialrichtung, in Radialrichtung, in Radial- und Axialrichtung oder in einem Winkel zwischen 15° und 60° zu einer Axialrichtung. In einer grundlegenden Ausführung sind die Sperrelemente im Wesentlichen tangential angeordnet und federn hauptsächlich in Axialrichtung. So kann ein Gleitring eingesetzt werden, ohne dass die Sperrelemente bei der Montage stören, egal ob sie gerade mit den Eingriffsstrukturen in Eingriff stehen oder zurückgefedert vorliegen. Im Betrieb können die Sperrelemente bei einer Drehbewegung der Gleitringe dann in eine nächste Eingriffsstruktur eingreifen und den Gleitring so festlegen. Je nach möglicher gegenseitiger Bewegung der Welle gegenüber dem Gehäuse sollen die Sperrelemente und die Eingriffsstrukturen in der Lage sein leichte Axial und Radialbewegungen sowie ein Lagerspiel der Welle in dem Gehäuse auszugeichen. Eine starre Führung der Sperrelemente könnte dabei zu einem Verklemmen führen. Es ist daher vorgesehen, dass sich die Sperrelemente in bevorzugten Ausführungen entweder in 2 Dimensionen bewegen können oder hinreichend elastisch sind, um derartige Bewegungen ausgleichen zu können.
Bei einer zusätzlichen Ausführung des Gehäuse- oder Wellen- oder Achsflanschs sind die Sperrelemente in Umfangsrichtung regelmäßig angeordnet. Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass in einer weiteren Ausführungsform die Anordnung der Sperrelemente eine Drehsymmetrie zwischen von 1° und 180°, bevorzugt zwischen 2° und 60° und weiter bevorzugt zwischen 1° und 30° aufweist.
Eine weitere Ausführung des Gehäuse- oder Wellen- oder Achsflanschs ist so gestaltet, dass die Anlagefläche für einen Elastomerring eine Kegelfläche bildet. Hier wird eine Anlagefläche für einen im Querschnitt im Wesentlichen kreisrunden oder ovalen Elastomerring vorgesehen.
Bei einer zusätzlichen Ausführungsform des Gehäuse- oder Wellen- oder Achsflanschs ist die Anlagefläche an einen Elastomerring mit einem trapez- bzw. rautenförmigen Profil angepasst.
Bei dem Gehäuse- oder Wellen- oder Achsflansch können die Sperrelemente als Sperr- bzw. Sperrblattfedern ausgeführt oder als Stabelemente ausgeführt sein die in Axial- und Radialrichtung federnd nachgeben können.
Weiterhin ist vorgesehen eine Kombination aus zwei Gleitringen wie sie vorstehend beschrieben wurden, zwei Elastomerringen, sowie einem Gehäuse- und einem Wellen- oder Achsflansch bereitzustellen. Hier ist also auch eine Kombination der Bauteile zu einer Laufwerkdichtung offenbart.
Bei einer zusätzlichen Ausführungsform der vorstehenden Kombination unterscheidet sich die Drehsymmetrie der Anordnung der Sperrelemente von der Drehsymmetrie der Eingriffsstruktur. Hier wird eine Ausführungsform bereitgestellt bei der jeweils immer nur ein oder 2 Sperrelemente in Eingriff stehen, wodurch der Totweg den der Gleitring zurücklegt bis das erste Sperrelement bzw. das erste Paar Sperrelemente in Eingriff kommt deutlich verringert ist.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand von beispielhaften Ausführungsformen beschrieben.

1 zeigt einen Schnitt durch eine herkömmliche Laufwerkdichtung, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist.
2 stellt eine mögliche Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer Teilansicht dar, die bereits alle relevanten Aspekte darstellt.
3 zeigt eine Eingriffsstruktur wie sie erfindungsgemäß an einer Laufwerkdichtung eingesetzt werden kann.
4 stellt sechs Sperrfedern dar, wie sie erfindungsgemäß an einer Laufwerkdichtung eingesetzt werden können.
5A bis 5I zeigen eine Aufsicht und eine Seiten-Schnittansicht die ein beispielhaftes Sperrelement wie auch der Einsatz des Sperrelements in einer Laufwerkdichtung verdeutlichen.
6 stellt die Eingriffsstruktur der 3 mit damit in Eingriff stehenden Sperrelementen der 4 dar.
7 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Eingriffsstruktur, wie sie erfindungsgemäß an einer Laufwerkdichtung eingesetzt werden kann.
8 stellt vierundzwanzig Sperrelemente dar, wie sie erfindungsgemäß an einer Laufwerkdichtung zusammen mit der Eingriffsstruktur der 7 eingesetzt werden können.
9 zeigt die Eingriffsstruktur der 7 mit damit in Eingriff stehenden Sperrelementen der 8.
10 und 11 stellen jeweils Schnittansichten von Ausführungen von Laufwerkdichtungen in einem eingebauten Zustand dar, wobei jeweils Sperrelemente mit Eingriffsstrukturen in Eingriff stehen.
12 zeigt eine Ausführungsform eines Sperrelements in einer massiven Bauweise dar.
13 und 14 stellen einen Gleitring und eine besondere Ausführung eines Sperrelements in einer perspektivischen Teilansicht dar.

Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand von beispielhaften und schematischen Ausführungsformen dargestellt und beschrieben, wobei sowohl in den Figuren als auch in der Beschreibung gleiche oder ähnliche Bezugszeihen verwendet werden, um auf gleiche oder zumindest funktionell ähnliche Elemente und Komponenten Bezug zu nehmen.
