DE19745818C2

DE19745818C2 - Dichtungsanordnung

Info

Publication number: DE19745818C2
Application number: DE19745818A
Authority: DE
Inventors: Jun Agnello Oricchio Lourenco
Original assignee: Sabo Industria e Comercio Ltda
Current assignee: Sabo Industria e Comercio Ltda
Priority date: 1996-10-16
Filing date: 1997-10-16
Publication date: 2001-02-22
Anticipated expiration: 2017-10-17
Also published as: MX9707952A; IT1295341B1; AU4102097A; DE19745818C5; DE19745818A1; AU758216B2; ITMI972334A1; ES2151792A1; AR009982A1; US6250637B1; BR9604203A; ES2151792B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung für eine Kurbelwelle.

Es ist bekannt, moderne Eigenantriebs-Fahrzeuge mit elektro nischen Überwachungssystemen zahlreicher, auf den Betrieb ihrer verschiedenen Mechanismen bezogenen Parametern auszu rüsten. Solche Systeme bestehen im wesentlichen aus Fühlern, die in den Mechanismus oder die Mechanik eingebaut sind, und zwar an Stellen, die sich auf die überwachten Parameter be ziehen, und aus zugehörendem Computer mit Software, der die von den Fühlern erhaltenen Daten verarbeitet und Steuerungs signale an die überwachten Mechanismen oder die überwachte Mechanik, an das Signalisierungssystem und/oder an andere Systeme übermittelt.

Zu den durch diese Systeme überwachten Punkten zählt die Kurbelwelle, an der ein Fühleraggregat eingebaut ist, wel ches die Drehung der Kurbelwelle ermittelt und eine Angabe hierüber an den Computer weitersendet. Das Entwerfen dieser Fühleraggregate und die Art des Einbaues dergestalt, daß sie dem bestimmten Zweck dienen können, verursacht Schwierigkei ten, die vermieden werden sollten. Solche Fühleraggregate werden normalerweise innerhalb des Motors an Stellen einge baut, zu denen man keinen leichten Zugang hat, z. B. inner halb des Lagers der Kurbelwelle. Dies verursacht noch viele weitere Probleme und erschwert den Einbau und die Instand haltung des Fühlers.

Aus DE 44 45 610 ist eine Dichtungsanordnung für eine Kur belwelle bekannt, bei der auf dem Ende der Kurbelwelle eine ringförmige Muffe befestigt ist, deren Mantelfläche als Dichtungsfläche für eine hydrodynamische Radialdichtung dient. Von der Muffe steht hierbei außen ein Flansch ab, an dem ein Hall-Sensor befestigt ist, der sich mit der Kurbel welle dreht und in Zusammenhang mit einem feststehenden Ma gnetring eine Messung der Drehzahl der Kurbelwelle ermög licht.

Nachteilig an dieser Dichtungsanordnung ist die Tatsache, daß sich der Hall-Sensor mit der Kurbelwelle dreht, was die Kabelzuführung zu dem Hall-Sensor schwierig macht. Darüber hinaus ist der Abstand zwischen dem Hall-Sensor und dem zu gehörigen Magneten bei dieser Dichtungsanordnung konstruk tionsbedingt relativ groß, was die Messung störanfällig macht.

Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, eine derarti ge Dichtungsanordnung zu schaffen, die bei geringer Störan fälligkeit eine einfache Signalabnahme von einem Fühler er möglicht.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß weist der von der Muffe abstehende Flansch bei der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung einen Rand auf, der abwechselnd aus Zähnen und Zwischenräumen besteht, wobei der Fühler auf unterschiedliche Weise beim Auftreten der Zähne und der Zwischenräume erregbar ist.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.

Die beiliegenden Zeichnungen zeigen Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Abdichtungsanordnung. Es zeigen:

Fig. 1 eine Abdichtung des Endes einer Kurbelwelle gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, stirnseitig gesehen, wobei die Vorderseite nach außen gerich tet und der Seite gegenüberliegt, die an den Mo torblock angrenzt;

Fig. 2 einen Schnitt durch ein Detail mit Fühleraggregat;

Fig. 3 eine Vorderansicht einer der Abdichtungsanordnung angehörenden Muffe in Einzeldarstellung;

Fig. 4 einen Achsschnitt einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; und

Fig. 5, 6 und 7 weitere Ausführungsbeispiele.

