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Die
Erfindung betrifft eine Dichtungseinheit nach dem Oberbegriff des
Anspruches 1.
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Bei
einer bekannten Dichtungseinheit dieser Art (
EP 0 371 587 A1 ) ist eine
Gleitringdichtung vorgesehen, die den Gleitring und den Gegenring
aufweist. Der Gleitring ist in einem verdickten Endteil der Sekundärdichtung
teilweise eingebettet. Auf der vom Gleitring abgewandten Seite des
verdickten Endteiles steht der hohle Ansatz vor, dessen freies Ende über einen
Falz in einem Gehäuse
festgeklemmt ist. Das Gehäuse
sitzt mit einem verlängerten
zylindrischen Teil auf der abzudichtenden Welle auf. Der Ansatz
der Sekundärdichtung
hat bis auf das eingeklemmte freie Ende radialen Abstand von der
auf der Welle drehfest sitzenden Buchse des Gehäuses. Bei der Dichtungseinheit
muß die
Buchse auf die abzudichtende Welle aufgepreßt werden. Da der hohle Ansatz
mit radialem Abstand die Buchse umgibt, ist eine genaue Zentrierung
des Gleitringes gegenüber der
abzudichtenden Welle bzw. der Buchse nicht gewährleistet. Der Ansatz hat über seine
axiale Länge größeren Durchmesser
als die abzudichtende Welle. Zudem wird mit dem Ansatz eine Zentrierung
des Gleitringes nicht erreicht, da die Sekundärdichtung einen Innendurchmesser
hat, der größer ist
als der Außendurchmesser
der Welle bzw. der Buchse des Gehäuses. Zudem erstreckt sich
der Ansatz vom verdickten Endteil aus entgegengesetzt zum Gleitring.
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Es
ist auch eine Dichtungseinheit bekannt (
EP 0 227 282 B1 ), bei der
eine Gleitringdichtung vorgesehen ist, deren Gleitring am Gegenring
anliegt.
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Aus
der
FR 2 182 272 ist
eine Dichtungseinheit bekannt, bei der der Gleitring die Laufbuchse
mit Abstand umgibt, die drehfest auf der Welle sitzt.
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Die
US 3 355 178 zeigt eine
Dichtungseinheit mit einem Ringelement, an dem dichtend ein radial nach
außen
verlaufender Flansch anliegt, der an einer die Welle mit radialem
Abstand umgebenden Hülse
vorgesehen ist.
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Bei
einer weiteren bekannten Dichtungseinheit (
US 4 335 887 ) ist ein Dichtring vorgesehen,
der einen Grundkörper
aufweist, der an beiden Enden mit Dichtlippen versehen ist, die
dichtend an einer flexiblen Stange anliegen. Bei dieser Dichteinheit
ist lediglich ein Dichtelement vorgesehen, das durch ein Ringelement
aus Kunststoff axial gesichert wird.
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Die
DE 42 03 391 A1 zeigt
eine Dichtungseinheit für
eine Wasserpumpe einer Brennkraftmaschine. Der Gleitring der Gleitringdichtung
dieser Dichtungseinheit sitzt auf einem zylindrischen Teil eines
Gehäuses,
das die Rotorwelle mit großem
Abstand umgibt.
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Die
GB 1 395 157 zeigt eine
Dichtungseinheit mit einer Gleitringdichtung, bei der der Gleitring unter
der Kraft einer Druckfeder am Gegenring anliegt. Die Abdichtung
gegenüber
der Welle erfolgt durch einen O-Ring, der in einer ringförmigen Ausnehmung
des Gleitringes untergebracht ist.
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Die
DE 502 606 C zeigt
eine Lagerdichtung mit einem Abdichtungsblech, das auf dem äußeren Lagerring
gelagert ist. Durch das Abdichtblech werden eine Scheibe und ein
Ring angepreßt,
die beide aus Filz bestehen und zur Abdichtung dienen.
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Schließlich zeigt
die
US 3 061 319 einen
Reibring, der drehfest auf der Welle sitzt und auf dessen halbkreisförmigem Vorsprung
der Gleitring reibschlüssig
aufliegt. Der Reibring dient dazu, gegen die Welle und gegen den
Gleitring abzudichten. Der Vorsprung ist so ausgebildet, daß er beim
Aufschieben des Reibringes nicht elastisch verformt wird, um den Gleitring
zu zentrieren. Der Vorsprung hat lediglich eine im Axialschnitt
halbkreisförmige
Außenseite,
die in begrenztem Maße
eine Anpassung des Gleitringes an nicht rundlaufende Wellen ermöglicht.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Dichtungseinheit
so auszubilden, daß sie
einfach montiert werden kann und der Gleitring gegenüber der
Welle zuverlässig
zentriert wird.