1 zeigt einen Schnitt durch eine herkömmliche Laufwerkdichtung 40, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist. Die zugehörigen Gehäuse und Wellen- oder Achsflansche sind dabei nicht dargestellt. Die Laufwerkdichtung 40 umfasst dabei zwei Gleitringe 44 die hier gleich dargestellt sind, jedoch auch unterschiedlich ausgeführt sein können. Jeder der Gleitringe umfasst dabei eine Gleit- bzw. Lauffläche 46, wobei die beiden Laufflächen 46 der Gleitringe 44 sich berühren. Außen (wobei innen ebenfalls möglich ist) ist an jedem der Gleitringe 44 jeweils ein Elastomerring 24 angeordnet, mit der dichtend an dem Gleitring 44 anliegt und andererseits an einem nicht dargestellten Gehäuse oder Gehäuse- Wellen- oder Achsflansch anliegt. Dabei wirkt die Dichtung lediglich zwischen den Gleitflächen 46 zwischen den Gleitringen 44, wobei die Elastomerringe die Gleitringe gegenüber ihren jeweiligen zugehörigen Gehäusen, Wellen- oder Achsflansche lagern und durch Reibschluss festlegen. Solange ein Reibschluss zwischen den Elastomerringen 42 und dem Gehäuse/den Flanschen und dem Gleitringen 44 größer ist als zwischen den beiden Gleit- bzw. Laufflächen sind keine Probleme zu erwarten. Sobald jedoch ein Reibungskoeffizient zwischen den Laufflächen 46 aufgrund von Verschleiß ansteigt, kann es dazu kommen, dass ein Gleitring 44 anfangt sich gegenüber seinem zugehörigen Elastomerring 42 zu drehen, was einen erhöhten Verschleiß und zu einer Zerstörung des Elastomerrings 42 sowie ein Versagen der gesamten Laufwerkdichtung führt.
Die Gleitringe 44 sind herkömmlicherweise nur mit einander und mit den Elastomerringen in Kontakt, um eine gewisse Beweglichkeit in Radialrichtung, Axialrichtung und auch eine minimale Neigung bzw. Versippung der Gleitringe gegenüber einer Achse, Welle oder einem Gehäuse zu gestatten.
Bisher wird eine gegenseitige Verdrehung zwischen den Gleitringen und dem Gehäuse lediglich durch den Reibschluss an den Kontaktflächen des Elastomerrings verhindert, wobei ein langsames verdrehen der Gleitringe 44 gegenüber den Elastomerringen 42 oder ein Verdrehen der Geleitringe 44 im Bereich einer Elastischen Verformung der Elastomerringe 42 in Kauf genommen. Eine starre Lagerung der Gleitringe 44 scheidet aufgrund des Lagerspiels und der zu großen Fertigungstoleranzen aus, wobei auch eine herkömmliche Verdrehsicherung durch Mitnehmer und Vorsprünge die Bewegung der Gleitringe zueinander beeinflusst und die Dichtwirkung der Laufwerkdichtung herabsetzen kann.
Die 1 dient hier nicht nur dazu den Stand der Technik darzustellen, sondern hat die Aufgabe die wesentlichen Flächen, auf die im Folgenden näher Bezug genommen wird zu bestimmen und darzustellen. Die Fläche 52 entspricht dabei einer Innenfläche eines Gleitrings. Der Gleitringrücken 48 entspricht einer zu einem Flansch oder einem Gehäuse zugewandten Fläche des Gleitrings, die eben sein kann oder ein Teil einer Kegelmantelfläche darstellen kann. Die Fläche 50 bezeichnet einen Teil einer Mantelfläche 50 des Gleitrings 44, der sich außerhalb einer Kontaktfläche 54 für einen Elastomerring 42 befindet.
Auch wenn im Prinzip andere Ausführungen mit innen angeordneten Elastomerringen 42 möglich sind, können bei besonderen Anwendungen die entsprechenden Flächen entsprechenden abgewandelt werden oder sein.
2 stellt eine mögliche Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer TeilSchnittansicht dar. Oben ist in der 2 der Gleitring 44 in einer Schnittansicht zu erkennen. Der Schnitt verläuft nahezu tangential zu und durch den Rand des Gleitrings 44 wobei die Schnittebene parallel zu einer Axialrichtung (einer Welle die durch die Laufwerkdichtung abgedichtet wird) verläuft. Am linken und rechten Rand des Schnitts ist der umlaufende Elastomerring 42 zu erkennen. Am rechten Rand des Dichtrings ist die Mantelfläche 50 des Gleitrings 44 dargestellt.
