DE29580388U1 - Vorrichtung mit einem Gehäuse - Google Patents
Vorrichtung mit einem GehäuseInfo
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Description
WO 96/00858 PCT/DE95/00839
Vorrichtung mit einem Gehäuse
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einem Gehäuse, das aus mindestens zwei Einzelteilen (Gehäuseteil, Deckelteil)
besteht, die unter Verwendung elastischen Dichtungsmaterials flüssigkeitsdicht miteinander verbunden sind.
Derartige Vorrichtungen oder allgemeine Baugruppen können in dem Gehäuse unterschiedliche Bauteile aufweisen, die
aus irgendwelchen Gründen gegenüber dem Außenraum abgedichtet sein müssen, z.B. ein Getriebe, oder aber auch,
was in der nachfolgenden Beschreibung besonders ausgeführt wird, ein rotierend angetriebenes Element, das durch eine
Flüssigkeitsfüllung gedämpft wird, so daß die Vorrichtung insgesamt ein Dämpfungselement bildet. Obwohl die Erfindung
hierauf nicht beschränkt ist, sondern, wie bereits gesagt, in allen Fällen anwendbar ist, in denen eine Abdichtung
des Innenraums eines Gehäuses erforderlich ist, wird im folgenden lediglich hoch von dem Dämpfungselement
gesprochen. Solche Dämpfungselemente werden in den verschiedenen Arten von Produkten eingesetzt, darunter auch
bei Teilen der Kraftfahrzeuginnenausstattung (Münzboxen, Ablagefächer, Aschenbecher, Sonnenrollos)und ähnliches,
bei denen es darauf ankommt, ein von einer Feder angetriebenes Bauteil (z.B. den eigentlichen Aschenbecher) in seiner
Bewegung durch das Dämpfungselement in geeigneter Weise abzubremsen, um eine relativ langsame gleichmäßige Bewegung
zu erhalten. -
Solche Dämpfungselemente können aber auch für Außenteile, wie Tankdeckel oder Spiegel verwendet werden. .'...
Auch in anderen Branchen sind.derartige Dämpfungselemente
WO 96/00858 PCT/DE95/00839
einsetzbar, z.B. werden sie bereits in der. Unterhaltungselektronik
(Kasettengeräte, CD-Abspielgeräte, Audiogeräte) und bei Haushaltsgeräten verwendet. Ein: künftiger Einsatz,
z.B. in der Möbelindustrie, wo bisher gelegentlich Gasdruckfedern oder Reibungselemente zum Abbremsen der Bewegung
von Möbelteilen (z.B. einer herunterklappbaren, um eine waagerechte Achse schwenkbaren Tür) verwendet wurden,
sind denkbar.
Gehäuse mit einem Gehäuseteil und einem Deckelteil für Dämpfungselemente, bei denen im Inneren des im wesentlichen
rotationssymmetrischen Gehäuses ein Wirbelelement angeordnet ist, das eine eine runde Öffung des Gehäuses
durchdringende Welle und eine mit dieser verbundene, im wesentlichen in einer Ebene rechtwinklig zur Längsachse
der Welle verlaufende Scheibe aufweist, die in einer 01-füllung läuft, und durch möglicherweise vorhandene Vorsprünge
gewünschte Flüssigkeitsreibung erzeugt, erfordern wegen der Flüssigkeitsfüllung eine Abdichtung einerseits
zwischen den beiden Gehäuseteilen, andererseits zwischen der Welle und dem Rand der Bohrung desjenigen Gehäuseteils,
durch das die Welle hindurchgeht. Insbesondere im Kraftfahrzeugsektor, wo hohe TemperatürSchwankungen auftreten
können, bei denen das Dämpfungselement noch funktionssicher arbeiten und insbesondere dicht bleiben muß, bestehen
hohe Anforderungen an die Dichtheit. Die Anforderungen können möglicherweise in anderen Verwendungsbereichen
geringer sein.
Bisher wurde die Abdichtung durch separate Dichtungen, ■ insbesondere O-Ringe oder ringförmige Flachdichtungen
{Runddichtungen) verwirklicht. Durch derartige Dichtungen kann das Dämpfungselement·sicher abgedichtet werden, allerdings
kommen hierbei zusätzlich zu den ohnehin unbedingt erforderlichen Bauelementen nocH die beiden genann- '
WO 96/00858 PCT/DE95/00839
ten Dichtungselemente hinzu. Um die Kosten zu verringern,,
wurde auch versucht, nur mit einer einzigen separaten ·· Dichtung oder" ohne separate Dichtung auszukommen, wobei im
letztgenannten Fall somit das Dämpfungselement keinerlei Dichtungsmaterial aufweist, sondern versucht wird, durch
enge Toleranzen eine weitestgehende Abdichtung zu erzielen. Es versteht sich, daß bei Dämpfungselementen ohne
Dichtung besonders bei Anwendungsbereichen mit hohen Temperaturschwankungen Funktionsschwierigkeiten nicht auszuschließen
sind.
Neben den hohen Kosten beim Vorhandensein von zwei separaten Dichtungen haben diese bekannten Vorrichtungen noch
den Nachteil, daß eine Miniaturisierung der Vorrichtungen, insbesondere Dämpfungselemente erschwert ist, weil auch
die separat einzusetzenden Dichtungen in immer kleineren Abmessungen hergestellt und montiert werden müssen.
Weiterhin haben auch die genannten Dichtungen, z.B. O-Ringe
nicht vernachlässigbare Toleranzen, und zwar sowohl innerhalb von Fertigungslosen,, als auch hauptsächlich zwischen
unterschiedlichen Fertigungslosen. Die Folge ist, daß es, wenn auch nur selten, zu Undichtigkeiten kommen
kann.
Auch in DE 39 21 326 Al wird eine Lösung vorgeschlagen, wie
ein Rotations-Dämpfuhgselement aufgebaut und mit welchen
Prozeßschritten es hergestellt werden, kann. Auch dieser Vorschlag
sieht den herkömmlichen Aufbau vor mit Gehäuse 13, Deckel 15,^ Rotor 19, Zahnrad 20 und O-Ring 32, der die Abdichtung
des Rotors 19 zum Deckel 15 übernimmt.. Eine Besonderheit
besteht lediglich darin,, daß. die nötige Abdichtung
zwischen· Gehäuse 13 und Deckel 15" nicht mit Hilfe einer separaten"
Dichtung erreicht wird, sondern dadurch, daß die
vormontierte'Anordnung 34," bestehend aus Gehäuse 13, Deckel
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. 15, Rotor 19, Zahnrad 20 und O-Ring 32, zunächst in eine geöffnete
Form 35 eingelegt wird, diese dann geschlossen und anschließend die Anordnung 34 in ein geschmolzenes Harz eingebettet
wird. Ein abschließender Arbeitsgang, bei dem in der so gewonnenen Baueinheit das Gehäuse 13 mit dem Deckel
15 verschweißt wird, sorgt für die endgültige Abdichtung.
Dem Vorteil, daß bei korrekter Prozeßgestaltung eine in hohem Maße zuverlässige Abdichtung zwischen Gehäuse 13 und
Deckel 15 erreicht werden kann, stehen jedoch zwei Nachteile entgegen, es wird nämlich zur ebenso bedeutsamen Abdichtung
zwischen Rotor 19 und Deckel 15 weiterhin ein O-Ring mit
seinen durch Toleranzen bedingten Nachteilen eingesetzt, und die zur Abdichtung zwischen Gehäuse 13 und Deckel 15 vorgeschlagenen
Fertigungsschritte sind sehr aufwendig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art die Qualität der Abdichtung
zu verbessern.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß mindestens eines der Einzelteile (Deckelteil) zwei Materi-\
alkomponenten aufweist, deren eine das Dichtungsmaterial ist und eine Dichtung bildet, wobei höchstens eine dieser
beiden Materialkomponenten als Vorformling oder Einlegeteil in einer Spritzform mit dem Dichtungsmaterial durch
Anspritzen verbunden ist, oder aber beide Komponenten in einer Zwei-Komponenten-Spritzform zusammen gespritzt sind.
Deswegen,, weil die Dichtung (unter der Annahme der. Verwendung
eines Einlegeteils) an das betreffende Einzelteil in
einer Spritzform angespritzt wird, wobei· das Dichtungsmaterial .den Raunt zwischen dem betreffenden Einzelteil (bei
der. .es sich im Ausführungsbeispiel um das als. Deckel bezeichnete
Gehäuseteil handelt), und der Innenwandung der . .
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Spritzform völlig ausfüllt, liegt die Dichtung an dem betreffenden
Einzelteil vollständig an, und somit sind Toleranzabweichungen im Berührungsbereich mit dem genannten
Einzelteil ausgeschlossen. Es bestehen somit lediglich noch Toleranzen für das gesamte, bereits die Dichtung aufweisende
Einzelteil. Letzteres trifft auch bei Anwendung des Zwei-Komponenten-Spritzens zu.
Die Dichtung muß im Berührungsbereich mit dem anderen Material
des Gehäuseteils, mit dem sie in der Spritzform verbunden worden ist, sehr gut oder absolut abdichten.
Dies kann dadurch erreicht werden, daß beim Spritzvorgang das Dichtungsmaterial sich mit dem anderen.Material des
Einzelteils ausreichend dicht verbindet, z.B. durch eine durch entsprechende Oberflächengestaltung des in die Form
eingelegten Teils bewirkte Verklammerung, und/oder durch Klebewirkung des Dichtungsmaterials an dem anderen Material,
und/oder durch ein Verschmelzen bzw. Verschweißen der Materialien der beiden Materialkomponenten im Bereich von
deren Berührungsfläche. In allen genannten Fällen kann das nicht aus Dichtungsmaterial bestehende Teil als vorher
hergestelltes separates Teil in die Spritzform eingesetzt ■ werden, bevor das Dichtungsmaterial eingespritzt wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird
jedoch das Einzelteil zusammen mit ihrer Dichtung im Zwei-Komponenten-Spritzverfahren
,in einer einzigen Form"hergestellt, wodurch insbesondere bei hohen Stückzahlen die Kosten
gegenüber der bekannten Ausführungsformen mit separaten
Dichtungen merklich gesenkt werden können.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
der Erfindung anhand der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigt, und auch' aus'den'Ansprüchen. Die
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einzelnen Merkmale können.je einzeln,für sich oder zu mehreren
in beliebiger Kombination bei einer Ausführungsform der Erfindung verwirklicht sein. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Dämpfungselement,
Fig. 2 die Einzelheit II in Fig. 1 in vergrößerter Darstellung,
Fig. 3a-3d die Einzelteile der in Fig. 1 gezeigten Anordnung in einer Explosionsdarstellung in perspektivischer
Ansicht,
Fig. 4a die Materialkomponenten des Gehäusedeckels in und 4b perspektivischer Ansicht und geschnitten, wobei im
Vergleich zu Fig. 3c der Gehäusedeckel in umgekehrter Darstellung {oben und unten vertauscht)
dargestellt ist,
Fig. 5 in einer den Fig. 4a und 4b entsprechenden Darstellung die geschnittene perspektivische Ansicht
des kompletten Gehäusedeckels. ··;
Ein Dämpfungselement 1 weist ein aus gespritztem Kunststoff
bestehendes Gehäuseteil 3 auf, das zwei nach oben und außen ragende federnde Vorsprünge 5 aufweist, mit deren Hilfe das
Gehäuseteil 3 durch Einrasten in einem entsprechend konstruierten Gerät oder Kraftfahrzeugteil befestigt werden kann.
Das im.übrigen im wesentlichen kreiszylindrische Gehäuse 3 weist einen Innenraum.7 auf, in dem auf einem Führungsbolzen
9 zentriert eine mit einer Welle 11 einstückig gespritzte Wirbelscheibe 13.angeordnet ist. Die Welle 11 geht durch eine
in einem. Deckelteil. 15 angeordnete _ zentrische runde Aussparung,
17 hindurch. Außerhalb des.durch.das Gehäuseteil 3
und das Deckelteil.15 gebildeten Gehäuses ist auf ein.Sechs-
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kantprofil. 19 (siehe auch Fig. 3b) der Welle 11 ein Zahnrad
21 drehfest aufgesetzt, mit dessen Hilfe die Welle 11 mit
Wirbelscheibe 13 in rotierende Bewegung versetzbar ist. Durch, eine im westentlichen alle verbleibenden Hohlräume des
Innenraums 7 ausfüllende Füllung eines geeigneten Öls wird dabei die Drehbewegung des Zahnrads 21 und somit die Bewegung
desjenigen Teils, das das Zahnrad 21 antreibt, gebremst oder gedämpft.
Das Deckelteil 15 ist aus einer ersten Materialkomponente
und aus einer zweiten Materialkomponente 32 aufgebaut. Die die Außenseite des Gehäuses teilweise bildende erste Materialkomponente
31, die bis auf die Aussparung 17 topfartig
ausgebildet ist, dient auch dazu, das Deckelteil 15 durch Einrasten in einem hochstehenden, umlaufenden Wandungsteil
33 des Gehäuseteils 3 zu befestigen.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung weist die Welle 11
in demjenigen Bereich, in dem sie mit der zweiten Materialkomponente 32 in Berührung ist, umlaufende Rillen 35 auf, in
die das gummielastische Material der zweiten Materialkomponente 32 durch elastische Verformung eindringt und eine
Mehrlxppendxchtung bildet. Stattdessen könnte auch die Welle 17 außen exakt kreiszylindrisch sein und die zweite Materialkomponente
32 vorragende umlaufende Dichtungslippen aufweisen.
Fig. 3a zeigt das Gehäuseteil 3, Fig. 3b zeigt die Welle
mit Wirbelscheibe 13 und Sechskant 19, Fig. 3c zeigt das Deckelteil 15, wobei lediglich beim" Blick in die Aussparung
.17 etwas, von der zweiten Materialkomponente 32 zu sehen ist.
Fig. 3d.zeigt" das Zahnrad 21. Fig. 3a bis 3d bilden in
Kombination: eine Explosionsdarstellung der ein Dämpfungselement,
bildenden Vorrichtung 1. \ ~ · ' ■ ":::*. ~ :\
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Auf der Wirbelscheibe 13 sind Vorsprunge 3 5 vorhanden,' durch
deren Gestaltung die Dämpfungseigenschaften im Zusammenwirken
mit den übrigen Abmessungen des Dämpfungselements und den Eigenschaften des verwendeten Öls geeignet bestimmt· werden
können. Das Deckelteil 15 ist im Ausführungsbeispiel im Zwei-Komponenten-Spritzverfahren zum Teil aus einem" thermoplastischen
Kunststoff, der die erste Materialkomponente bildet, hergestellt, wobei der nur diese Materialkomponente
31 umfassende Teil in Fig. 4a gezeigt ist. Durch Einspritzen einer weiteren Materialkomponente, nämlich der zweiten Materialkomponente
32 in die gleiche Spritz-Gieß-Form, wobei der in Fig. 4b bezeigte Teil zu dem in Fig. 4a gezeigten Teil
hinzugefügt und mit diesem innig verbunden wird, entsteht das in Fig. 5 in perspektivischer und' axial geschnittener
Darstellung gezeigte Deckelteil 15. Die zweite Materialkomponente enthält vorzugsweise ein elastisches und spritzfähiges
Material, z.B.
- thermoplastisches Elastomer (TPE) wie etwa auf Basis von
- Styrol-Butylen-Styrol (SBS)
- Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol (SEBS)
Polypropylen-EPDM
- thermoplastischen Kautschuk
- thermoplastisches Polyurethan-Elastomer (TPU)
- thermoplastischen Copolyester oder Copolyether
oder andere, wobei diese zweite Materialkomponente fest
und dicht an der ersten Materialkomponente 31 haftet. Der Begriff elastisch schließt auch gummielastisch ein.
Bei thermoplastischem Kautschuk handelt es sich\ um ein po-'
lyolefinisches Material,, das einem Yulkanisierverfahren
unterzogen wird, wobei vernetzte: Kautschukpartikelchen von
mikroskopischer- Größe.; entstehen,, die. in, einer, kontinuierlichen
Matrix von thermoplastischem: Material' verteilt.-sind.
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Das fertige Deckelteil weist eine im montierten Zustand in der Darstellung; der Fig. 1 nach unten weisende, in Fig, 5
(die das Deckelteil in umgekehrter Darstellung zeigt) jedoch
nach oben weisende Dichtfläche 41 auf, die durch einen ringförmigen Bereich der zweiten Materialkomponente 32
gebildet wird und in Axialrichtung über den äußeren Randbereich der ersten Materialkomponente 31 in Fig. 1 nach
unten (in Fig. 5 nach oben) vorsteht. Dieser Dichtungsbereich 41 liegt bei fertig montierter Vorrichtung fest an
einer zugeordneten Gegenfläche 43 des Gehäuseteils 3 an und bildet eine Abdichtung zwischen den beiden Gehäuseteilen.
Zur Abdichtung des Deckelteils 15 gegenüber der Welle 11 dient ein radial innen liegender Teil 45 der zweiten
Materialkomponente 32, der einerseits an einer parallel zum flachen Boden 10 (Fig. 1, Fig. 3a) verlaufenden Fläche
47 der ersten Materialkomponente 31 anliegt und andererseits über weite Teile des Umfangs an einer im Ausführungsbeispiel
rechtwinklig zur Fläche 47 verlaufenden Schulter 49 der ersten Materialkomponente 31 anliegt.
Wie Fig. 5 zeigt, ragt die zweite Materialkomponente 32 in
diesen Bereich nach innen über die Begrenzungsfläche der
Aussparung 17 vor und kann somit eine Abdichtung gegenüber der Welle 11 bewirken, die mit der Innenfläche der Aussparung
17, die von der ersten Materialkomponente 31 gebildet wird, aus Abdichtungsgründen nicht in Kontakt sein muß,
jedoch aus Stabilitätsgründen zweckmäßigerweise in Kontakt sein kann, damit die Reaktionskräfte des Zahnrads von der
ersten Materialkomponente des Deckelteils 15 aufgenommen
werden können.
Die zweite Materialkomponente 32 bildet, wie besonders Fig. 4b zeigt, im wesentlichen zwei ringförmige Bereiche,
nämlich den radial weiter außen liegenden Bereich 41 und
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den radial weiter innen liegenden Bereich 45. Diese sind durch radial verlaufende Stege 53 miteinander verbunden.
Im Ausführungsbeispiel sind dies insgesamt 3 Stege 53. Die
Stege 53 lassen in Umfangsrichtung gesehen zwischen sich Aussparungen 55 frei, durch die hindurch Bereiche 57 der
ersten Materialkomponente 31 in Richtung auf den Boden 10 des Gehäuses 33 zu ragen. Gegenüber diesen Bereichen 57
springen die Stege 53 zurück. Der Grund für diese Maßnahme liegt in der Fertigung durch Zweikomponentenspritzen.
Zur Bildung der Stege 53 weist die erste Materialkomponente 31 gegenüber den Bereichen 57 zurückspringende Bereiche
59 auf, vgl. besonders Fig. 4a.
