DE10208936B4

DE10208936B4 - Dichtung

Info

Publication number: DE10208936B4
Application number: DE10208936A
Authority: DE
Inventors: John Kapcoe
Original assignee: Federal Mogul Sealing Systems GmbH; Federal Mogul Sealing Systems Bretten GmbH
Current assignee: Federal Mogul Sealing Systems Bretten GmbH
Priority date: 2002-02-28
Filing date: 2002-02-28
Publication date: 2006-11-02
Anticipated expiration: 2022-03-01
Also published as: US6945535B2; US20030173745A1; DE10208936A1

Abstract

Radialwellendichtring für translatorisch bewegbare Wellen (17), mit mindestens einem statischen (3) und mindestens einem dynamischen Dichtbereich (4) sowie einer weiteren Dichtstelle (7) außerhalb des dynamischen Dichtbereiches (4), wobei die weitere Dichtstelle (7) durch mindestens zwei miteinander in Wirkverbindung stehende Elemente (8, 9) gebildet ist, von denen eines (8) stationär und ein weiteres (9), dem Wellenhub folgend, bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das mit der Welle (17) in Wirkverbindung stehende Element (9) unter Bildung von zwei Innenanschlägen (23, 24) für das mit dem statischen Dichtbereich (3) in Wirkverbindung stehende Element (8) im Querschnitt etwa U-förmig ausgebildet ist, dass auf der Welle (17) ein Begrenzungselement (18) angeordnet ist, und dass sich zwischen dem Begrenzungselement (18) und einem radialen Flächenbereich (19) des statischen Dichtbereiches (3) eine Schraubenfeder (20) erstreckt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Radialwellendichtring für translatorisch bewegbare Wellen, mit mindestens einem statischen und mindestens einem dynamischen Dichtbereich sowie einer weiteren Dichtstelle außerhalb des dynamischen Dichtbereiches, wobei die weitere Dichtstelle durch mindestens zwei miteinander in Wirkverbindung stehende Elemente gebildet ist, von denen eines stationär und ein weiteres, dem Wellenhub folgend, bewegbar ist.

In der US 3,563,556 ist eine gattungsgemäße Dichtung beschrieben, wobei die weitere, außerhalb des dynamischen Dichtbereiches vorgesehene Dichtstelle durch ein Gummielement gebildet ist, das im Bereich seines freien Endes auf der Welle aufliegt und bei translatorischer Auslenkung der Welle nach Art eines Faltenbalges im wesentlichen in radialer Richtung ausweichen kann. Derartige Gummielemente weisen den Nachteil auf, daß infolge des ständigen alternierenden Wellenhubes im Verformungsbereich Kräfte wirksam werden, die zu einer schnellen Versprödung des Materials führen. Die Standzeit einer derartigen Dichtung ist demzufolge eher gering.

Der GB 621,526 ist eine Dichtung für rotierende Wellen zu entnehmen. Wellenseitig sind hydrodynamisch wirkende Nuten vorgesehen, durch welche das Heraussickern von Schmiermittel verhindert werden soll. Zusätzlich kann ein Dichtelement vorgesehen werden, das stationär auf der Welle befestigt wird und eine Dichtlippe aufweist, die auf einem die hydrodynamischen Nuten aufweisenden Axialschenkel in berührender Form aufliegt. Diese Dichtung bildet eine zusätzliche rotierende Dichtstelle, durch welche ggf. dennoch heraussickerndes Schmiermittel zurückgehalten werden kann.