In 2 ist ein Gehäuse / ein Gehäuse-, Achs- oder Wellenflansch 60 dargestellt. An dem der Gleitring 44 über den Elastomerring 42 direkt oder mittelbar verbunden ist. Im Weiteren wird der Begriff Flansch 60 verwendet um auf ein Gehäuse / einen Gehäuse-, Achs- oder Wellenflansch Bezug zu nehmen. Der Flansch 60 weist eine Flansch-Stirnfläche 62 auf, die mit einem Abstand der
In nach unten weisendem Gleitringrücken 48 des Gleitrings 44 ist eine Tasche bzw. eine Aussparung 33 für ein Sperrelement 8 eingelassen. Der Schnitt verläuft durch die Aussparung 33, sodass die hintere Wand der Aussparung zu erkennen ist. In der Aussparung 33 ist ein Sperrelement 10 angeordnet. Das Sperrelement 10 umfasst einen nach unten geöffneten u-förmigen Bügelabschnitt, der als Befestigungsabschnitt 8 dient. Von dem Befestigungsabschnitt 8 aus verlaufen Stabelemente, die hier als Blattfedern ausgeführt sind mit denen das Sperrelement 10 in eine entsprechende Eingreifstruktur 6 an einem gegenüberliegenden Flansch 60 eingreift. Die Eingreifstruktur 6 umfasst dabei Vertiefungen die in gleichen Winkelabständen in Umfangsrichtung in dem Flansch 60 angeordnet sind. In der vorliegenden Ausführung sind die Vertiefungen wie auch die Sperrelemente 10 symmetrisch ausgeführt. Die Sperrelemente 10 stehen jeweils schräg mit den Eingreifstrukturen in Eingriff sodass das linke Stabelement des Sperrelements 10 eine Verdrehung nach links verhindert und das rechte Stabelement des Sperrelements 10 eine Verdrehung nach links verhindert. Durch die gleichen winkelabstände der Vertiefungen der Eingriffsstruktur 6 könnte der Gleitring 44 so weit nach rechts verschoben sein, dass das jetzt rechts angeordnete Stabelement in die jetzt links angeordnete Vertiefung eingreift. Das jetzt links dargestellte Stabelement wird dann in eine Vertiefung eingreifen, die links außerhalb des Bildausschnitts angeordnet ist. Der Eingriff und das in Eingriff kommen werden in den 5A bis 5I genauer dargestellt.
Für die 3 bis 6 ist es unerheblich, ob die Eingriffsstruktur oder die Sperrelemente jeweils auf dem Flansch 60 oder dem Gleitring 44 angeordnet sind. Um nicht für beide Varianten jeweils getrennte Figuren bereitzustellen wird die Reihenfolge der Komponenten und Bezugszeichen drüber Aufschluss geben welche Komponenten jeweils zusammen betrachtet werden sollen. Bei doppelten Bezugszeichen ist die jeweils vordere einer Ausführung zuzuordnen, und die jeweils hintere der anderen Ausführung zuzuordnen. So oder so sollten jedoch immer eine Eingriffsstruktur mit einem Satz Sperrelementen zusammenwirken. Es sollte klar sein, dass einander gegenüberliegende Eingriffsstrukturen ohne zugehörige Sperrelemente nicht sinnvoll sind wie auch Ausführungen die nur Sperrelemente einander gegenüberstellen ebenfalls nicht sinnvoll sind.
3 zeigt eine Aufsicht auf einen ringförmigen Abschnitt eines Flansches 60 oder eines Gleitrings 44. Es ist dabei lediglich die Flansch- Stirnfläche 62 bzw. der Gleitringrücken 48 dargestellt. Die Stirnfläche ist mit Eingriffsstrukturen 6 in Form von Taschen oder Vertiefungen versehen die sich in die Bildebene hinein erstrecken. Die Eingriffsstruktur 6 bildet insgesamt zwölf Vertiefungen, wobei die Eingriffsstruktur 6 einer Drehsymmetrie von 30° aufweist. Es sind ebenfalls andere vertiefungsformen oder auch Erhöhungen oder Vorsprünge als Eingriffsstruktur denkbar. Es ist ebenfalls möglich andere Drehsymmetrien zu verwenden.
4 zeigt eine Aufsicht auf eine mögliche Ausführungsform eines ringförmigen Abschnitts eines Gleitrings 44 oder Flansches 60 der zu der Eingriffsstruktur 6 der 3 passt. Auch hier ist dabei lediglich der Gleitringrücken 48 bzw. die Flansch- Stirnfläche 62 dargestellt. Der Gleitringrücken 48/die Flansch-Stirnfläche 62 ist mit sechs Sperrelementen 10 versehen, die jeweils einen Befestigungsabschnitt 8 umfassen. In dem Befestigungsabschnitt 8 sind die Sperrelemente 10 mittels zweier Schrauben 25 mit dem Gleitringrücken 48/der Flansch-Stirnfläche 62 verschraubt, wobei andere Befestigungsarten wie Schweiß-, Klebe-, Niet- oder formschlüssige Verbindungen ebenfalls möglich sind. Die Sperrelemente 10 umfassen jeweils zwei Stabelemente die aus der Bildebene nach oben vorstehen, und so elastisch ausgeführt sind, dass die senkrecht zur Bildebene federn können. Die Sperrelemente 10 können aus Blech hergestellt sein, wobei die Stabelemente dann als Blattfedern dienen die schräg nach oben vorgespannt sind. Die Stabelemente verlaufen hier im Wesentlichen tangential zu dem Befestigungsabschnitt 8 der Sperrelemente 10. In 4 ist eine gestrichelte Linie dargestellt, die der Schnittlinie entspricht auf den die Schnittansicht der 5B entspricht.
5A zeigt eines der sechs Sperrelemente 10 der 4 in einer Aufsicht. Da das Sperrelement 10 alleine dargestellt ist sind in dem Befestigungsabschnitt 8 keine Köpfe der Schrauben 25 dargestellt, sondern lediglich die Löcher 26 vorhanden, durch die diese Befestigungselemente gesteckt werden können.
5B zeigt eine Seitenansicht des Sperrelements 10 in einer Position, wie es an dem Gleitringrücken 48 des Gleitrings 44 bzw. der Flansch- Stirnfläche 62 des Flansches 60 befestigt ist. In der Seitenansicht sind auch die Köpfe der Schrauben 25 dargestellt. Der Schnitt verläuft entsprechen der Stabelemente des Sperrelements senkrecht durch die 4, wie es dort durch die gestrichelte Linie dargestellt ist.
