CH650573A5

CH650573A5 - Device for sealing off the annular gaps on shaft passages

Info

Publication number: CH650573A5
Application number: CH7852/80A
Authority: CH
Inventors: Dieter Mnich; Hans Dipl-Ing Goebel
Original assignee: Daimler Benz Ag
Priority date: 1979-10-23
Filing date: 1980-10-21
Publication date: 1985-07-31
Also published as: DE2942712C2; AT380085B; IT8049957A0; DE2942712A1; FR2468043A1; FR2468043B1; IT1146136B; ATA489880A

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Abdichten der Ringspalte an Wellendurchgängen an Gehäusen von Kraftübertragungsvorrichtungen eines Kraftfahrzeuges, die den Ringspalten zugeordnete Radialdichtringe mit einwärtsgerichteten Dichtlippen und eine Steuervorrichtung zur Veränderung des Anpressdruckes der Dichtlippen durch diese beaufschlagende Druckluft aufweist.

Der Anpressdruck solcher Radialwellendichtringe ergibt sich aus der Vorspannung der Dichtlippen und aus einer gegebenenfalls zusätzlich angeordneten ringförmigen Schraubenfeder. Er ist so gewählt, dass sowohl das Austreten von Schmiermittel aus dem Gehäuse als auch das Eindringen von Schmutz beim üblichen Fahrbetrieb verhindert wird. Bei besonders harten Betriebsbedingungen, wie sie beispielsweise bei geländegängigen Rad- oder Kettenfahrzeugen beim Durchwaten von Schlamm und Gewässern vorkommen, ist es jedoch möglich,

dass die Dichtlippen von Schmutzteilchen unterwandert werden und dass Wasser eindringt. Dies ruft einen erhöhten Verschleiss der Dichtlippen hervor, der weiter zu einem Abfallen der radialen Anpresskräfte führt. Die Dichtwirkung wird dadurch beeinträchtigt, so dass Schmutz und Wasser in erhöhtem Masse eindringen, was zu erheblichen Schäden und schliesslich zum Ausfall von Teilen der Kraftübertragung führen kann.

Der Einbau von Radialwellendichtringen mit einer so hohen Vorspannung, dass das Eindringen von abrasiven Teilchen in jedem Fall verhindert wird, führt zu einer ständig erhöhten Abnützung der Dichtlippe und der Welle, so dass sich nach einiger Betriebsdauer ebenfalls Schäden an Teilen der Kraftübertragung einstellen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu beheben und eine einfach aufgebaute Einrichtung zum Abdichten eines Ringspaltes zu schaffen, die nur eine geringe Abnützung des Radialdichtringes ergibt. Diese Aufgabe wird durch eine dem Kennzeichen des unabhängigen Patentanspruchs entsprechende Einrichtung gelöst. Durch das Ventil kann der Anpressdruck der Dichtlippen durch Beaufschlagen mit Druckluft vorübergehend erhöht werden. Besteht kein Bedarf mehr, so kann das Gehäuse durch das Ventil mit einer Entlüftung verbunden werden, so dass zwischen dem Gehäuse und der umgebenden Luft ein Druckausgleich stattfindet und damit kein Überdruck die Dichtlippen zusätzlich belastet. Diese Massnahme ermöglicht eine Anpassung der Abdichtung an die Betriebsverhältnisse. Der zeitweise erhöhte Anpressdruck verhindert auch bei den ungünstigsten Umständen ein Eindringen von Schmutz und Wasser. Daneben wird bei normaler Fahrt der Anpressdruck so klein wie möglich gehalten. Die Abnützung der Dichtlippen wird dabei wesentlich verringert, zumal die Zuschaltung der Druckluftquelle im Fahrbetrieb normalerweise die Ausnahme bildet.

Zweckmässigerweise kann in einer Leitung für die Druckluftzufuhr zu den Gehäusen ein Druckbegrenzer angeordnet sein. D adurch kann unabhängig von dem meist sehr hohen Druck vorhandener Druckluftquellen ein für die zu erwartenden Betriebsverhältnisse geeigneter Anpressdruck für die Dichtlippen der Radialwellendichtungen festgelegt werden.