Im Beispiel hat das Gehäuse einen Außendurchmesser von etwa
10 mm. Die übrigen Abmessungen können der weitgehend maßstäblichen Zeichnung entnommen werden.
Claims (15)
1. Vorrichtung mit einem Gehäuse mit mindestens zwei Einzelteilen {Gehäuseteil, Deckelteil), die unter
Verwendung elastischen Dichtungsmaterials flüssigkeitsdicht miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens eines der Einzelteile (Deckelteil) zwei Materialkomponenten aufweist, deren
eine das Dichtungsmaterial ist und eine Dichtung bildet, wobei höchstens eine dieser beiden Materialkomponenten
als Vorformling oder Einlegeteil in einer Spritzform mit dem Dichtungsmaterial durch Anspritzen
verbunden ist, oder aber beide Komponenten in einer Zwei-Komponenten-Spritzform zusammen gespritzt
sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei dem mindestens eines der Einzelteile eine Aussparung zum abgedichteten
Aufnehmen eines durch die Aussparung hindurchgehenden stabförmigen Teils, insbesondere einer relativ
zu dem betreffenden Einzelteil drehbaren Welle aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Einzelteil
im Bereich der Aussparung eine in einer Spritzform angespritzte oder durch Zwei-Komponenten-Spritzen
gebildete Dichtung aufweist.
3. Vorrichtung nach.Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das die Dichtung aufweisende Einzelteil (Deckelteil) in einer einzigen Spritzform durch
Zwei-Komponenten-Spritzen aus dem Dichtungsmaterial
. und einem.vom Dichtungsmaterial verschiedenen Kunststoff
hergestellt ist.. . · : . ... ■ -:
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4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2 oder nach den Ansprüchen
1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung zum Abdichten gegenüber dem anderen Einzelteil
und die Dichtung zum Abdichten gegenüber dem
. stabförmige^ Element in einem einzigen Spritzvorgang
hergestellt sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungen miteinander verbunden sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen den beiden Dichtungen
durch Dichtmaterial in Form von Stegen vorhanden ist, derart, daß im Bereich zwischen benachbarten
Stegen das vom Dichtmaterial verschiedene Material des betreffenden Einzelteils freiliegt.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungsmaterial
einen spritzfähigen, elastisches Thermoplasten oder einen elastischen thermoplastischen Elastomer aufweist,
insbesondere auf der Basis von
Styrol-Butylen-Styrol (SBS)
- Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol (SEBS) Polypropylen-EPDM.
- Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol (SEBS) Polypropylen-EPDM.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungsmaterialt
einen spritzfähigen thermoplastischen Kautschuk aufweist. ■ · ...■·... - :
9. .-·Vorrichtung nach einem der Ansprüche &iacgr; bis &,
"dadurch gekennzeichnet,' daß das Dichtungsmaterial thermoplastischen Polyurethan-Elastomer TPU '
WO 96/00858 PCT/DE95/00839
aufweist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungsmaterial
thermoplastischen Copolyester- oder Copolyether-Elastomer
aufweist.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Spritzform
gemeinsam mit dem Dichtungsmaterial verarbeitete Material Polyethylen oder Polypropylen oder ABS oder
Polyamid oder Polycarbonat oder Kombinationen davon aufweist, mit oder ohne Füllstoffanteile.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Spritzform
gemeinsam mit dem Dichtungsmaterial verarbeitete Material Polypropylen aufweist, und das Dichtungsmaterial
selbst auf Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol (SEBS) oder auf Polypropylen-EPDM basiert.
13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungsmaterial
eine Shore-Härte im Bereich von 15 bis 85 Shore A aufweist.
14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie in dem Gehäuse ein
von außen rotierend antreibbares Bauteil und vorzugsweise eine Flüssigkeit, insbesondere Öl, enthält
.
15. ' Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß sie ein Dämpfungselement ist.
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