In dem Schnitt ist klar zu erkennen, dass das Sperrelement 10 zwei Stabelemente bzw. Arme umfasst die leicht schräg nach oben vorstehen. Aufgrund der Abmessungen des Sperrelements 10 ist klar, dass die Arme nach unten in Richtung des Gleitringrückens 48/der Flansch-Stirnfläche 62 gedrückt werden können.
5C die Ansicht der 5B in Kombination mit einer Schnittansicht eines zugehörigen Flansches 60 oder eines zugehörigen Gleitrings 44. Der zugehörige Gleitringrücken 60/die zugehörige Flansch-Stirnfläche 48 ist mit der Eingriffsstruktur 6 versehen, die in der Schnittansicht als zwei im Querschnitt rechteckige Vertiefungen ausgeführt sind. Die Sperrelemente 10 stehen noch nicht mit der Eingriffsstruktur 6 in Eingriff. Die 5C stellt eine Situation während der Montage eines Gleitrings 44 in Bezug auf einen Flansch 60 dar, wobei beide zueinander ausgerichtet jedoch noch in Axialrichtung voneinander beabstandet sind.
In der 5D sind der Flansch 60 und der Gleitrings 44 in Axialrichtung soweit zusammengeführt, dass die Stabelemente des Sperrelements 10 in Kontakt mit der gegenüberliegenden Stirnfläche stehen die die Eingriffsstruktur 6 aufweist. Die Stabelemente des Sperrelements sind dabei in Axialrichtung elastisch verformt und drücken gegen den Gleitringrücken 62/die Flansch-Stirnfläche 48. Die Stabelemente des Sperrelements 10 stehen jedoch noch nicht mit der Eingriffsstruktur 6 in Eingriff. 5D zeigt, dass es für die Montage des Gleitrings nicht notwendig ist diesen in Umfangsrichtung gegenüber dem Flansch auszurichten. Es ist also nicht notwendig die Sperrelemente 10 mit der Eingriffsstruktur 6 in Eingriff zu bringen.
In der 5E hat sich der Gleitringrücken 62/die Flansch-Stirnfläche 48 in Umfangsrichtung nach links bewegt, sodass das rechte Stabelement des Sperrelements 10 sich in die rechte Vertiefung der Eingriffsstruktur 6 absenken konnte. In der weiteren Bewegung federt oder schnappt das linke Stabelement des Sperrelements 10 in die linke Vertiefung der Eingriffsstruktur 6 ein. nach einer weiteren kurzen Strecke stößt das rechte Stabelement des Sperrelements 10 gegen die rechte flanke der rechten Vertiefung der Eingriffsstruktur 6 und verhindert eine weitere Bewegung der Flansch-Stirnfläche 62/des Gleitringrückens 48 in Umfangsrichtung nach links. Der Flansch und der Gleitring sind gegen eine weitere Bewegung der Flansch-Stirnfläche 62/ des Gleitringrückens 48 in Umfangsrichtung nach links gesperrt.
In der 5F zeigt einen Belastungsfall in Sperrrichtung des rechten Stabelements des Sperrelements 10, unter der Belastung. Bei Belastung ist das Ende des rechten Stabelements in der oberen rechten Ecke der rechten Vertiefung gefangen und kann aus dieser Ecke ohne eine Verformung nichtmehr herausrutschen. Gelichzeitig bewirkt die Belastung in Stabrichtung einen erhöhten Anpressdruck der Lauffläche des zugehörigen Gleitrings, wodurch eine Dichtwirkung verbessert wird.
In der 5G eine Belastung in entgegengesetzter Richtung wobei hier entsprechend eine Bewegung des in die andere Richtung verhindert wird. Zwischen den Zuständen der 5E und 5F besteht eine geringe Abweichung in Umfangsrichtung, ein unvermeidliches Spiel das für ein sicheres in Eingriff kommen der Sperrelemente 10 in die Eingriffsstruktur unerlässlich ist. Im Idealfall ist das Spiel in Umfangsrichtung geringer als eine Bewegung die durch eine elastische Verformung des Elastomerrings möglich ist.
5H zeigt eine Betriebssituation bei der die Laufwerkdichtung einem Druck in Axialrichtung ausgesetzt ist, wobei sich beide Stabelemente des Sperrelements 10 in Axialrichtung jeweils an den Grund der Vertiefungen der Eingriffsstruktur 6 abstützen und so einer weiteren Verformung des Elastomerrings entgegenwirken.
51 zeigt eine Betriebssituation bei der die Laufwerkdichtung einem Zug in Axialrichtung ausgesetzt ist, auch hier bleibt das Stabelement des Sperrelements 10 mit der Vertiefung in Eingriff und erhöht den Druck auf die Gleitring. Hier tragen die Stabelemente dazu bei, den Druck zwischen den Dichtflächen der Geleitringe aufrecht zu halte, auch wenn eine Belastungssituation Eintritt die die Dichtflächenpressung der Geleitringe verringern würde.
6 zeigt eine Kombination der Eingriffsstruktur 6 und der Sperrelemente 10 in einer Aufsicht in Axialrichtung wobei der Gleitringrücken 48/die Flansch-Stirnfläche 62 des Bauteils an dem die Sperrelemente 10 angebracht sind nur durch eine leichte gepunktete Linie angedeutet ist. Das Bauteil mit der Eingriffsstruktur ist das gleiche wie es in der 3 dargestellt ist. Die Sperrelemente 10 entsprechen denen der 4. Jeweils ein Stabelement der Sperrelemente 10 ist einer Vertiefung der Eingriffsstruktur zugeordnet und steht mit dieser in Eingriff. Auch wenn die Anordnung der Sperrelemente lediglich eine Drehsymmetrie von 60° aufweist, können sich der Flansch und der Gleitring nur maximal um weniger als 30° bewegen bis es zu einem Eingreifen aller Sperrelemente 10 in die Eingriffsstruktur 6 kommt, da die Eingriffsstruktur 6 bereits eine Drehsymmetrie von 30° aufweist. Hier stehen pro Drehrichtung lediglich 6 Stabelemente zur Verfügung um eine gegenseitige Drehung zu sperren.