Wie in den Figuren dargestellt, besteht die erfindungsgemäße Abdichtung im wesentlichen aus einem Abdichtungssystem 1 an den Enden der Kurbelwelle und aus einer Vorrichtung 2, die eine Bahn für die radialen Dichtungselemente des Abdich tungssystems und einen an der Bahn angeschlossenen Drehemp fänger für die von der Kurbelwelle abgesandten Signale auf weist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform (1 und 2) ist das Ab dichtungssystem 1 der Enden der Kurbelwelle ein integriertes Ab dichtungssystem (Gegenstand einer anderen Patentanmeldung der Antragsstellerin), welches im wesentlichen aus einem ringförmi gen, dem Einbau in den Motorblock dienenden Bauteil 10, das die Kurbelwelle umgibt, und aus einer Dichtungsbaugruppe 20, 30, 40 mit entsprechend ausgestatteten Elementen zur Erzielung einer Abdichtwirkung für die Enden der Kurbelwelle besteht. Diese Dichtungsteile können durch Vulkanisierung an das Bauteil ange schlossen werden. Die Dichtungsbaugruppe besteht aus einem ra dialen Dichtungsteil 20 (Fig. 2) mit einer aus Polytetrafluor ethylen-PTFE gebildeten L-förmigen Hauptdichtungslippe 21, die ausgebildet ist, um eine hydrodynamische Abdichtung mit inte griertem Schlitz zu bilden, und aus einer Dichtungslippe 24 ge gen das Eindringen von jeglichen Verunreinigungen, wie z. B. Filzstoff, Kautschukabrieb etc. Der radiale Dichtungsteil be steht des weiteren aus einem elastomeren Element 30 zur stati schen Abdichtung, der das Bauteil 10 am Motorblock abdichtet, und schließlich aus einem elastomeren Element 40 zur Eck-Ab dichtung gegenüber dem Zwischenraum zwischen Motorblock und Dichtung der Ölwannenteile.

Zusätzlich zu den oben bezeichneten Elementen, die das erfin dungsgemäße System aufweist, enthält das System noch die Vor richtung 2, die eine Bahn für die radialen Dichtungselemente und einen Empfänger für die von der Kurbelwelle ausgehenden Si gnale aufweist. Diese Vorrichtung weist im wesentlichen eine ringförmige Muffe (Hülse) 50 auf, die auf das Ende der Kurbel welle 1 befestigbar ist, wobei ihre Außenoberfläche als Dich tungsbahn für die Lippen der PTFE 21 der Hauptdichtung und die Lippe zur Abdichtung gegen Staub 24 ausgebildet ist, und eine Empfangseinrichtung für die aus der Kurbelwelle stammenden Ro tationssignale. Diese Empfangseinrichtung wird durch einen er weiterten, mit seinem Ende nach außen gerichteten Flansch 21 der Muffe (Hülse) 50 gebildet, der einen freien, zackigen, aus Zähnen 52 und Zwischenräumen 53 zwischen den Zähnen (Fig. 3) bestehenden Rand aufweist, sowie durch einen an dem Bauteil 10 angebauten Fühler 54, der auf unterschiedliche Weise beim Auf treten eines Zahns 52 oder eines Zwischenraums 53 des Flansch randes 51 erregbar ist und mit einem angeschlossenen Compu ter 55 zusammenwirkt.

Die in der vorliegenden Erfindung enthaltenen Dichtungselemente 20, 30, 40 arbeiten im Betrieb wie übliche Dichtungselemente. Die Empfangseinrichtung ist so eingerichtet, daß bei der Rota tion des Flansches 51 dessen Zähne 52 und Zwischenräume 53 den Fühler 54 beaufschlagen und dieser auf unterschiedliche Weise beim Auftreten eines Zahns oder eines Zwischenraums erregt wird und unterschiedliche Signale aussendet, welche dem Computer 55 übermittelt und von diesem in bekannter Weise verarbeitet wer den, um die Drehzahl der Kurbelwelle zu berechnen. Bei der vor stehend beschriebenen grundsätzlichen Ausführung kann die Ab dichtung Änderungen hinsichtlich des Materials, der Abmessung, Ausführungsbesonderheiten und Anwendungen enthalten, ohne daß dabei der Schutzbereich des Patents verlassen wird.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht ein Dichtungssystem 1 an den Enden der Kurbelwelle aus einem halbintegrierten Dichtungssystem für die Kurbelwelle (Fig. 4) (Gegenstand einer anderen Patentanmeldung der Anmelderin), wo bei das System im wesentlichen ein Bauteil 10' zum Einbau an den Motorblock aufweist und ein durch Vulkanisierung an ein Element 30' zur statischen Oberflächenabdichtung und ein Ele ment 40 zur Abdichtung der Ecke, beide aus einem Elastomer, um faßt. Dieses halbintegrierte System enthält einen radialen Dichtungsteil 20', der grundsätzlich aus einer aus Poly tetrafluorethylen-PTFE zur hydrodynamischen Abdichtung gebilde ten Lippe 21', einer Dichtungslippe 22' gegen das Eindringen von Kautschuk, Filzstaub etc. und aus einem Gehäuse 23' be steht, wobei die genannten Bauteile durch Vulkanisierung mit einander verbunden sind und gemeinsam eine ringförmige Bau gruppe bilden, die von dem Bauteil bzw. Fertigteil 10 getrennt ist und in der Werkstatt eingebaut und angebracht werden kann.

