DE2551403C3 - Kombinationsdichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kombinationsdichtung, insbesondere für Verbrennungsmotoren, bestehend aus einer Radialdichtung und einer Axialdichtung mit nach außen hin kegelförmig abgeschrägter Lippe für die Verwendung zwischen einer drehenden Welle mit Flansch und einem gehäusefesten Bauteil.

Eine derartige Kombinationsdichtung ist aus der DE-PS 24 14 634 bekannt. Bei dicer, insbesondere für Flüssigkeiten in Waschmaschinen vorgesehenen Dichtung ist die Axiallippe als divergie ;nder Fortsatz des Dichtrings ausgebildet und weist einen balgartigen Übergang zwischen den Dichtlippen der Radial- und Axialdichtung auf. Durch den balgartigen Übergang werden zwar exzentrische Beanspruchungen bzw. auftretende Schwingungen aufgenommen sowie die Reibungskräfte vermindert und dadurch der Verschleiß herabgesetzt. Als nachteilig wird bei dieser aus elastischem Werkstoff bestehenden Dichtung empfunden, daß die Lippe der Axialdichtung durch den balgartigen Übergang ständig an dem drehenden Wellenflansch anliegt und auch bei extrem ungünstigen Bedingungen nicht abgehoben wird, wodurch unerwünschte Reibung an den Kontaktoberflächen entsteht, die nicht nur Verluste beim Drehmoment, sondern auch schädliche Reibungswärme zur Folge hat, die sich sowohl auf die angrenzenden Oberflächen der Dichtlippe und des Wellenflansches als auch auf das abzudichtende Medium überträgt.

Zur Vermeidung dieses Nachteils ist es bei einer metallischen Dichtung zwar bereits bekannt (US-PS 33 39 933), die vorgenannten Dichtlippen mit engem Spiel zu einer abzudichtenden rotierenden Welle anzuordnen. Diese für eine Gasturbine bestimmte radiale Labyrinthdichtung besitzt als Dichtlippen mehrere, an einem feststehenden Bauteil mit größerem Abstand nebeneinander angeordnete Zähne.

Der wesentliche Nachteil dieser bekannten Labyrinthdichtung liegt in ihrer durch mehrere Zähne aufwendigen und somit teueren Bauart. Außerdem ist dieser Patentschrift eine Angabe über ein Umbördeln und gegebenenfalls Abschleifen der Spitzen der als Dichtlippen dienenden Zähne durch die rotierende Welle nicht zu entnehmen.

Bei einer durch die DE-OS 19 08 305 bekannten Radialdichtung gelangt eine lippenartige Dichtung aus Kunststoff zur Anwendung, die mit Übermaß eingebaut wird und beim Einbau unter Verformung an einer Gegendichtfläche aufliegt, so daß sie bei der ersten Reibungsbeanspruchung eine solche Verformung erfährt, daß ein kleines Spiel zwischen der Lippe und der ihr zugeordneten Gegendichtfläche entsteht Abgesehen davon, daß es sich bei dieser bekannten Ausführung

to nur um eine Radialdichtung handelt, wird auch das in der vorliegenden Anmeldung zu lösende Problem nicht angesprochen.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, bei einer Kombinationsdichtung der im Oberbegriff des Hauptanspruchs genannten Gattung die Axialdichtung dahingehend weiterzubilden, daß sie einen einfachen Aufbau besitzt und die Montage mit weniger Aufwand und Sorgfalt durchführbar ist. Außerdem soll die Dichtlippe speziell ausgestaltet sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches angegebenen Merkmale gelöst.

Durch die spezielle Ausbildung der Axialdichtung ergibt sich nicht nur ein definierter Ringspalt zwischen dem gehäusefesten topfförmigen metallischen Ring und dem rotierenden Wellenflansch, sondern auch in einfacher Weise eine gut wirkende Lippendichtung.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes ist im Unteranspruch angegeben.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß der Abweisring nicht zentriert an der Gehäusewand befestigt werden muß, was den Fertigungsaufwand, insbesondere bei nachträglicher Ausrüstung eines existenten Motors, erheblich verringert.

Auch hinsichtlich der Fertigungstoleranz des Abweisringes selbst werden nur geringe Anforderungen gestellt, da der Abweisring mit Übermaß zwischen Gehäusewand und Drehkörper eingebaut wird und sich in der Einlaufperiode durch Umbördeln und Abschleifen am Drehkörper selbsttätig den Verhältnissen am jeweiligen Motor anpaßt. Dadurch, daß die Kurbelwelle durch Zahndruckkräfte oder durch axiale Druckkräfte, z. B. aus der Fliehkraftwirkung eines Flüssigkeitsringes, ständig in die Endlage ihres Axialspiels, d. h. gegen ihr Paßlager gedrückt wird, bleibt die Dichtspaltbreite zwischen Gehäusewand und Drehkörper immer minimal.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schema',isch dargestellt und werden im

5c folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. ί einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Abdichtung bei einer im Gehäuse gelagerten Kurbelwelle mit daran befestigtem Drehkörper,
Fig. 2 eine der Fig. I entsprechende Darstellung, wobei der Außenring der Radialdichtung mit dem Abweisring einstück'g ausgebildet ist und

Fig.3 eine Prinzipskizze der erfindungsgemäßen Abdichtung bei einem Verbrennungsmotor mit nachgeschalteter Zahnkupplung.

Bei den Ausführungsbeispielen nach F i g. 1 und 2 sind mit 1 eine Gehüusewand, mit 2 eine Kurbelwelle und mit 3 ein Drehkörper bzw. Schwungrad oder ähnliches bezeichnet, wobei 4 die Mittellinie von Kurbelwelle und Drehkörper darstellt. Die Kurbelwelle 2 ist in der Gehäusewand 1 durch eine den Schmierstoffaustritt verhindernde Radialdichtung 5 abgedichtet, die aus einem auf der Kurbelwelle 2 befestigten und als Gleitring dienenden Innenring 5' sowie einem an der

Gehäusewand 1 befestigten Außenring 6 (F i g, 1) und einem zwischen diesen beiden Ringen befindliehen, mit dem Außenring 6 verbundenen, im Querschnitt etwa U-förmigen, zur Schmierstoffseite hin offenen Dichtring 7 aus Elastomer besteht, wobei der Außenring 6 mittels s Schrauben 8 an der Gehäusewand 1 befestigt ist Der auf der Kurbelwelle 2 befestigte Gleit- bzw, Innenring 5' und/oder der an diesem anliegende Schenkel des U-förmigen Dichtringes 7 besitzen an ihren gegenseitigen Berührungsflächen eine rückführgewindeartige Oberflächenstruktur, durch die der in die Dichtung eingedrungene Schmierstoff immer in den Innenraum 9 des Gehäuses zurückgefördert wird. Eine starke Erwärmung durch die Reibung an den beiden Berührungsflächen wird dadurch vermieden, daß der Schmierstoff durch die ringförmige Ausnehmung im Dichtring 7 in intensive Berührung mit diesem kommt und ihn dabei kühlt An der Gehäusewand 1 ist ein Abweisring 10 aus leicht verformbarem metallischem Werkstoff — z. B. Leichtmetall (Aluminiumbasis) — befestigt, der am Umfang eine nach außen hin kegelförmig abgewinkelte Lippe 10' besitzt die den Raum 12 zwischen Gehäusewand 1 und Drehkörper 3 überbrückt Der Abweisring 10 wird mit leichtem axialem Übermaß eingebaut so daß die schneidenförmig zulaufende Kante 13 der Lippe lO' an der radialen Fläche des Drehkörpers 3 anliegt. Durch die rotierende Bewegung des Drehkörpers 3 bördelt sich die an diesem anliegende Lippenkante 13 des feststehenden, mittels der Befestigungsschrauben 8 für den Außenring 6 der Radialdichtung 5 an der Gehäusewand 1 befestigten Abweisring 10 um und schleift sich ab, so daß schließlich ein extrem enger Dichtspalt zwischen Lippenkante 13 und Drehkörper 3 entsteht.

Der sich zwischen dem Abweisring 10 und der Radialdichtung 5 befindliche Raum wird durch den Abweisring 10, insbesondere durch seine Lippe 10' abgedichtet, so daß weder Schmierstoff aus dem Gehäuse 1 durch die Radialdichtung 5 nach außen noch Fremdstoffe von außen in das Gehäuse 1 eindringen können. Aus dem Raum 12 in den Bereich der Lippe 10' gelangende Stoffe, insbesondere Flüssigkeiten, werden vom Abweisring 10 teils zur Motorgehäusewand 1, teils zum Schwungrand 3 abgeleitet und vom Schwungrad abgeschleudert

Die Ausiührungsform nach F i g. 2 unterscheidet sich gegenüber der nach F i g. 1 nur dadurch, daß der Außenring 6 der Radialdichtung 5 mit dem Abweisring 10 zu einem einstückigen Bauteil 14 vereinigt ist

Die Kurbelwelle 2 sollte innerhalb des Axialspiels ihrer (Gleit-) Lagerung immer in Pfeilrichtung 11 gedrückt werden, damit der zwischen Gehäusewand 1 und Drehkörper 3 befindliche Ringspalt 12 minimale Weite besitzt

Bei Anwendung der beschriebenen Abdichtung an einem Verbrennungsmotor mit angeschlossenem Zahnradgetriebe, z. B. für einen Nockenwellenantrieb od. ähnL, mit schräg verzahnten Rädern wird die Schräglage der Zähne so gewählt daß die Kurbelwelle 2 durch die Zahndruckkräfte in Pfeilrichtung 11 gedrückt wird, so daß auch dadurch eine minimale Weite des zwischen Abweisring 10 und Schwungrad 3 bestehenden Dichtspaltes gewährleistet ist.

In gewissen Anwendungsfällen schließt sich am Verbrennungsmotor eine Zahnkupplung an, die mit Schmierstoff versorgt sein muß. Eine derartige Ausführung ist in der Prinzipskizze gemäß F i g. 3 dargestellt. Hierbei ist die Kurbelwelle 2 im Paßlager 15 im Motorgshäuse gelagert und in der Motorgehäusewand 1, an der der Abweisring 10 befestigt ist durch die Radialdichtung 5 abgedichtet. Der mit der Kurbelwelle 2 fest verbundene Drehkörper 3 (Schwungrad) ist über eine Zahnkupplung 16 mit einem Wandier 17 eines Getriebes (nicht gezeichnet) verbunden. Innerhalb der Zahnkupplung 16 befindet sich ein Ringraum 18. Durch die rotierende Bewegung der Zahnkupplung 16 bildet sich im Ringraum 18 ein Schmierstoffring, in dem sich durch die Fliehkräfte Drücke aufbauen, wie durch die Pfeile 19 angedeutet. Der in axialer Richtung wirkende Druck pflanzt sich auf den Drehkörper 3 und damit auf die Kurbelwelle 2 fort und verschiebt diese in Pfeilrichtung 11, bis sie im Paßlager 15 einseitig abliegt, wodurch der vom Abweisring 10 gebildete Dichtspalt zur Abdichtung des Raumes 12 in seiner Weite ebenfalls minimal gehalten wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Kombinationsdichtung, insbesondere für Verbrennungsmotoren, bestehend aus einer Radialdichtung und einer Axialdichtung mit nach außen hin kegelförmig abgeschrägter Lippe für die Verwendung zwischen einer drehenden Welle mit Flansch und einem gehäusefesten Bauteil, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialdichtung aus einem topfförmigen metallischen Ring (10) besteht, dessen abgewinkelte schneidenförmig zulaufende Kante (13) derart ausgebildet ist, daß bei einer die Drehbewegung überlagernden axialen Verschiebebewegung der Kurbelwelle (2) der an dieser befestigte Wellenflansch (3) ein Umbördeln und gegebenenfalls ein Abschleifen für einen im wesentlichen berührungsfreien Dichtungsspalt bewirkt.

2. Kombinationsdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abweisring mit dem Außenring r*er Radialdichtung (S) als einstückiges Bauteil (14) aasgebildet ist.