WO2006008026A1 - Verfahren zur herstellung von dichtringen - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to a method for producing a sealing ring from a sealing ring blank, which was produced by means of a casting process.
  • sealing rings serve, in particular, on the one hand to prevent the escape of lubricants from a (bearing) region of the shaft and, on the other hand, to prevent the penetration of dust and dirt particles into the (bearing) region.
  • the sealing rings are often made of an elastic material, in particular a plastic, and can be provided for stabilization with a metallic reinforcement and / or a metallic Fe ⁇ . An example of such a sealing ring is described in DE 101 54 092 A1.
  • sealing rings are usually carried out by means of an injection molding process in which the metallic Ar ⁇ tion of the sealing ring is inserted into an injection mold and surrounded with an elastomer composition, which is pressed by means of an extruder into the heated injection mold. Due to this casting process, the sealing ring blank is provided with a sprue area, which must be removed after removal of the sealing ring from the injection mold in order to obtain the finished sealing ring.
  • the removal of the sprue area takes place with the aid of a cutting method:
  • the sealing ring is rotated about its axis of symmetry in a rotary machine; a lance-like cutting tool penetrates at a predetermined cutting angle to the rotation axis in the rotating sealing ring blank, separates the sprue from and is then retracted back to its original position.
  • the cutting area Due to the casting geometry of the sealing ring, the cutting area is usually in the immediate vicinity of the sealing lip. If the blade of the cutting tool is not sharp enough, or if the cutting tool does not touch the desired cutting area (eg due to tolerances in the sealing ring geometry), sealing lip damage may occur during retraction of the cutting tool. Such injuries result in the sealing ring no longer being properly sealed in the later operation and thus being defective.
  • the object of the invention is to refine the cutting method for separating the sprue area in such a way that injuries to the sealing lip of the sealing ring are avoided.
  • the cutting tool is rotated after separation of the An ⁇ casting area about an axis which runs approximately parallel to the feed axis of the cutting tool. In this angular position, the cutting tool is withdrawn from the region of the sealing lip. This has the consequence that during the retraction of the cutting tool not his Schneidkan ⁇ te, but a cutting edge of adjacent, blunt Be ⁇ rich rests on the sealing lip. While retreating can The cutting tool thus no longer cut into the sealing ring ein ⁇ and thus cause no injury to the sealing lip more. In this way, injuries to the sealing lip are effectively avoided - regardless of how sharp the Schneid ⁇ tool or whether the dimensioning of the sealing ring is tole ⁇ ranzbehaftet.
  • the invention comprises an easily executable additional process step;
  • the invention is therefore inexpensive to implement without much additional effort.
  • a rotation of the cutting tool by a few degrees is completely sufficient to achieve the described effect.
  • a small angle of rotation has the advantage in the case of a lance-shaped cutting tool that the rotated cutting tool exerts only small (compressive) forces on the sealing ring during the retraction.
  • FIG. 1 is a schematic sectional view of a sealing ring blank with a cutting tool acting on the sealing ring blank.
  • FIG. 2 shows a plan view of a cutting region of the cutting tool.
  • FIG. 1a shows a sealing ring blank 1 ', which is produced in an injection molding process by encasing a metallic armouring piece 2 with an elastomer compound ("rubber") has been.
  • the heated elastomer composition is pressed into an injection mold via a feed channel (sprue); this feed channel is located in a sprue area 3 of the sealing ring blank 1 ', which must be removed after the casting process in order to obtain the finished sealing ring 1 (shown in FIG. 1b).
  • a metallic spring 4 is provided, which is shown by dashed lines in the figures.
  • the seal ring blank 1 ' (not shown included in the figures) in a' rotary machine and to its axis of symmetry 5 rotates (arrow 6).
  • the separation takes place with the aid of a cutting tool 7 with a lance-shaped cutting area 8, in which a cutting edge 9 is provided.
  • the cutting tool 7 is accommodated in a handling device (not shown in the figures), with the aid of which it can be advanced or withdrawn along a feed axis 10.
  • the feed axis 10 is arranged at a predetermined angle 11 with respect to the rotation axis 5, which is preferably in a range between 30 ° and 60 ° (in the present exemplary embodiment at approximately 45 °).
  • FIG. 2 shows a preferred embodiment of the cutting region 8, which, in addition to a cutting tip 12 and the first cutting edge 9, also has a second cutting edge 9 '. If the first cutting edge 9 is worn, then the cutting tool 7 can be rotated by 180 ° about the feed axis 10 by a rotation, so that now instead of the first cutting edge 9, the second cutting edge 9 'is used.
  • the cutting tool 7 is in such a manner opposite the sealing ring blank 1 'orien- that a plane defined by the cutting edge 9, 12, 9 'is perpendicular to the plane defined by the feed axis 10 of the cutting tool 7 and the axis of rotation 5 of the sealing ring blank 1'. If the cutting tool is moved along the feed axis 10 in the direction of the sealing ring blank 1 '(arrow 13), then it cuts into the rotating sealing ring blank 1' with the cutting tip 12 and the cutting edge 9 and separates the sprue area in a cutting region 14 3 off. In this way, a sealing lip 15 is formed on the sealing ring 1 '(see FIG. 1b).
  • the cutting tool 7 is rotated by a few degrees about an axis 10 'which coincides with the feed axis 10 (arrow 16); the position of the cutting tool 7 achieved by this rotation 16 is greatly exaggerated in FIG. 1b.
  • the rotation 16 has the consequence that the cutting edge 9 is lifted off the sealing ring 1.
  • the cutting tool 7 is withdrawn (arrow 17).
  • the cutting edge 9 no longer rests on the upper side 18 of the sealing lip 15 during the retraction movement 17.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Dichtrings (1) aus einem Dichtring-Rohling (1'), der mit Hil­fe eines Spritzgussverfahrens hergestellt ist. Zum Abtrennen eines an den Dichtring-Rohling (1') angegossenen Angussbe­reichs (3) wird der Dichtring-Rohling (1') in Rotation (6) versetzt. Mit Hilfe eines linear verschiebbaren Schneidwerk­zeugs (7) wird in einem Schneidbereich (14) der Angussbereich (3) vom Dichtring (1) getrennt, wodurch auf dem Dichtring (1) eine Dichtlippe (15) ausgebildet wird. Nach dem Abtrennen des Angussbereichs (3) wird das Schneidwerkzeug (7) um eine Achse (10') gedreht, welche nâherungsweise parallel zu einer Vor­schubachse (10) des Schneidwerkzeugs (7) verläuft, und wird in dieser Winkelstellung aus dem Schneidbereich (14) zurück­gezogen. Dadurch wird erreicht, dass eine Schneidkante (9) des Schneidwerkzeugs (7) während der Rückzugsbewegung nicht auf der Dichtlippe (15) aufliegt. So wird vermieden, dass die empfindliche Dichtlippe (15) während dieser Rückzugsbewegung durch die Schneidkante (9) verletzt wird.

Description

Verfahren zur Herstellung von Dichtringen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Dichtrings aus einem Dichtring-Rohling, welcher mit Hilfe ei¬ nes Gussverfahrens hergestellt wurde.
In Motoren und Aggregaten für Kraftfahrzeuge kommen an rotie¬ renden Wellen, wie z.B. Kurbelwellen oder Achswellen, viel¬ fach Radialwellendichtringe zum Einsatz. Diese Dichtringe dienen insbesondere dazu, einerseits das Austreten von Schmierstoffen aus einem (Lager-)Bereich der Welle zu vermei¬ den und andererseits das Eindringen von Staub und Schmutzpar¬ tikeln in den (Lager-)Bereich zu verhindern. Die Dichtringe sind oftmals aus einem elastischen Werkstoff, insbesondere einem Kunststoff, gefertigt und können zur Stabilisierung mit einer metallischen Armierung und/oder einer metallischen Fe¬ der versehen sein. Ein Beispiel eines solchen Dichtrings ist in der DE 101 54 092 Al beschrieben.
Die Herstellung dieser Dichtringe erfolgt in der Regel mit Hilfe eines Spritzgussverfahrens, bei dem die metallische Ar¬ mierung des Dichtrings in ein Spritzgießwerkzeug eingelegt und mit einer Elastomermasse umgössen wird, welche mit Hilfe eines Extruders in das erhitzte Spritzgießwerkzeug einge- presst wird. Aufgrund dieses Gussverfahrens ist der Dicht- ring-Rohling mit einem Angussbereich versehen, der nach der Entnahme des Dichtrings aus dem Spritzgießwerkzeug entfernt werden muss, um den fertigen Dichtring zu erhalten. Das Entfernen des Angussbereichs erfolgt mit Hilfe eines Schneidverfahrens: Der Dichtring wird in einer Rundlaufma¬ schine um seine Symmetrieachse rotiert; ein lanzenartiges Schneidwerkzeug dringt unter einem vorgegebenen Schneidwinkel zur Rotationsachse in den rotierenden Dichtring-Rohling ein, trennt den Angussbereich ab und wird anschließend wieder in seine Ausgangsstellung zurückgezogen. Der Schneidbereich be¬ findet sich - bedingt durch die Gießgeometrie des Dichtrings - in der Regel in unmittelbarer Umgebung der Dichtlippe. Falls die Klinge des Schneidwerkzeugs nicht scharf genug ist, oder falls das Schneidwerkzeug (z.B. aufgrund von Toleranzen in der Dichtringgeometrie) nicht genau im gewünschten Schneidbereich aufsetzt, können während des Rückziehens des Schneidwerkzeugs Verletzungen der Dichtlippe auftreten. Sol¬ che Verletzungen haben zur Folge, dass der Dichtring im spä¬ teren Betrieb nicht mehr richtig dichtet und somit defekt ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Schneidverfah¬ ren zum Abtrennen des Angussbereichs in einer solchen Weise weiterzuentwickeln, dass Verletzungen der Dichtlippe des Dichtrings vermieden werden.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der An¬ spruchs 1 gelöst.
Danach wird das Schneidwerkzeug nach dem Abtrennen des An¬ gussbereichs um eine Achse gedreht, die näherungsweise paral¬ lel zur Vorschubachse des Schneidwerkzeugs verläuft. In die¬ ser WinkelStellung wird das Schneidwerkzeug aus dem Bereich der Dichtlippe zurückgezogen. Das hat zur Folge, dass während des Rückziehens des Schneidwerkzeugs nicht seine Schneidkan¬ te, sondern ein der Schneidkante benachbarter, stumpfer Be¬ reich an der Dichtlippe anliegt. Während des Rückziehens kann das Schneidwerkzeug somit nicht mehr in den Dichtring ein¬ schneiden und somit auch keine Verletzung der Dichtlippe mehr bewirken. Auf diese Weise werden Verletzungen der Dichtlippe wirksam vermieden - unabhängig davon, wie scharf das Schneid¬ werkzeug ist oder ob die Dimensionierung des Dichtrings tole¬ ranzbehaftet ist.
Gegenüber dem bekannten Schneidverfahren beinhaltet die Er¬ findung einen einfach ausführbaren zusätzlichen Prozess¬ schritt; die Erfindung ist daher ohne großen Zusatzaufwand preiswert umsetzbar.
Es hat sich herausgestellt, dass ein Drehung des Schneidwerk¬ zeugs um wenige Grad vollkommen ausreichend ist, um den be¬ schriebenen Effekt zu erreichen. Ein kleiner Drehwinkel hat bei lanzenförmigem Schneidwerkzeug den Vorteil, dass das ge¬ drehte Schneidwerkzeug während des Rückziehens nur geringe (Druck-)Kräfte auf den Dichtring ausübt.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in den Zeichnun¬ gen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Dabei zeigen:
Fig. i eine schematische Schnittdarstellung eines Dicht¬ ring-Rohlings mit einem auf den Dichtring-Rohling einwirkenden Schneidwerkzeug ...
Fig. Ia ... vor Abtrennen des Angussbereichs und Fig. Ib ... nach Abtrennen des Angussbereichs.
Fig. 2 eine Aufsicht auf einen Schneidbereich des Schneid¬ werkzeugs.
Figur Ia zeigt einen Dichtring-Rohling 1' , der in einem Spritzgussverfahren durch Umgießen eines metallischen Armie¬ rungsstücks 2 mit einer Elastomermasse („Gummi") hergestellt wurde. Die erwärmte Elastomermasse wird bei diesem Spritz¬ gussverfahren über einen Zuführungskanal (Anguss) in ein Spritzgusswerkzeug hineingepresst; dieser Zuführungskanal liegt in einem Angussbereich 3 des Dichtring-Rohlings 1', der nach dem Gießprozess entfernt werden muss, um den (in Figur Ib gezeigten) fertigen Dichtring 1 zu erhalten. Zur Stabili¬ sierung des fertigen Dichtrings 1 ist eine metallische Feder 4 vorgesehen, die in den Figuren gestrichelt dargestellt ist.
Zum Abtrennen des Angussbereichs 3 wird der Dichtring-Rohling 1' in einer (in den Figuren' nicht gezeigten) Rundlaufmaschine aufgenommen und um seine Symmetrieachse 5 rotiert (Pfeil 6) . Das Abtrennen erfolgt mit Hilfe eines Schneidwerkzeugs 7 mit einem lanzenförmigen Schneidbereich 8, in dem eine Schneid¬ kante 9 vorgesehen ist. Das Schneidwerkzeug 7 ist in einer (in den Figuren nicht gezeigten) Handhabungsvorrichtung auf¬ genommen, mit Hilfe derer es entlang einer Vorschubachse 10 vorgeschoben bzw. rückgezogen werden kann. Die Vorschubachse 10 ist unter einem vorgegebenen Winkel 11 gegenüber der Rota¬ tionsachse 5 angeordnet, der vorzugsweise in einem Bereich zwischen 30° und 60° (im vorliegenden Ausführungsbeispiel bei etwa 45°) liegt.
Die schematische Darstellung der Figur 2 zeigt eine bevorzug¬ te Ausführung des Schneidbereichs 8, der - neben einer Schneidspitze 12 und der ersten Schneidkante 9 - noch eine zweite Schneidkante 9' aufweist. Ist die erste Schneidkante 9 verschlissen, so kann das Schneidwerkzeug 7 durch eine Dre¬ hung um 180° um die Vorschubachse 10 rotiert werden, so dass nun anstatt der ersten Schneidkante 9 die zweite Schneidkante 9' zum Einsatz kommt.
Während des Schneidvorgangs ist das Schneidwerkzeug 7 in ei¬ ner solchen Weise gegenüber dem Dichtring-Rohling 1' orien- tiert, dass eine durch die Schneidkante 9,12,9' aufgespannte Ebene senkrecht zu der durch die Vorschubachse 10 des Schneidwerkzeugs 7 und die Rotationsachse 5 des Dichtring- Rohlings 1' aufgespannten Ebene liegt. Wird das Schneidwerk¬ zeug entlang der Vorschubachse 10 in Richtung Dichtring- Rohling 1' bewegt (Pfeil 13), so schneidet es mit der Schneidspitze 12 und der Schneidkante 9 in den rotierenden Dichtring-Rohling 1' ein und trennt in einem Schneidbereich 14 den Angussbereich 3 ab. Auf diese Weise wird auf dem Dichtring 1' eine Dichtlippe 15 gebildet (siehe Figur Ib) .
Danach wird das Schneidwerkzeug 7 um wenige Grad um eine Ach¬ se 10' gedreht, die mit der Vorschubachse 10 zusammenfällt (Pfeil 16) ; die durch diese Drehung 16 erreichte Stellung des Schneidwerkzeugs 7 ist in Figur Ib stark überhöht darge¬ stellt. Die Drehung 16 hat zur Folge, dass die Schneidkante 9 vom Dichtring 1 abgehoben wird. In dieser Stellung wird das Schneidwerkzeug 7 zurückgezogen (Pfeil 17) . Aufgrund dieser Drehung des Schneidwerkzeugs 7 liegt die Schneidkante 9 wäh¬ rend der Rückzugsbewegung 17 nicht mehr auf der Oberseite 18 der Dichtlippe 15 auf. So besteht keine Gefahr, dass die emp¬ findliche Dichtlippe 15 während dieser Rückzugsbewegung 17 durch die Schneidkante 9 verletzt wird.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Dichtrings (1) aus einem Dichtring-Rohling (1'), welcher mit Hilfe eines Gussver¬ fahrens, insbesondere eines Spritzgussverfahrens, herge¬ stellt ist,
- wobei zum Abtrennen eines an dem Dichtring-Rohling (1') vorgesehenen Angussbereichs (3) der Dichtring- Rohling (1') in Rotation (S) versetzt wird und ein Schneidwerkzeug (7) in einem Schneidbereich (14) in den rotierenden Dichtring-Rohling (1') einschneidet,
- und wobei das Schneidwerkzeug (7) nach dem Abtrennen des Angussbereichs (3) um eine Achse (10') gedreht wird, welche näherungsweise parallel zu einer Vor¬ schubachse (10) des Schneidwerkzeugs (7) verläuft,
- und wobei das Schneidwerkzeug (7) in dieser Winkel- Stellung aus dem Schneidbereich (14) zurückgezogen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidwerkzeug (7) in einer solchen Weise in den Dichtring-Rohling (1') einschneidet, dass ein zwi¬ schen der Schneidkante (9,9',12,) des Schneidwerkzeugs (7) und der Rotationsachse (6) des Dichtring-Rohlings (1') gebildeter Schneidwinkel (11) zwischen 30° und 60°, vorzugsweise zwischen 40° und 50°, liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidwerkzeug (7) nach dem Abtrennen des An¬ gussbereichs (3) um einen Winkel gedreht wird, der zwi¬ schen 1° und 5°, vorzugsweise zwischen 2° und 3°, liegt.
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