7 entspricht weitgehend der 3 und zeigt eine weitere Ausführungsform einer Eingriffsstruktur, wie sie erfindungsgemäß an einer Laufwerkdichtung eingesetzt werden kann. 73 zeigt eine Aufsicht auf einen ringförmigen Abschnitt eines Flansches 60 oder eines Gleitrings 44. Es ist dabei lediglich die Flansch- Stirnfläche 62 bzw. der Gleitringrücken 48 dargestellt, die anderen Komponenten eines Gleitrings oder Flansches wurden der Einfachheit halber weggelassen. 7 zeigt eine Flansch-Stirnfläche 62/einen Gleitringrücken 48 eines Flansches 60 oder eines Gleitrings 44 mit einer anderen Eingriffsstruktur 6. Die Vertiefungen der Eingriffsstruktur 6 sind innen im Uhrzeigersinn vergrößert. Diese Eingriffsstruktur 6 ist mit den Sperrelementen der 4 kompatibel.
8 zeigt eine Aufsicht auf eine mögliche Ausführungsform eines ringförmigen Abschnitts eines Gleitrings 44 oder Flansches 60 der zu der Eingriffsstruktur 6 der 7 passt. Auch hier ist dabei lediglich der Gleitringrücken 48 bzw. die Flansch- Stirnfläche 62 dargestellt. Der Gleitringrücken 48/die Flansch-Stirnfläche 62 ist mit vierundzwanzig Sperrelementen 10 versehen, die jeweils einen Befestigungsabschnitt 8 umfassen. In dem Befestigungsabschnitt 8 sind die Sperrelemente 10 mittels zweier Schrauben 25 mit dem Gleitringrücken 48/der Flansch-Stirnfläche 62 verschraubt. Auch hier können andere Befestigungsarten wie Schweiß-, Klebe-, Niet- oder formschlüssige Verbindungen ebenfalls eingesetzt werden. Die Sperrelemente 10 umfassen jeweils ein Stabelement das aus der Bildebene nach oben vorstehen, und so elastisch ausgeführt ist, dass es senkrecht zur Bildebene federn kann.
Zwölf Sperrelemente 10 bilden jeweils einen äußeren Ring, bei dem sich die Stabelemente der Sperrelemente 10 in der Aufsicht auf die Stirnfläche 68/62 im Uhrzeigersinn aus der Bildebene Erstrecken. Zwölf Sperrelemente 10 bilden jeweils einen inneren Ring, bei dem sich die Stabelemente der Sperrelemente 10 in der Aufsicht auf die Stirnfläche 68/62 entgegen dem Uhrzeigersinn aus der Bildebene Erstrecken. Die ringe bilden jeder für sich eine Art Freilauf, wobei die beiden Freiläufe gegeneinander gerichtet sind, und sich immer gegenseitig sperren, wobei jeweils ein geringer Rücklauf oder ein geringes Spiel möglich ist.
9 zeigt eine Kombination der Eingriffsstruktur 6 und der Sperrelemente 10 der 7 und 8 in einer Aufsicht in Axialrichtung wobei der Gleitringrücken 48/die Flansch-Stirnfläche 62 des Bauteils an dem die Sperrelemente 10 angebracht sind nur durch eine leichte gepunktete Linie angedeutet ist. Das Bauteil mit der Eingriffsstruktur ist das gleiche wie es in der 7 dargestellt ist. Die Sperrelemente 10 entsprechen denen der 8, wobei durch die entgegengesetzte Blickrichtung die Ausrichtung der äußeren und inneren Stabelemente vertauscht ist, und sich die Stabelemente jeweils schräg in die Bildebene hinein erstrecken. Jeweils ein Stabelement von zweie Sperrelementen 10 ist einer Vertiefung der Eingriffsstruktur 6 zugeordnet und stehen mit dieser in Eingriff. Hier weisen sowohl die Eingriffsstruktur 6 als auch die Sperrelemente 10 eine Drehsymmetrie von 30° auf. Im Gegensatz zu der Ausführung der 6 stehen hier stehen pro Drehrichtung 12 Stabelemente zur Verfügung um eine gegenseitige Drehung zu sperren, daher ist diese Ausführung mindestens doppelt so stark gegen ein Verdrehen gesichert wie die Ausführung der 6.
10 und 11 stellen jeweils Schnittansichten von Ausführungen von Laufwerkdichtungen in einem eingebauten Zustand dar, wobei jeweils Sperrelemente mit Eingriffsstrukturen in Eingriff stehen.
10 zeigt das Prinzip der Verdrehsicherungen der 2 bis 9 in einer Technischen Zeichnung dar bei der zwei Sperrelemente 10 zwischen einem Flansch 60 und einem Gleitring 44 eingesetzt werden. Im Schnitt ist auf der linken Seite der Flansch 60 angeordnet, der eine Durchgangsöffnung aufweist. Um die Durchgangsöffnung sind an einer Stirnseite des Flansches 60 zwei Sperrelemente mittels Nieten angebracht. Durch den Schnitt ist nur ein Sperrelement 10 zu erkennen. Das Sperrelement umfasst wie in den 5 zwei Stabelemente. Der Gleitring 44 ist über ein Elastomerring mit einem Polygonalen Querschnitt in dem Flansch elastisch gelagert, und kann sich leicht in Axialrichtung und senkrecht zur Axialrichtung unter Verformung des Elastomerrings bewegen. Es ist ebenfalls möglich den Gleitring gegenüber dem Flansch leicht zu verkippen. Die zwei Stabelemente des Sperrelementes 10 stehen jeweils in Eingriff mit Vertiefungen der Eingriffsstruktur 6 des Gleitrings 44. Durch die Sperrelemente 10 die in die Vertiefungen der Eingriffsstruktur 6 eingreifen kann der Gleitring 44 nichtmehr gegenüber dem Flansch 60 verdreht werden. Damit kann ausgeschlossen werden, dass es zu einem erheblichen Verschleiß des Elastomerrings an den Kontaktflächen zu dem Flansch oder dem Gleitring kommen kann. Durch einen verringerten Verschleiß kann auch ein Undicht werden der Kontaktfläche zwischen dem Elastomerring und dem Flansch 40 oder dem Gleitring 44 vermieden werden. Die Innenfläche 52 des Gleitrings 44 ist gut zu erkennen. Auf der rechten Seite des Gleitrings 44 ist die Gleitfläche 46 angeordnet die auf einem entsprechenden Gegenstück laufen soll.
11 zeigt eine Ausführungsform die weitgehend der der 10 entspricht wobei in der 10 insgesamt fünf Sperrelemente 10 mit insgesamt zehn Stabelementen verwendet werden. Das unten angeordnete Sperrelement 10 liegt genau halb auf der Schnittebene. Die Ausführung der 11 weist eine um den Faktor 2,5 erhöhte Verdrehfestigkeit durch die Sperrelemente 10 auf.
Es wird darauf hingewiesen, dass auch die Sperrelemente an dem Gleitring angeordnet werden können und die Eingriffsstrukturen an dem Flansch vorgesehen sein können, wie es beispielsweise in der 2 dargestellt ist. Der Ausschnitt der 10 mit der Eingriffsstruktur 6 und dem Sperrelement 10 kann durch den Ausschnitt kann beispielsweise durch das Sperrelement 10 und der Eingriffsstruktur 6 der 2 ersetzt werden.
12 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Sperrelements 10. Das Sperrelement 10 weist einen Befestigungsabschnitt 8 auf das mit einem Gewinde versehen ist, mit dem das Sperrelement in ein entsprechendes Gewindeloch eingeschraubt werden kann. Über ein Kugelgelenk und ein Elastomermantel ist ein Stabelement des Sperrelements 10 mit dem Befestigungsabschnitt 8 schwenkbar verbunden. Diese Ausführung ist nur vorgesehen um mit wenigen Sperrelementen große Kräfte übertragen zu können. Im Gegensatz zu den Blattfeder-Ausführungen die vorstehend beschrieben sind ist klar, dass ein massives, starres schwenkbar gelagertes Stabelement auch bei großen Belastungen nicht einknicken wird und so auch mit lediglich zwei Sperrelementen pro Drehrichtung eine zuverlässige selbst arretierende Verdrehsicherung möglich ist.
13 zeigt eine Ansicht auf einen Kante eines Dichtrings 44. Dem Betrachter zugewandt ist eine Außenmantelfläche 50 des Gleitrings 44. Der mittlere Teil der Außenmantelfläche 50 des Gleitrings 44 liegt dabei näher zu dem Betrachter als die beiden Teile links und rechts der Mitte die sich nach hinten krümmen. Der Gleitringrücken 48 des Gleitrings 44 ist oben zu erkennen und bildet eine Kante mit der Mantelfläche 50. In die Mantelfläche ist eine Vertiefung bzw. ein Einschnitt eingebracht. Die Projektion der Umfangsrichtung verläuft hier im Wesentlichen waagerecht zum Betrachter in der Bildebene und die Projektion der Axialrichtung liegt im Wesentlichen senkrecht zum Betrachter in der Zeichenebene. Der Bildausschnitt entspricht dabei in etwa einem Teil eines Rands eines Rohrendes.
Die Ausnehmung stellt hier keine Vertiefung einer Eingriffsstruktur dar, sondern soll lediglich eine Orientierung des Betrachters in Bezug auf die 1 ermöglichen, da dies zum Verständnis der 14 unerlässlich ist.
14 stellt den gleichen Ausschnitt des Randes des Gleitrings 44 der 13 dar, wobei in die Vertiefung ein Sperrelement eingesetzt ist.
Das Sperrelement 10 umfasst einen Befestigungsabschnitt 8, wobei ein Teil des Befestigungsabschnitts 8 auf dem Grund der Vertiefung / des Einschnitts aufliegt. Von diesem Teil erstreckt sich eine Lasche nach unten in Richtung des Betrachters und liegt auf der Mantelfläche 50 auf. Nicht sichtbar verläuft eine weitere Lasche nach Hinten, vom Betrachter weg und liegt auf der Mantelfläche 50 auf der Innenfläche des Gleitrings 44 auf. Durch die beiden Laschen wird das Sperrelement 10 auf den Rand des Gleitrings festgeklemmt und in Radialrichtung festgelegt. Von dem Befestigungsabschnitt 8 verlaufen zwei Vorsprünge des Sperrelements 10 in Axialrichtung zu dem Gleitringrücken 48 des Gleitrings 44.
Die Vorsprünge des Sperrelements 10 verlaufen oberhalb des Gleitringrückens 48 schräg und nahezu tangential zu der Mantelfläche 50 des Gleitrings und bilden elastisch federnde Stabelemente die mit entsprechenden Ausnehmungen oder Vorsprüngen einer Eingriffsstruktur eines gegenüberliegenden Flansches in Eingriff gebracht werden können.
Bezugszeichenliste

6: Eingriffsstruktur
8: Befestigungsabschnitt des Sperrelements
10: Sperrelement
25: Befestigungsschraube
26: Befestigungsloch
33: Aussparung für ein Sperrelement
40: Laufwerkdichtung
42: Elastormerdichtung / Elastomerring
44: Gleitring
46: Laufflächen / Gleitflächen
48: Gleitringrücken
50: Außenmantelfläche des Gleitrings
52: Innenfläche des Gleitrings
54: Anlage- / Kontaktfläche für einen Elastomerring
60: Flansch bzw. Gehäuse / Gehäuse-, Achs- oder Wellenflansch
62: Flansch- Stirnfläche bzw. Stirnfläche eines Gehäuses / Gehäuse-, Achs- oder Wellenflansches

Claims

Gleitring (44) für eine Laufwerkdichtung (40) mit einer Gleitfläche (46) und mindestens einer Anlagefläche (54) für einen Elastomerring (42), gekennzeichnet durch mindestens zwei in Umfangsrichtung angeordnete und vorragend federnde Sperrelemente (10), insbesondere durch mindestens zwei Sperrelemente (10) mit Sperrklinken oder Sperrfedern, die eingerichtet sind, um in mindestens eine entsprechende in Umfangsrichtung verlaufende Eingriffsstruktur (6) an dem Gleitring (44) oder an einem Gehäuse (60) einzugreifen.
Gleitring (44) gemäß Anspruch 1, wobei die Sperrelemente (10) jeweils in die gleiche Umfangsrichtung weisen.
Gleitring (44) gemäß Anspruch 1 wobei eine gerade Zahl von Sperrelementen (10) vorgesehen sind wobei jeweils eine Hälfte der Sperrelemente (10) in eine Umfangsrichtung weisen, und eine andere Hälfte der Sperrelemente (10) entgegengesetzt zu der Umfangsrichtung ausgerichtet sind.
Gleitring (44) gemäß Anspruch 3, wobei die Hälfte der Sperrelemente (10) die in die Umfangsrichtung weisen radial und/oder axial beabstandet sind von der anderen Hälfte der Sperrelemente (10), die entgegengesetzt der Umfangsrichtung ausgerichtet sind.
Gleitring (44) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei sich die Sperrelemente (10) in Axialrichtung, in Radialrichtung, in Radial- und Axialrichtung oder in einem Winkel zwischen 15° und 60° zu einer Axialrichtung erstrecken.
Gleitring (44) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei sich die Sperrelemente (10) in Umfangsrichtung regelmäßig angeordnet sind und/oder die Anordnung der Sperrelemente (10) eine Drehsymmetrie zwischen von 1° und 180°, bevorzugt zwischen 2° und 60° und weiter bevorzugt zwischen 1° und 30° aufweist.
Gleitring (44) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Anlagefläche (54) für einen Elastomerring (42) eine Kegelfläche bildet.
Gleitring (44) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche mit Ausnahme des vorstehenden Anspruchs, wobei die Anlagefläche (54) für einen Elastomerring (42) mit einem trapez- bzw. rautenförmigen Profil eingerichtet ist.
Gleitring (44) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche wobei die Sperrelemente (10) als Sperr- bzw. Sperrblattfedern ausgeführt oder als Stabelemente ausgeführt sind, die in Axialrichtung oder in Axial- und Radialrichtung federnd nachgeben können.
Gehäuse (60), eingerichtet zur Aufnahme eines Elastomerrings (42) sowie eines Gleitrings (44) gemäß einer der Ansprüche 1 bis 9, mit einer Anlagefläche (54) für einen Elastomerring (42), dadurch gekennzeichnet, dass eine am Gehäuse (60) in Umfangsrichtung verlaufende Eingriffsstruktur (6) vorgesehen ist, die eingerichtet ist, mit mindestens einem Sperrelement (10) eines Gleitrings (44) in Eingriff zu stehen oder in Eingriff zu kommen.
Gehäuse (60) gemäß Anspruch 10, eingerichtet zur Aufnahme eines Elastomerrings (42) sowie eines Gleitrings (44) mit den Merkmalen des Anspruchs 4, wobei die Eingriffsstruktur (6) eingerichtet ist mit der Hälfte der Sperrelemente (10) in Eingriff zu stehen, die in die Umfangsrichtung weisen, und wobei die Eingriffsstruktur (6) eingerichtet ist, mit der anderen Hälfte der Sperrelemente (10), die entgegengesetzt zu der Umfangsrichtung ausgerichtet sind, in Eingriff zu stehen, wobei die erste Hälfte der Sperrelemente (10) und die zweite Hälfte der Sperrelemente (10) radial und/oder axial zueinander versetzt mit der Eingriffsstruktur (6) in Eingriff stehen.
Gehäuse (60) gemäß Anspruch 10 oder 11, wobei die in Umfangsrichtung verlaufende Eingriffsstruktur (6) regelmäßig ausgeführt ist und/oder eine Drehsymmetrie zwischen von 1° und 45°, bevorzugt zwischen 2° und 30° und weiter bevorzugt zwischen 1° und 15° aufweist.
Gehäuse (60) gemäß Anspruch 10, 11 oder 12, wobei die in Umfangsrichtung verlaufende Eingriffsstruktur (6) in Axialrichtung, in Radialrichtung, in Radial- und Axialrichtung oder in einem Winkel zwischen 15° und 60° zu einer Axialrichtung erstreckt.
Gehäuse (60) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche 10, 11, 12 oder 13, wobei die Anlagefläche (54) für einen Elastomerring (42) eine Kegelfläche bildet.
Gehäuse (60) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche 10 bis 14, wobei die Anlagefläche (54) für einen Elastomerring (42) mit einem trapez- bzw. rautenförmigen Profil ausgeführt ist.
Kombination aus mindestens einem Gleitring (44) gemäß einem der Ansprüche 1-9, mindestens einem Elastomerring (42), sowie einem Gehäuse (60) gemäß einem der Ansprüche 10-15.
Kombination mit zwei im Gleitringen (44) gemäß einem der Ansprüche 1-10, sowie zwei Elastomerringen (42).
Gleitring (44) für eine Laufwerkdichtung (40) mit einer Gleitfläche (46) und mindestens einer Anlagefläche (54) für einen Elastomerring (42), gekennzeichnet durch eine in Umfangsrichtung verlaufende Eingriffsstruktur (6), die eingerichtet ist mit Sperrelementen (10) eines Gehäuses (60) in Eingriff zu stehen.
Gleitring (44) gemäß Anspruch 18, wobei die in Umfangsrichtung verlaufende Eingriffsstruktur (6) Eingriffsorte umfasst, die in Radialrichtung und/oder Axialrichtung voneinander beabstandet sind.
Gleitring (44) gemäß Anspruch 18 oder 19, wobei die in Umfangsrichtung verlaufende Eingriffsstruktur (6) regelmäßig ausgeführt ist und/oder eine Drehsymmetrie zwischen von 1° und 45°, bevorzugt zwischen 2° und 30° und weiter bevorzugt zwischen 1° und 15° aufweist.
Gleitring (44) gemäß einem der Ansprüche 18 bis 20, wobei die in Umfangsrichtung verlaufende Eingriffsstruktur (6) in Axialrichtung, in Radialrichtung, in Radial- und Axialrichtung oder in einem Winkel zwischen 15° und 60° zu einer Axialrichtung erstreckt.
Gleitring (44) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche 18 bis 21, wobei die Anlagefläche (54) für einen Elastomerring (42) eine Kegelfläche bildet.
Gleitring (44) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche 18 bis 22, wobei die Anlagefläche (54) für einen Elastomerring (42) mit einem trapez- bzw. rautenförmigen Profil ausgeführt ist.
Gleitring (44) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche 18 bis 23, wobei die Eingriffsstruktur (6) für einen Eingriff mit mindestens einem federnden Sperrelement (10), bevorzugt zwei Sperrelementen (10) insbesondere mit Sperrklinken oder Sperrfedern eingerichtet ist.
Gehäuse (60) mit mindestens einer Anlagefläche (54) für einen Elastomerring (42), gekennzeichnet durch mindestens zwei in Umfangsrichtung angeordneten und vorragenden federnden Sperrelemente (10), insbesondere mindestens zwei Sperrklinken oder Sperrfedern, die eingerichtet sind, in entsprechende Umfangsrichtung verlaufende Eingriffsstrukturen (6) in einem Gleitring (44) für eine Laufwerkdichtung (40) einzugreifen.
Gehäuse (60) gemäß Anspruch 25 wobei die Sperrelemente (10) jeweils in die gleiche Umfangsrichtung weisen.
Gehäuse (60) gemäß Anspruch 25 wobei eine symmetrische Anzahl von Sperrelementen (10) vorgesehen sind wobei jeweils eine Hälfte der Sperrelemente (10) in eine Umfangsrichtung weisen, und eine andere Hälfte der Sperrelemente (10) entgegengesetzt zu der Umfangsrichtung ausgerichtet sind.
Gehäuse (60) gemäß einem der Ansprüche 25 bis 27, wobei sich die Sperrelemente (10) in Axialrichtung, in Radialrichtung, in Radial- und Axialrichtung oder in einem Winkel zwischen 15° und 60° zu einer Axialrichtung erstrecken.
Gehäuse (60) gemäß einem der Ansprüche 25 bis 28, wobei sich die Sperrelemente (10) in Umfangsrichtung regelmäßig angeordnet sind und/oder die Anordnung der Sperrelemente (10) eine Drehsymmetrie zwischen von 1° und 180°, bevorzugt zwischen 2° und 60° und weiter bevorzugt zwischen 1° und 30° aufweist.
Gehäuse (60) gemäß einem der Ansprüche 25-29, wobei die Anlagefläche (54) für einen Elastomerring (42) eine Kegelfläche bildet.
Gehäuse (60) gemäß einem der Ansprüche 25-30, wobei die Anlagefläche (54) für einen Elastomerring (42) mit einem trapez- bzw. rautenförmigen Profil ausgeführt ist.
Gehäuse (60) gemäß einem der Ansprüche 25-31, wobei die Sperrelemente (10) als Sperr- bzw. Sperrblattfedern ausgeführt oder als Stabelemente ausgeführt sind die in Axial- und Radialrichtung federnd nachgeben können.
Kombination aus mindestens einem Gleitring (44) gemäß einem der Ansprüche 19 bis 25, und mindestens einem Elastomerring (42), sowie einem Gehäuse (60) gemäß einem der Ansprüche 25-32.
Kombination gemäß Anspruch 33, wobei sich die Drehsymmetrie der Anordnung der Sperrelemente (10) von der Drehsymmetrie der Eingriffsstruktur (6) unterscheidet.