Zusätzlich zu den oben bezeichneten Elementen weist das erfin dungsgemäße System noch eine Vorrichtung 2 auf, die eine Bahn für die radialen Dichtungselemente und einen Empfänger für die von der Kurbelwelle stammenden Daten umfaßt und im wesentlichen durch eine ringförmige Muffe (Hülse) 50, die fest am Ende der Kurbelwelle angeordnet ist, gebildet wird, wobei die Lippen 21' aus PTFE der Hauptdichtung und die Lippe 22' gegen die Muffe anliegen. Zusätzlich weist das System eine Empfangseinrichtung für die von der Kurbelwelle stammenden Rotationssignale auf. Diese Empfangseinrichtung wird durch einen erweiterten Flansch 51 der Muffe (Hülse) 50 gebildet, der mit einem freie zackige Zähne 52 und Zwischenräume 53 zwischen den Zähnen aufweisenden Rand versehen ist und einen an dem Bauteil 10' angeordneten Fühler 54 besitzt, der auf verschiedene Weise durch die Zähne 52 und/oder die Zwischenräume 53 des Flansches 51 erregt und an den Computer 55 angeschlossen ist.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann ein Dich tungssystem 1 an den Enden der Kurbelwelle angeordnet sein, welches durch integrierte Dichtungssysteme gebildet wird, die je nach Art der unterschiedlichen Anwendung für Motoren mit rundem Ölwannenteil (PI 92 01 708-8, Fig. 5) oder flachem Öl wannenteil (PI 92 04 868-4, Fig. 6) geeignet sind. Sie bestehen im wesentlichen aus einem ringförmigen Bauteil 100 zur Montage an den Motorblock und aus einer an das Bauteil durch Vulkani sierung angebrachten Dichtungsbaugruppe aus elastomerem Mate rial. Die Dichtungselemente sorgen für eine Abdichtung bei al len Zwischenräumen des Kurbelwellenendes und bestehen im we sentlichen aus einem radialen, internen Dichtungselement 101, das gegen die Kurbelwelle abdichtet, einem radialen externen Dichtungselement 102, das nur im System zum Motor mit rundem Ölwannenteil vorgesehen wird und gegen die Zwischenstelle ab dichtet, einem statischen Dichtungselement 103 zur Abdichtung gegen den Motorblock und sowie einem eckigen Dichtungselement 104 zur Abdichtung des Zwischenraums zwischen Motorblock und Ölwannenteil. In Verbindung mit dieser beschriebenen Ausfüh rungsform wird eine Vorrichtung 2 vorgesehen, die eine Bahn für die radialen Dichtungselemente und einen Empfänger für die von der Kurbelwelle stammenden Daten aufweist, wobei diese Vor richtung eine Muffe (Hülse) 50 umfaßt, die fest auf dem Ende der Kurbelwelle angeordnet ist und einen Flansch 51 mit zacki gem, aus Zähnen 52 und Zwischenräumen 51 bestehenden Rand be sitzt. Des weiteren umfaßt diese Empfängervorrichtung einen am Bauteil 100 eingebauten Fühler 54, der auf unterschiedliche Weise durch die Zähne 52 oder Zwischenräume 53 erregbar ist und mit einem Computer 55 zusammenwirkt.

Gemäß einer weiteren Ausbildungsform kann das Dichtungssystem 1 für die Enden der Kurbelwelle, wie in Fig. 7 dargestellt, kon ventionell versiegelte (plombierte) Rückhalter 200 aufweisen, der mit Hilfe einer Baugruppe 210 geeigneter Bauelemente am Mo tor angebracht ist. Als konventionell versiegelte (plombierte) Rückhalter 200 wirken im wesentlichen diejenigen, die aus Hauptdichtungslippen 201, Hilfsdichtungslippen 202 und ringför migem Gehäuse 203 bestehen. Dabei sind die Lippen 201 und 202 durch Vulkanisierung an dem Gehäuse festgelegt, das eine ring förmige Bahn 204 aufweist, die fest mit der Kurbelwelle verbun den ist und gegen die die Hauptlippe 201 abdichtet. Des weite ren ist eine Montagebaugruppe 210 des Rückhalters vorgesehen, die ursprünglich von dem Rückhalter 200 getrennt ist, sowie ein am Motorblock eingebauter Rückhalterempfänger und eine Stoß stelle 212 aus Karton zur statischen Abdichtung zwischen den Flanschflächen und dem Motorblock.

An die durch die konventionell versiegelten Rückhalter 200 und die Montagebaugruppe 210 gebildete Dichtungsbaugruppe wird eine Vorrichtung 2 angebracht, die die aus der Kurbelwelle stammen den Daten empfängt und aus einem am Ende der zur Außenseite ge richteten Bahn 204 des Rückhalters angeschlossenen Flansch 51 besteht, der einen zackigen, aus Zähnen 52 und Zwischenräumen 53 bestehenden Rand aufweist und einen Fühler 54, der bei spielsweise an das Gehäuse 203 des Rückhalters oder an den Mon tageflansch 211 oder noch an einen anderen an der Baugruppe an grenzenden Ort eingebaut werden kann, und zwar so, daß der Füh ler 54 durch die Zähne 52 oder die Zwischenräume 53 des gezack ten Randes sensibilisert wird und mit einem Computer 55 zusam menarbeitet. Es versteht sich, daß die Dichtungsbegriffe bei Abdichtungen, die andere Baugruppen als diejenigen, die an den Enden der Kurbelwelle angeordnet sind, betreffen, angewandt werden. Eine solche Baugruppe kann ein drehbares Element auf weisen, das dazu dient, die Drehangaben zu empfangen und dabei mit einem Dichtungssystem 1 zusammenzuwirken. So wird das be schriebene Dichtungssystem 1 an die aus der Bahn für die radia len Dichtungsteile bzw. Empfänger und die aus dem drehbaren Element stammenden Drehdaten bestehende Vorrichtung 2 ange schlossen und an die Besonderheiten der Einrichtung entspre chend angepaßt.

Claims

1. Dichtungsanordnung für eine Kurbelwelle, mit
einer ersten radialen Dichtung (20, 21, 24) zur hydro dynamischen Abdichtung der Kurbelwelle,
einer auf dem Ende der Kurbelwelle befestigten ringförmigen Muffe (50), deren Außenfläche als Dichtungsfläche für die er ste radiale Dichtung (20, 21, 24) wirkt,
einem von der Muffe (50) nach außen abstehenden Flansch (51) sowie
einem Fühler (54) zur Erfassung der Drehung der Kurbelwelle, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Muffe (50) abstehende Flansch (51) einen Rand aufweist, der abwechselnd aus Zähnen (52) und Zwischenräumen (53) besteht, wobei der Fühler (54) auf unterschiedliche Wei se beim Auftreten der Zähne (52) und der Zwischenräume (53) erregbar ist.

2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß der Flansch (51) von der Muffe (50) radial nach außen absteht.

3. Dichtungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß der nach außen abstehende Flansch (51) S-förmig ge schwungen ist.

4. Dichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß die erste radiale Dichtung (21) L-förmig ist, wobei ein Schenkel an der Außenfläche der Muffe (50) aufliegt und einen Schlitz zur hydrodynamischen Abdichtung bildet.

5. Dichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, gekennzeichnet durch eine zweite radiale Dichtung (24) zur Abdichtung der Kurbelwelle gegen das Eindringen von Staub, wobei die Außenfläche der Muffe (50) als Dichtfläche für die zweite radiale Dichtung (24) wirkt.

6. Dichtungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, daß die erste radiale Dichtung (21) und die zweite ra diale Dichtung (24) auf ein ringförmige Bauteil (10) aufvul kanisiert sind, das die Kurbelwelle umgibt.

7. Dichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, gekennzeichnet durch eine erste statische Dichtung (30) aus elastomerem Material zur statischen Abdichtung des Zwi schenraums zwischen einem Motorblock und der Dichtung einer Ölwanne.

8. Dichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, gekennzeichnet durch eine zweite statische Dichtung (40) aus elastomerem Material zur statischen Abdichtung der Ecke zwischen einem Motorblock und einer Dichtung einer Ölwanne.

9. Dichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß die erste radiale Dichtung (21), die zweite radiale Dichtung (24), die erste statische Dichtung (30) und/oder die zweite statische Dichtung (40) aus PTFE besteht.