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Diese
Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen Dichtungseinheit
erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
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Bei
der erfindungsgemäßen Dichtungseinheit
hat der hohle Ansatz der Sekundärdichtung
in Höhe
des Gleitringes einen Innendurchmesser, der kleiner ist als der
Außendurchmesser
der abzudichtenden Welle. Dies hat zur Folge, daß im Einbauzustand der hohle
Ansatz beim Aufschieben auf die Welle in Höhe des Gleitringes elastisch
so verformt wird, daß der
Ansatz an der Welle und an der Innenwandung des Gleitringes anliegt.
Aufgrund der elastischen Verformung des Ansatzes können größere Fertigungstoleranzen
bei der Herstellung des Gleitringes und des Ansatzes zuverlässig ausgeglichen werden.
Infolge der erfindungsgemäßen Ausbildung bildet
der Ansatz einen Dämpfungsteil,
mit dem eine genaue Zentrierung des Gleitringes gegenüber der Welle
sichergestellt ist. Bei der erfindungsgemäßen Dichtungseinheit ist die
Sekundärdichtung
so ausgebildet, daß sich
der Ansatz vom verdickten Endteil aus in Richtung auf den Gleitring
erstreckt.
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Weitere
Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der
Beschreibung und der Zeichnung.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispieles
näher beschrieben.
Die Zeichnung zeigt in Seitenansicht und im Axialschnitt eine erfindungsgemäße Gleitringdichtung.
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Die
in der Zeichnung dargestellte Dichtung ist eine Axialgleitringdichtung,
die Teil einer Wasserpumpe ist.
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Sie
hat eine Welle 1, die mit Lagern 2, im Ausführungsbeispiel
mit Wälzlagern,
drehbar gelagert ist. In der Zeichnung ist nur eines der Lager dargestellt.
Das Lager 2 hat Wälzkörper 3,
im Ausführungsbeispiel
Kugeln, die in einem Lagergehäuse 4 untergebracht
sind. Es wird in ein Pumpengehäuse 5 eingebaut,
das eine entsprechende Aufnahme 6 für das Lagergehäuse 4 hat.
Das Lagergehäuse 4 mit den
Wälzkörpern 3 ist
in bekannter Weise ausgebildet und wird darum nicht im einzelnen
beschrieben.
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In
das Lagergehäuse 4 ist
eine Abdeckscheibe 7 eingesetzt, die mit ihrem Rand in
eine Ringnut 8 in der Innenwandung eines äußeren Lagerringes 4a des
Lagergehäuses 4 eingreift.
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Zur
Abdichtung ist die Axialgleitringdichtung vorgesehen, die gegenüber dem
Pumpengehäuse 5 bzw.
dem Lagergehäuse 4 durch
einen Zentrierring 9 zentriert wird. Er ist lose auf den
Lagerring 4a aufgesetzt, der am Außenumfang eine in seine Stirnseite 10 mündende,
umlaufende Vertiefung 11 aufweist. Der Zentrierring 9 hat über seinen
Umfang verteilt axial vorstehende Zentrierlappen 12, die
in die Vertiefung 11 ragen und am Lagerring 4a anliegen.
Die Zentrierlappen 12 haben eine axiale Länge, die
größer ist
als die Tiefe der Vertiefung 11. Dadurch läßt sich
der Zentrierring 9 sehr einfach axial so weit auf den Lagerring 4a aufschieben,
bis die Zentrierlappen 12 am Boden 13 der Vertiefung 11 anliegen.
Die Zentrierlappen 12 liegen außerdem im Bereich der Vertiefung 11 an
der äußeren Mantelfläche des
Lagerringes 4a an. Da die Zentrierlappen 12 in
Umfangsrichtung mit Abstand voneinander liegen, werden zwischen
benachbarten Zentrierlappen Durchlässe 14 gebildet, durch
welche beim Einsatz der Axialgleitringdichtung auftretende Dampflek kage
austreten kann. Das Pumpengehäuse 5 ist
mit entsprechenden Durchlaßöffnungen 15 versehen.
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Für die Zentrierung
des Zentrierringes 9 reicht eine geringe Zahl von Zentrierlappen 12 aus, die
dementsprechend mit großem
Abstand voneinander angeordnet sein können. Dadurch haben auch die
Durchlässe 14 für die Dampfleckage
ausreichend große
Querschnitte. Dadurch ist auch eine Zuordnung eines Auslasses im
Bereich des Lagergehäuses
und einer entsprechenden Durchlaßöffnung im Pumpengehäuse 5,
wie dies bei den bisher bekannten Ausführungen der Fall ist, nicht
erforderlich, so daß die
Montage wesentlich vereinfacht wird.