Nach einer weiteren vorteilhaften Einrichtung ist der Druckbegrenzer dem Ventil in Druckluftzufuhrrichtung nachgeordnet und ferner zweigt von der Leitung zwischen dem Ventil und dem Druckbegrenzer eine Druckleitung ab. Dies ermöglicht, dass mit dem V entil zum Erhöhen des Anpressdruckes gleichzeitig weitere für den Fahrzustand wesentliche Steuerfunktionen ausgelöst werden können.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in der Beschreibung angegeben.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung dargestellt sind, im folgenden näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein Schaltbild einer Einrichtung zum Abdichten von Gehäusen einer Kraftübertragung,

Fig. 2 einen Ausschnitt aus einem Getriebegehäuse dieser Kraftübertragung im Längsschnitt und

Fig. 3 bis 5 die Schaltbilder ähnlicher Einrichtungen, deren Schalter zusätzlichen Schaltfunktionen dienen.

Gleiche Bauteile haben in allen Schaltbildern die gleichen Bezugszeichen.

Das Schaltschema nach Fig. 1 zeigt die Kraftübertragung 11 eines geländegängigen Kraftfahrzeugs, die im wesentlichen aus einem Wechselgetriebe 12, einem Sonderabtrieb 13, der Vorderachse 14, der Hinterachse 15 und den nicht dargestellten Verbindungswellen zusammengesetzt ist. Mit dem Sonderabtrieb 13 sind alle zusätzlichen Getriebe bezeichnet. Das Kraftfahrzeug ist mit einer Druckluft-Bremsanlage ausgerüstet, die eine Druckluftquelle 16 aufweist. Diese besteht aus einem Luftpresser 17, der durch eine Leitung 18 Druckluft in einen Druckluftbehälter 19 fördert.

Die Druckluftquelle 16 istmit den erwähnten Einzelaggregaten der Kraftübertragung 11 verbindbar. Dazu zweigt von der Leitung 18 eine Leitung 20 ab, die zusammen mit einer abgezweigten Steuerleitung 21 zu einem federbelasteten Druckbegrenzer 22 führt. Vom Druckbegrenzer 22 führt eine Leitung 23 zu einem mit einem Schieber 24 versehenen Dreiwege/Zweistel-lungs-Ventil (3/2-Ventil) 25 und von diesem eine Leitung 26 zu der Kraftübertragung 11. Im einzelnen führen von der Leitung 26 ausgehende Zweigleitungen 27 zum Wechselgetriebe 12, zum Sonderabtrieb 13, zur Vorderachse 14 und zur Hinterachse 15. An das Ventil 25 ist eine Entlüftungsleitung 28 angeschlossen.

Wie Fig. 2 erkennen lässt, mündet die eine Zweigleitung27 ins Gehäuse 29 eines Aggregates der Kraftübertragung, beispielsweise des Wechselgetriebes 12. Eine durch eine Stirnwand 30 des geschlossenen Gehäuses 29 geführte Welle 31 ist mit einem Radialwellendichtring 32 abgedichtet. Die einwärtsgerichtete Dichtlippe 33 des Radialwellendichtrings 32 liegt durch eine ringförmige Schraubenfeder 34 unterstützt unter Vorspannung an der Welle 31 an. Grundsätzlich den gleichen Aufbau haben weitere Wellendurchführungen des Wechselgetriebes 12 und der übrigen Aggregate der Kraftübertragung 11.

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Im normalen Fahrbetrieb des Kraftfahrzeuges nimmt das Abdichtung verstärkt. Gleichzeitig wird die Leitung 37 mit

Ventil 25 die in Fig. 1 gezeigte Schaltstellung ein, in der die von Druckluft versorgt und damit ein Schalter betätigt,

der Druckluftquelle 16 kommenden Leitungen 20 und 23 Fig. 4 zeigt eine Einrichtung zum verstärkten Abdichten der gesperrt sind. Dabei sind alle Aggregate der Kraftübertragung 11 Gehäuse 29 der Kraftübertragung 11, die zusammen mit einem durch die Zweigleitungen 27, die Leitung 26 und das Ventil 25 mit 5 Allradantrieb eines geländegängigen Kraftfahrzeuges einge-

der gemeinsamen Entlüftungsleitung 28 verbunden. schaltet wird. Dazu ist die Druckluftquelle 16 durch eine Leitung

Ergibt sich die Notwendigkeit, mit dem Kraftfahrzeug bei- 40 mit einem 4/3-Ventil 41 verbunden, an daseine Leitung 42, die spielsweise verschlammtes Gelände oder ein Gewässer zu durch- zn e'ne™ nicht dargestellten Schaltzylinder für den Allradan-

waten, so stellt der Fahrer vorher das Ventil 25 mit dem Schieber trieb, eine Leitung 43, die zu einem ebenfalls nicht dargestellten

24 in seine andere Schaltstellung. Dabei wird die Verbindung Schaltzylinder für eine Differentialsperre und eine Entlüftung 44

zwischen der Entlüftungsleitung 28 und der Leitung 26 unterbro- angeschlossen sind. Das Ventil 41 weist eine chen und damit eine Entlüftung der Aggregate der Kraftübertra- Stellung I für abgeschalteten Allradantrieb, eine gung 11 über die Zweigleitungen 27 unmöglich gemacht. Gleich- Stellung n für eingeschalteten Allradantrieb und eine zeitig werden durch das Ventil 25 die Leitungen 23 und 26 Stellung m für eingeschalteten Allradantrieb mit zugeschalteter miteinander verbunden. Von der Druckluftquelle 16 strömt 15 Differentialsperre auf.

Druckluft durch die Leitung 20 zu dem über die Steuerleitung 21 ^5 Leitung 42 ist eine Einrichtung angeschlossen, die im beaufschlagten Druckbegrenzer 22, der den für die Bremsanlage wesentlichen derjenigen der Fig. 1 entspricht, mit dem Unterbenötigten hohen Druck wesentlich herabsetzt. Die Druckluft schied, dass ein 3/2-Ventil 45 zum wahlweisen Beaufschlagen der strömt mit vermindertem Druck weiter durch die Leitung 23, das Gehäuse 29 der Kraftübertragung 11 mit Druckluft oder zum Ventil 25, die Leitung 26 und die Zweigleitungen 27 zu dem 20 Entlüften nicht unmittelbar, sondern mittelbar in Abhängigkeit Wechselgetriebe 12, dem Sonderabtrieb 13, der Vorderachse 14 von der Stellung des Ventils 41 betätigt wird. Dazu zweigt von der und der Hinterachse 15, in deren geschlossenen Gehäusen 29 sich Leitung 42 eine Leitung 46 zu einem Druckbegrenzer 22 ab, der ein Überdruck aufbaut durcheine Leitung 47 mit demVentil 45 verbundenist. Von der

Der Überdruck, der beispielsweise zwischen 0,1 und 0,8 bar 25 Leitung 46 zweigt eine Leitung 48 zum Beaufschlagen des liegt, beaufschlagt die Dichtlippen 33 der Radialwellendichtringe Ventiles 45 ab.

32 und presst diese jeweils stärker an die abzudichtende Welle 31 _ Wird durch das Verschieben des Ventiles 41 von der Stellung I

an. Die Dichtwirkung wird dadurch erhöht, so dass keine festen in die Stellung II oder III der Allradantrieb eingeschaltet, so

Teilchen oder Wasser zwischen der jeweiligen Welle 31 und der strömt Druckluft durch die Leitungen40,42,46 und 48, wodurch

Dichtlippe 33 des zugehörigen Radialwellendichtringes 32 ein- das Ventil 45 die Verbindung zwischen den Leitungen 47 und 26

dringen können herstellt. Damit baut sichin den Gehäusen 29 der Kraftübertragung 11 ein Überdruck auf, so dass sich der Anpressdruck der

Nach der Rückkehr in den normalen Fahrbetrieb wird das Dichtlippen 33 der Radialwellendichtringe 32 der Kraftübertra-

Ventil25 wieder in seine in Fig. 1 gezeigte Ausgangsstellung gung 11 erhöht und die Abdichtung verstärkt. Mit dem Abschal-

zurückgestellt, in der die Druckluftzufuhr unterbrochen und alle ten des Allradantriebes geht auch das Ventil 45 unter Federdruck

Aggregate der Kraftübertragung 11 mit der Entlüftungsleitung 35 wiederin seine gezeigte Ausgangsstellungzurück. Dadurch

28 verbunden sind. Der Überdruck in den Gehäusen 29 und werden die Gehäuse 29 durch die Entlüftungsleitung 28 entlüftet damit die zusätzliche Beaufschlagung der Dichtlippen 33 des und der Anpressdruck der Dichtlippen 33 auf die normale

Radialwellendichtringes 33 wird damit abgebaut. Die Dichtlip- Vorspannung herabgesetzt.

pen 33 liegen nur noch mit der ursprünglichen, für den normalen Fig. 5 stellt eine Einrichtung für schwimmfähige Kraftfahr-

Betrieb ausreichenden Vorspannung an, in der die Reibung 40 zeuge dar, bei der über ein 5/2-Ventil 49 ein Stellzylinder 50 für zwischen Dichtlippe 33 und Welle 31 einen minimalen Wert das Ausfahren und Einfahren eines Schwallbrettes gesteuert annimmt. wird. Das Schwallbrett erhöht den Auftrieb des Fahrzeuges bei

Das in Fig. 3gezeigte Schaltbild unterscheidet sich von dem in Wasserfahrt^und wirkt ausserdem als Wellenbrecher der den

Fig. 1 dargestellten dadurch, dass der Druckbegrenzer 22 einem 45 Wasserdruck gegen d.e Windschutzscheibe abfangt Das Ventil

4/2-Ventil 35 nachgeordnet ist und dass von der Leitung 36 l9 Kt fernerLeitung 51 undeinei^ZweiglatungSZaneme zwischen dem Ventil 35 und dem Druckbegrenzer 22 eine Dnickluftquelle 1«angeschlossen. VomVenül 49'fuhrt eine

Leitung 37 abzweigt. Durch die Leitung 37 kann in Abhängigkeit Le.tung53zurKolbenstangenseite54des von der Stellung des Ventiles 35 Druckluft für eine weitere eme Leitung 55 zu dessen anderer Stirnseite 56. Mit 57 ist eine

Steuerfunktion, beispielsweise zum Einschalten einer nicht dar- <;n °,u , e.^eic ® " . . T . ., , ... . , gestellten Lenzpumpe, zugeführt werden. Die Leitungzwischen A ^îfr Leitung 5*alterne Leitung 46 zu der übrigen,der der Leitung 18 der Druckluftquelle 16 und dem Ventil 35 ist mit ^dichtimg der Kraftübertragung 11 dienendert Einrichtung ab

38, diejenige zwischen dem Druckbegrenzer 22 und der Leitung Jem Auft auundWir^ng derjemgen derFig. 4entsPncht . Mit

1/: V 11 -x on u - 1. * dem Ausfahren des Schwallbrettes wird jeweils m den Gehäusen

26 zur Kraftübertragung 11 mit 39 bezeichnet. 29 des Wechselgetriebes 12, des Sonderabtriebes 13, der Vorder-

Die Wirkungsweise der Einrichtung entspricht derjenigen 55 achse 14 und der Hinterachse 15 ein Überdruck aufgebaut, der nach Fig. 1. In der gezeigten, für die Normalfahrt gewählten beim Einfahren des Schwallbrettes über die Entlüftungsleitung Stellung des Ventils 35 sind die gesamte Kraftübertragung 11 28 wieder abgebaut wird. Auf diese Weise wird der Anpress-sowie die Leitungen 27 und 26 entlüftet, in der anderen Stellung druck der Dichtlippen 33 der Radialwellendichtringe 32 der des Ventiles 35 werden die Gehäuse 29 der einzelnen Aggregate Kraftübertragung 11 jeweils dem Fahrzustand des Kraftfahrzeu-

der Kraftübertragung 11 unter Überdruck gesetzt und damit die 60 ges angepasst.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims

650 573 PATENTANSPRÜCHE

1. Einrichtung zum Abdichten der Ringspalte an Wellendurchgängen an Gehäusen von Kraftübertragungsvorrichtungen eines Kraftfahrzeuges, die den Ringspalten zugeordnete Radialdichtringe mit einwärtsgerichteten Dichtlippen und eine Steuervorrichtung zur Veränderung des Anpressdruckes der Dichtlippen durch diese beaufschlagende Druckluft aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung ein Ventil (25) aufweist, um die Innenräume des Gehäuses (29) wahlweise mit einer Druckluftquelle (16) oder einer Entlüftung (28) zu verbinden.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

dass in einer Leitung für die Druckluftzufuhr zu den Gehäusen (29) ein Druckbegrenzer (22) angeordnet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

dass der Druckbegrenzer (22) dem Ventil (35) in Druckluftzu-fuhrrichtung nachgeordnet ist und dass von der Leitung (36) zwischen dem Ventil (35) und dem Druckbegrenzer (22) eine Druckleitung (37) abzweigt.

4. Einrichtung nach den Ansprüchen 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (45) für die Druckluftzufuhr zu den Gehäusen (29) unmittelbar oder mittelbar mit einem weiteren Ventil (41) für mindestens eine weitere Druckleitung (42,43) verbunden ist.

5. Kraftfahrzeug mit einer Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es mit einer Druckluft-Bremsanlage ausgerüstet ist, deren Druckluftquelle (16) mit der Druckluftzufuhr der Einrichtung verbunden ist.