Durch die US 5,421,592 A ist eine radial wirkende Wellendichtung bekannt geworden, die sowohl für Rotations- als auch überlagerte Axialbewegungen einer Welle eingesetzt werden kann. Diese gattungsgemäße Wellendichtung ist zweigeteilt ausgebildet, wobei der eine Teil zwischen Anschlagflächen der Wellendichtung, dem Wellenhub folgend, außerhalb des dynamischen Bereiches der Wellendichtung angeordnet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Dichtung dahingehend weiterzubilden, daß mit einfachem Aufwand die weitere Dichtstelle außerhalb des dynamischen Dichtbereiches vorgesehen werden kann.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das mit der Welle in Wirkverbindung stehende Element unter Bildung von zwei Innenanschlägen für das mit dem statischen Dichtbereich in Wirkverbindung stehende Element im Querschnitt etwa U-förmig ausgebildet ist, dass auf der Welle ein Begrenzungselement angeordnet ist, und dass sich zwischen dem Begrenzungselement und einem radialen Flächenbereich des statischen Dichtbereiches eine Schraubenfeder erstreckt.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Infolge der Modifizierung der weiteren Dichtstelle findet nun eine andersartige Relativbewegung der selbige bildenden Elemente statt, wobei Verformungen im Bereich dieser Dichtstelle in so geringen Grenzen gegeben sind, daß eine gegenüber dem Stand der Technik erhöhte Standzeit gegeben ist.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, daß am mit der Welle in Wirkverbindung stehenden Element zwei axial beabstandete Radialschenkel angeformt sind, die Anschlagflächen für das andere, am statischen Dichtbereich vorgesehene Element bilden.

Je nach Einsatzfall kann es ausreichend sein, daß keine gleitende Reibung zwischen den beiden Elementen gegeben ist, vielmehr das Eindringen von Schmutz, Staub oder dergleichen in den dynamischen Dichtbereich allein durch Relativbewegung der beiden Elemente zueinander verhindert wird.

Typische Einsatzgebiete für den Erfindungsgegenstand sind translatorisch bewegbare Wellen mit vorgebbarem alternierenden Hub, bei denen bedarfsweise auch alternierende Umfangsbewegungen mit abgedichtet werden müssen. Dies kann der Eingangsbereich eines Getriebes sein, in welchem mechanische Bewegungen, beispielsweise erzeugt durch einen Lenkstockhebel bzw. damit in Wirkverbindung stehende Elemente, übertragen werden müssen. Hierbei ist die wesentliche Bewegungskomponente in Achsrichtung der Welle vorgesehen, wobei Überlagerungen durch Auslenkung des Lenkstockhebels in der einen und/oder anderen Umfangsrichtung gegeben sind.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes sieht vor, daß einer der am mit der Welle in Wirkverbindung stehenden Element angeformte Radialschenkel radial so kurz ausgebildet ist, daß er wellenseitig radial außerhalb des statischen Dichtbereiches axial in Richtung des dynamischen Dichtbereiches bewegbar ist. Durch diese Maßnahme kann eine kurz bauende Einbaueinheit gebildet werden, mit welcher dennoch der alternierende axiale Wellenhub in entsprechender Weise ausgeglichen werden kann.

Im Einbauzustand wirken Teile des statischen Dichtbereiches über ein Federelement mit einer korrespondierenden axialen Stützfläche zusammen, um auf diese Art und Weise eine entsprechende Vorspannung der Dichtung relativ zur Hauptbewegungsrichtung zu erzeugen.

Einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in den Zeichnungen dargestellt und werden wie folgt beschrieben. Es zeigen:
1 bis 3 Prinzipskizzen eines möglichen Einbauzustandes des Erfindungsgegenstandes.
Die 1 bis 3 zeigen einen möglichen Anwendungsfall für die Dichtung 1. Dargestellt ist ein Getriebeeingangsbereich 16, der Verlängerungsbereich eines Lenkstockhebels 17 sowie ein Begrenzungselement 18. Die weitere Dichtstelle 7 wird gebildet durch die Elemente 8 und 9. Das Element 8 ist aus dem statischen Dichtbereich 3 herausgeformt, wobei gleichzeitig ein radialer Flächenbereich 19 gebildet wird, der eine sich am Begrenzungselement 18 abstützende Schraubenfeder 20 aufnimmt. Am Element 9 sind zwei axial beabstandete, in Richtung des Elementes 8 weisende Radialschenkel 21, 22 angeformt, wobei der Radialschenkel 22 kürzer ausgebildet ist als der Radialschenkel 21. Die Radialschenkel 21, 22 bilden innere Anschlagflächen 23, 24 für das Element 8. Die 1 bis 3 zeigen den axialen Hub des Lenkstockhebels 17 in einer Richtung, wobei für den Hub in der anderen Richtung die umgekehrten Bewegungsverhältnisse gegeben sind.
1 soll eine der Endlagen bilden, wobei der Radialschenkel 21 am Begrenzungselement 18 vorgesehen und die Schraubenfeder 20 vorgespannt ist. Das Element 8 liegt in dieser Position an der Anschlagfläche 23 des Radialschenkels 21 an, während der Radialschenkel 22 innerhalb einer wellenseitigen Aussparung 25 außerhalb des statischen Dichtbereiches 3 der Dichtung 1 vorgesehen ist.
2 zeigt die beginnende Hubbewegung des Lenkstockhebels 17 (Pfeilrichtung), wobei das Element 8 bei partieller Entspannung der Schraubenfeder 20 in Richtung der gegenüberliegenden Anschlagfläche 24 des Radialschenkels 22 bewegt wird, während der Radialschenkel 21 am Begrenzungselement 18 verbleibt. Der Radialschenkel 22 ist nun außerhalb der Aussparung 25 vorgesehen. Bei weiterer Hubbewegung des Lenkstockhebels 17 wird die Schraubenfeder 20 weiter entspannt, wobei das Element 8, nun an der Anschlagfläche 24 des Radialschenkels 22 anliegend, das Element 9 entgegen der Hubbewegung mitnimmt und so die Dichtwirkung aufrechterhalten bleibt. Bei der Auslegung und Fertigung sind entsprechender Materialien und Toleranzen vorzusehen, damit während dieser Bewegungsabläufe keine störenden Einflüsse gegeben sind. Wie bereits angesprochen, ist bei der Hubbewegung des Lenkstockhebels 17 in umgekehrter Richtung der Bewegungsablauf ebenfalls umgekehrt. So wird das Element 8 zunächst in Richtung der Anschlagfläche 23 des Radialschenkels 21 bewegt und schiebt das gesamte Element 9 dann in Richtung des Stützkörpers 18. Um eine gewisse Beweglichkeit des Radialschenkels 21 zu gewährleisten, ist ein geschwächter Bereich 26 am Übergang des Radialschenkels 21 in das Element 9 vorgesehen. Das Element 8 ist in diesem Beispiel nicht in gleitender Form gegenüber dem Element 9 vorgesehen.

Claims

Radialwellendichtring für translatorisch bewegbare Wellen (17), mit mindestens einem statischen (3) und mindestens einem dynamischen Dichtbereich (4) sowie einer weiteren Dichtstelle (7) außerhalb des dynamischen Dichtbereiches (4), wobei die weitere Dichtstelle (7) durch mindestens zwei miteinander in Wirkverbindung stehende Elemente (8, 9) gebildet ist, von denen eines (8) stationär und ein weiteres (9), dem Wellenhub folgend, bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das mit der Welle (17) in Wirkverbindung stehende Element (9) unter Bildung von zwei Innenanschlägen (23, 24) für das mit dem statischen Dichtbereich (3) in Wirkverbindung stehende Element (8) im Querschnitt etwa U-förmig ausgebildet ist, dass auf der Welle (17) ein Begrenzungselement (18) angeordnet ist, und dass sich zwischen dem Begrenzungselement (18) und einem radialen Flächenbereich (19) des statischen Dichtbereiches (3) eine Schraubenfeder (20) erstreckt.
Radialwellendichtring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenanschläge (23, 24) durch Radialschenkel (21, 22) gebildet werden, die unterschiedlich lang ausgebildet sind.
Radialwellendichtring nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das mit der Welle (17) zusammenwirkende Element (9) aus Elastomermaterial oder Kunststoff gebildet ist.
Radialwellendichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem statischen Dichtbereich (3) in Wirkverbindung stehende Element (8) durch einen abgewinkelten Metallkörper gebildet ist, der einen vorgebbaren radialen Abstand zum mit der Welle (17) in Wirkverbindung stehenden Element (9) aufweist.
Radialwellendichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem statischen Dichtbereich (3) in Wirkverbindung stehende Element (8) aus dem Dichtbereich (3) einstückig herausgeformt ist.
Radialwellendichtring nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der kürzere Radialschenkel (22) eine solche radiale Erstreckung aufweist, daß er wellenseitig radial außerhalb des statischen Dichtbereiches (3), axial in Richtung des dynamischen Dichtbereiches (4) bewegbar ist.
Radialwellendichtring nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der längere Radialschenkel (21) in seinem Übergangsbereich in das Element (9) mit einer Querschnittsschwächung (26) versehen ist.