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Der
Zentrierring 9 hat einen zylindrischen Hals 16,
der entgegengesetzt zu den Zentrierlappen 12 gerichtet
ist und die Welle 1 mit geringem Abstand umgibt. Im Bereich
zwischen den Zentrierlappen 12 und dem Hals 16 ist
der Zentrierring mit einer umlaufenden Sicke 17 versehen,
die den scheibenförmigen radialen
Zentrierring 9 versteift.
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Am
Zentrierring 9 stützt
sich ein Dichtring 18 ab, der mit seiner zylindrischen
Außenmantelfläche 19 dichtend
an der Innenwandung der Aufnahme 6 des Pumpengehäuses 5 anliegt.
Dadurch ist das Pumpengehäuse 5 einwandfrei
abgedichtet. Vorteilhaft ist die Außenmantelfläche 19 profiliert,
im Ausführungsbeispiel
mit einem entsprechenden Wellenprofil versehen. Beim Einsetzen des
Dichtringes 18 in die Aufnahme 6 wird die profilierte
Außenmantelfläche 19 elastisch
verformt, so daß eine
einwandfreie Abdichtung erreicht wird. Der Dichtring 18 erstreckt sich
bis zum Hals 16 des Zentrierringes 9. In den Dichtring 18 ist
ein Gegenring 20 eingesetzt, an dem sich in bekann ter Weise
ein Gleitring 21 unter der Kraft einer Druckfeder 22 axial
abstützt.
Die Stirnseiten des Dichtringes 18 und des Gegenringes 20 liegen
vorteilhaft in einer gemeinsamen Radialebene. Der Innendurchmesser
des Gleitringes 21 ist größer als der Außendurchmesser
der Welle 1.
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An
einem radial nach außen
gerichteten Bund 23 des Gleitringes 21 liegt eine
balgförmige
Sekundärdichtung 24 mit
einem radial nach außen
gerichteten Ringflansch 25 an. An ihm liegt das eine Ende
der Druckfeder 22 an.
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Die
Sekundärdichtung 24 hat
einen an den Ringflansch 25 anschließenden Balgteil 26,
der auf einer zylindrischen Mantelfläche 27 eines zylindrischen
Ansatzes 28 des Gleitringes 21 aufliegt. Der Balgteil 26 verjüngt sich
kegelförmig
im Bereich vor dem Ansatz 28 des Gleitringes 21 und
geht in einen verdickten Endteil 29 über, der durch einen Federteller 30 gehalten
ist. Er sitzt drehfest auf der Welle 1 und stützt über den
Endteil 29 die Druckfeder 22 ab.
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Über die
Druckfeder 22 wird der Gleitring 21 fest gegen
den Gegenring 20 gedrückt
und auf diese Weise die erforderliche Abdichtung gewährleistet. Außerdem wird
auch der Zentrierring 9 durch die Kraft der Druckfeder 22 fest
auf das Lagergehäuse 4 gedrückt. Dadurch
ist es nicht erforderlich, den Zentrierring 9 gesondert
auf dem Lagergehäuse 4 zu
befestigen. Der Zentrierring wird lediglich lose auf das Lagergehäuse 4 aufgesetzt
und durch die Druckfeder 22 in der Einbaulage gehalten.
Dadurch ist eine sehr einfache Montage der Gleitringdichtung gewährleistet.
Sie wird in der beschriebenen Weise an das Lagergehäuse 4 angesetzt,
das dadurch eine herkömmliche Ausbildung
haben kann, insbesondere nicht axial über die Wälzkörper 3 hinaus verlängert werden
muß. Da
herkömmliche,
kurze Lagergehäuse 4 verwendet
werden können,
ergibt sich durch den Einsatz der Gleitringdichtung und deren Ankoppelung über den
Zentrierring 9 eine äußerst kostengünstige Fertigung.
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Mit
dem zylindrischen Hals 16 des Zentrierringes 9 lassen
sich beim Einbau der Gegenring 20 und der Gleitring 21 einwandfrei
zentrieren, so daß beim
Einbau dieser Einheit diese empfindlichen Dichtteile nicht beschädigt werden. Über den
Federteller 30 und die Sekundärdichtung 24 ist der
Gleitring 21 drehfest mit der Welle 1 verbunden,
während der
Gegenring 20 ortsfest angeordnet ist. Dadurch ergibt sich
eine besonders geringe axiale Länge
der Gleitringdichtung. Da die Aufnahme 6 des Pumpengehäuses 5 nach
außen
durch den Dichtring 18 abgedichtet ist, ist eine einwandfreie
Abdichtung des Lagers 2 sichergestellt.
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Der
Gleitring 21 ist auf der Welle 1 elastisch gedämpft angeordnet
und gegenüber
ihr zentriert. Als Dämpfungselement
dient ein axialer rohrförmiger Ansatz 31 der
Sekundärdichtung 24,
der nicht nur werkstoffelastisch wirkt, sondern darüberhinaus
eine solche Formgebung hat, daß er
auch formelastisch wirkt. Das freie Ende 32 des Ansatzes 31 ist
trichterförmig
erweitert ausgebildet und liegt an der zylindrischen Innenwandung 33 des
Gleitringes 21 an. Die Stirnseite 34 des trichterförmigen Endes 32 ist
teilkreisförmig
abgerundet, so daß Beschädigungen
der Innenwandung 33 des Gleitringes 21 ausgeschlossen
sind. Der Ansatz 31 der Sekundärdichtung 24 hat radialen
Abstand von der Innenwandung 33 des Gleitringes 21 und
liegt lediglich mit dem trichterförmigen Ende 32 linien förmig an
der Innenwandung 33 an. Am Übergang vom axialen Teil des
Ansatzes 31 in den trichterförmig erweiterten Teil 32 ist
der Ansatz 31 innenseitig mit einer umlaufenden vorstehenden Rippe 35 versehen,
deren Innendurchmesser im nicht eingebauten Zustand kleiner ist
als der Wellendurchmesser. Darum wird beim Einbau der Gleitringdichtung
der Ansatz 31 im Bereich der Rippe 35 auf den
Wellendurchmesser elastisch auf geweitet. Gleichzeitig wird hierbei
auch das trichterförmige Ende 32 des
Ansatzes 31 elastisch verformt, da es mit seiner Stirnseite 34 an
der Innenwandung 33 des Gleitringes 21 anliegt.
Auf diese Weise wird durch elastische Verformung eine Verspannung
des trichterförmigen
Endes 32 erreicht, die zur radialen Zentrierung sowie zur
axial wirkenden Dämpfung
des Gleitringes 21 führt.
Der Ansatz 31 geht ebenso wie der Balgteil 26 in
gleicher Höhe
in den verdickten Endteil 29 der Sekundärdichtung 24 über.
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Der
Ansatz 31 der Sekundärdichtung 24 besteht,
wie die gesamte Sekundärdichtung 24,
vorteilhaft aus Gummi, kann aber auch aus jedem anderen formelastischen
Material, beispielsweise aus Thermoplasten, bestehen.
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Da
der Ansatz 21, der als Dämpfungs- und Zentrierteil wirkt,
einstückig
mit der Sekundärdichtung 24 ausgebildet
ist, ergibt sich eine besonders einfache Ausbildung der Gleitringdichtung.
Die Welle 1 muß nicht
bearbeitet werden, insbesondere keine Ringnut zur Aufnahme eines
Dämpfungsringes
aufweisen.
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Bei
den bekannten Dämpfungsmaßnahmen muß in der
Welle eine Ringnut eingearbeitet werden, die einen Dämpfungsring
aufnimmt, auf welcher sich der Gleitring abstützt. Die Herstellung der Ringnut
ist mit erheblichen Kosten verbunden. Der Nutendurchmesser, der
Querschnitt des Dämpfungsringes
sowie der Innendurchmesser des Gleitringes müssen bei diesen bekannten Gleitringdichtungen
mit sehr engen Toleranzen gefertigt werden, um die erforderliche
Zentrierung zu erreichen bzw. um ein Verklemmen dieser Teile zu
verhindern. Bei der beschriebenen Ausbildung ist eine Ringnut zur
Axialsicherung des Dämpfungselementes 31 nicht
erforderlich. Infolge der beschriebenen elastischen Verformung müssen bei
der Fertigung des Gleitringes 21 und des Ansatzes 31 auch
keine engen Fertigungstoleranzen eingehalten werden. Dadurch läßt sich
die beschriebene Gleitringdichtung sehr kostengünstig fertigen. Dennoch ist
eine einwandfreie Zentrierung des Gleitringes 21 sichergestellt.
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Die
beschriebene Dämpfung
und Zentrierung mittels des Ansatzes 21 kann bei jeder
Art von Gleitringdichtung verwendet werden und ist nicht auf das
dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt.