机动车用的组件的制作方法

本发明涉及一种机动车用的组件。

背景技术：

由现有技术已知机动车的这种组件，该组件具有伺服驱动部(例如马达)、轴和例如可旋转的、与轴耦接的伺服机构。该组件例如可以是节流阀组件或所谓的“通用促动器”。在此，该伺服机构例如可以是(节流)阀或支承在杆上的轮，该轮例如促动在机动车的进气道或排气道中的空气阀。在此，伺服机构和/或伺服驱动部通常布置在壳体中。在此，伺服机构和伺服驱动部可以通过壳体的壁在空间上彼此分离。在此，轴例如穿过壁中的通过开口。在所述通过开口中可以设置密封系统，所述密封系统能防止例如水从所述壁的一侧转移到所述壁的另一侧。

这种组件由de102018103720a1已知。

技术实现要素：

本发明从以下认知出发：这种组件例如可以经受得住强烈地暴露于液态和/或气态介质。因此，例如在潮湿或湿润的道路条件下，这些组件可以经受得住污水的持续溅射，这种污水例如被轮胎甩到组件上。这要求高耗费，以便确保组件的密封性。

此外，这种组件可以应用在热的表面附近并且在这里可能出现例如在-40℃至170℃的范围内的大温度变化。这种温度变化对密封件提出了更高要求，轴在通过开口中应被所述密封件密封。已经显示出，可能难以在整个温度范围内基于材料膨胀来确保密封性。

同时，尤其是当流体介质例如含盐时或者当在流体介质中包含侵蚀性的油或蒸汽时，可能在例如160℃或者甚至170℃的高温下出现强烈提高的腐蚀。此外，不是所有材料都适合于在不出现脆化或弹性特性变化的情况下在期望温度范围内无泄漏地对密封部位进行密封。

最后，需要实现高使用寿命，使得即使在轴大量运动的情况下密封部位也应在使用寿命上具有尽可能小的磨损。此外，希望在密封部位处产生尽可能小的摩擦，以便不必将伺服驱动部的尺寸不必要地规定得大。

此外，在通过开口中可以示例性地设置轴承并且该轴承能使轴低摩擦地旋转，应尽可能地保护该轴承免受颗粒和污染的影响。为了能够避免对这种轴承的费事的、单独的封装，密封件也需要理想地阻挡或束缚(过滤)由流体介质运输的颗粒。

因此，可能存在对“提供一种机动车用的组件”的需求，该组件具有用于被引导穿过壳体的通过开口的轴的密封系统，其中，密封系统经过大的温度提升并且在最高温度例如为165℃或甚至170℃的情况下可靠且持久地阻止流体介质从通过开口的一侧转移到通过开口的另一侧或使这种转移最小化，其中，密封系统还应构建得尽可能小，以便例如可以提供可安置在通过开口中的具有较长轴承器件(例如滚动元件，例如滚针)的轴承或者可以减小在通过开口的区域中的壁厚，该密封系统还在密封系统的密封器件受磨损的情况下尽可能自动(自调节)地确保密封功能性并且该密封系统在轴运动(旋转)时产生尽可能少的摩擦。

这种需求可以通过本发明来满足。本发明的有利构型在优选实施方式中说明。

根据本发明的第一方面，提出一种机动车用的组件。

该组件具有壳体、可围绕轴线旋转的伺服结构、设置为用于引起伺服机构旋转的伺服驱动部和沿轴线延伸的可旋转的轴，该轴布置在伺服机构和伺服驱动部之间并且该轴与伺服机构以及伺服驱动部耦接。轴被引导穿过壳体中的第一通过开口，其中，在垂直于轴线的径向方向上在轴和第一通过开口的第一内壁之间设置密封系统。密封系统具有密封元件载体，该密封元件载体带有第一侧和背离该第一侧的第二侧，其中，密封元件载体紧固在第一通过开口中，其中，密封元件载体具有带有第二内壁的第二通过开口。轴被引导穿过第二通过开口，其中，在密封元件载体的第一侧上和/或第一侧处，第一密封元件位置固定地紧固在密封元件载体上，其中，第一密封元件具有第三通过开口，轴被引导穿过所述第三通过开口。第一密封元件通过第三通过开口的第三内壁环绕地贴靠在轴上。第一密封元件由毛毡制成。

由此有利地引起，第一密封元件一方面引起对流体介质在穿过第一通过开口方面的密封。此外有利地，由毛毡制成的第一密封元件可以接收颗粒并且因此将颗粒从流体介质中过滤掉或与颗粒束缚。有利地，第一密封元件即使在不同的湿度条件下并且在大温度区间上也可以确保第一内壁与轴之间的密封。此外有利的是，第一密封元件相对于轴的摩擦特别小。最后，在第一密封元件在第三通过开口的区域中磨损时，弹性的毛毡材料可以自调节地补充密封作用，使得引起具有可靠密封作用的长使用寿命。最后，可以有利地通过由密封元件载体和第一密封元件组成的结构构型来提供特别稳定且(例如主要沿轴向方向)构建得小的密封系统。

在本申请的范畴内，除非另有说明，表述“具有”与表述“包括”同义地使用。

径向方向与轴线的方向垂直。环绕方向环绕轴线的方向。

组件可以设置为用于，在机动车中使用。

轴例如可以间接或直接地紧固在伺服机构上。轴例如可以间接或直接地与伺服驱动部连接。

伺服驱动部例如可以是马达，例如电动马达，例如无刷直流马达。

通过将密封元件载体压入到第一通过开口中，有利地引起，能特别简单且低成本地装配密封元件载体和/或密封系统。因此，密封元件载体可以力锁合或者说摩擦锁合地紧固或固定在第一通过开口中。所述紧固可以在轴向方向上和/或在径向方向上和/或在周向方向上引起。

密封元件载体例如可以在未装配到第一通过开口中的状态下相对于第一通过开口的直径具有一定的过盈量。在压入时，则在密封元件载体和第一通过开口之间引起力锁合或者说摩擦锁合的连接。

通过密封元件载体在其径向外侧上具有凸缘，该凸缘超出布置有第一密封元件的载体平面，有利地引起：第一密封元件可以在径向方向上位置可靠地定位在第一通过开口中。该第一密封元件可以通过其外壁例如贴靠在凸缘内侧上。以这种方式，第一密封元件也可以沿朝向轴的方向被预紧，使得确保密封作用。此外有利的是，以这种方式，第一密封元件的预紧也与第一通过开口的直径的可能的公差无关。当密封元件载体例如被压入在第一通过开口中或该密封元件载体和第一通过开口材料锁合地连接时，则阻止了沿着第一通过开口的第一内壁的泄漏路径。

以这种方式，特别可靠地确保了第一密封元件相对于第一通过开口和第二通过开口的径向定位。由此，例如可以引起，第一通过开口、第二通过开口和第三通过开口基本上彼此同心地布置。

例如可以设置，凸缘具有在载体平面上方的高度，该高度为第一密封元件的厚度的至少30％，优选为第一密封元件的厚度的至少50％并且特别优选为第一密封元件的厚度的至少75％。以这种方式，特别可靠地确保第一密封元件相对于第一通过开口和第二通过开口的径向定位。

通过(例如在室温下)将第一密封元件在凸缘和轴之间压缩，引起特别可靠且安全的密封。此外，因此在第一密封元件由于轴的旋转而磨损时，第一密封元件可以自调节地在径向上朝内推进，由此，有利地提高了密封件的使用寿命。最后引起，在运行温度区间(例如-40℃至170℃)中的每个温度下，密封作用是可靠且安全的，因为第一密封元件处于预紧状态下并且在有膨胀差的情况下保持牢固地压靠到轴上。

通过在第一通过开口中在密封元件载体的第二侧上设置第二密封元件，其中第二密封元件环绕地贴靠在轴上，有利地进一步改进密封作用。此外，在此有利地，第二密封元件可以专门适用于防止流体介质(例如液体或气体)侵入的密封，因为应减少或排除了颗粒穿过第一密封元件。有利地设置，关于从较脏的、暴露于介质的一侧看的方向而言，第二密封元件布置在第一密封元件的后面(类似于在液体过滤器的情况下细过滤器布置在粗过滤器的后面)。

通过第二密封元件具有弹性密封唇，有利地引起特别良好的密封。有利地，密封唇环绕地贴靠在轴上。

替代地或附加地设置，第二密封元件主要(超过50％地)具有ptfe或氟橡胶(fkm)。该第二密封元件例如可以由ptfe或fkm制成或组成。由此，有利地，例如在引起密封作用的可逆弹性方面并且在磨损方面引起特别良好的温度稳定性。由此，也有利地引起对由于侵蚀性介质而导致的分解的特别高的抵抗性。最后，由此有利地引起特别小的摩擦。

所使用的ptfe可以是原生的ptfe或填充的ptfe。

通过使第二密封元件构型为圆环的形式，该圆环尤其至少部分地放置在第一通过开口的凸肩上，有利地引起特别可靠的装配、特别良好的密封作用和在第一通过开口中的可靠的轴向定位。

有利地设置，第二密封元件具有圆环形的外区段和圆环形的内区段，其中，第二密封元件通过内区段贴靠在轴上，其中，内区段相对于外区段朝第一密封元件的方向弯折。由此，例如可以确保第二密封元件相对于轴的一定预紧。如果随着时间推移，在贴靠在轴上的内区段上出现磨损，则可以自调节地保持密封作用，其方式是，第二区段沿着轴向下方滑动。由此，有利地提高了密封系统的使用寿命。

在一种扩展方案中设置，第二密封元件紧固在密封元件载体的第二侧上。

由此，密封系统可以作为模块化单元特别简单地安装并且减少由于错误装配而导致泄漏的风险。

这种紧固例如可以是不可脱开的，使得不能无破坏地将第二密封元件从密封元件载体上脱开。

替代地可以设置，第二密封元件是独立于密封元件载体的元件。以这种方式，密封元件载体连同第一密封元件可以作为第一单元来提供，并且第二密封元件可以作为第二单元来提供。因此，有利地，在将轴装配(穿插)在第一通过开口中之后，第二密封元件可以插装到轴上并且以这种方式引起自对中。因此确保，第二密封元件在各处均匀地环绕地贴靠在轴上。随后才装配密封元件载体和第一密封元件。

此外有利地，可以以这种方式视应用情况(例如不同的使用温度、不同的密封性要求)而定有针对性地提供第一密封元件和第二密封元件的不同组合或原则上也可以省去第二密封元件。例如，第二密封元件可以在其材料方面或其沿着轴向方向的厚度方面专门针对对应的应用情况进行优化并且可以单独地提供该第二密封元件。

一种扩展方案设置，密封元件载体的第二通过开口的第二内壁环绕地与轴间隔开，其中，第二密封元件以其内区段伸入到这样的空间中，该空间在径向方向上在第二通过开口与轴之间延伸。

由此，可以有利地实现密封系统的沿着轴向方向特别紧凑并且小的结构形式。由此，在第一通过开口的轴向长度相同的情况下，例如在使用用于轴的轴承时，例如可以使用具有较长的承载元件(例如滚针)的轴承，这改进了承载量或负载能力。

通过第二密封元件在其面向密封元件载体的一侧上涂覆或润湿有弹性体，可以有利地引起第二密封元件的特别良好的密封作用。通过弹性体可以有效地禁止介质的副缓流路径(nebenkriechpfad)。因为穿过第一密封元件的介质会到达第二密封元件的面向第一密封元件的侧面。如果所述介质现在可以沿着该表面径向向外运动并且随后围绕第二密封元件流动，则所述介质可以在外部绕过第二密封元件。以弹性体进行的涂覆或润湿有效地密封了该副缓流路径。为此，例如仅为了进一步改进密封作用，弹性体也还可以通过密封元件载体在轴向方向上被挤压或者说牢固地压靠到第二密封元件上。

当密封元件载体沿着轴向方向压抵第二密封元件时，则布置在第二密封元件与密封元件载体之间的弹性体可以是进一步有利的并且可以使该弹性体在径向方向上移动。与弹性体连接的第二密封元件跟随该运动并且以这种方式也自动地朝轴的方向径向向内地被压并且因此(进一步)预紧。由此，进一步改进了密封作用。

弹性体的材料例如可以与第二密封元件的材料不同。弹性体例如可以仅具有或者说包括橡胶、橡皮、三元乙丙橡胶(epdm)或硅树脂或主要(超过50％)具有这些材料或由这些材料之一组成。显然，视使用条件而定，针对弹性体也可以选择其它材料。

通过由与壳体在第一通过开口的区域中的材料相同的材料制成的密封元件载体，有利地防止了：由于膨胀系数不同，在温度变化时导致在壳体和密封元件载体之间的泄漏路径。

壳体例如可以由金属(例如铝或钢)或由塑料(例如聚酰胺)构成。

有利地设置，第一通过开口布置在壳体的盖中。因此，密封系统可以特别简单地装配。在装配错误的情况下，失效成本特别低。此外，在密封作用降低的情况下，壳体的低成本的盖可以与密封系统一起简单地更换。

在一种扩展方案中设置，在第一通过开口中在面向密封元件载体的第二侧的区段中布置轴承，该轴承支承轴。由此，轴能够有利地以摩擦特别低的方式在第一通过开口中运动。

轴承例如可以是滚动轴承、滚针轴承、球轴承或滑动轴承。

附图说明

对本领域技术人员而言，参照附图由下面对示例性实施方式的说明可以看出本发明的其它特征和优点，然而所述示例性实施方式不限于本发明。

附图示出

图1组件的示意性横截面；

图2图1的密封系统的放大局部；

图3组件的另一实施方式的示意性横截面。

具体实施方式

图1示出组件1的示意性横截面。该组件1例如可以是节流阀系统或“通用促动器”(generalpurposeactuator)。

组件1可适于安装到机动车中。然而，该组件也可以设置为用于，使用或装配在机动车中。

该组件具有壳体2(部分示意性地以方框形式示出)，该壳体在这里具有壳体杯3和盖4。组件1还具有可围绕轴线a旋转的伺服机构5、以及设置为用于引起伺服机构5旋转的伺服驱动部6(仅以方框示出)，并且具有沿着轴线w延伸的可旋转的轴7，该轴布置在伺服机构5与伺服驱动部6之间并且该轴与伺服机构5和伺服驱动部6耦接。

轴7被引导穿过壳体2中的第一通过开口8，其中，在垂直于轴线w的径向方向r上在轴7和第一通过开口8的第一内壁9之间设置密封系统20。

密封系统20具有密封元件载体30，该密封元件载体带有第一侧31和背离第一侧31的第二侧32，其中，密封元件载体30固定在第一通过开口8中。

密封元件载体30具有带有第二内壁34的第二通过开口33，其中轴7被引导穿过第二通过开口33。在密封元件载体30的第一侧31上或在第一侧处，第一密封元件40位置固定地紧固在密封元件载体30上。第一密封元件40具有第三通过开口41，轴7被引导穿过该第三通过开口。

第一密封元件40以第三通过开口41的第三内壁42环绕地贴靠在轴7上并且该第一密封元件由毛毡制成。毛毡可以由天然纤维或由塑料纤维制成。特别有利的是，该毛毡可以耐受-40℃至160℃或甚至-50℃至170℃的范围内的温度。

在这里，密封元件载体30仅示例性地被压入到第一通过开口8中。该密封元件载体例如以力锁合或者说摩擦锁合的方式保持在那里。该密封元件载体也可以以材料锁合的方式，例如粘接或焊接来紧固。然而，也能想到其它紧固可行性，例如也可以将该密封元件载体以螺纹旋入。

在这里，密封元件载体30在其径向外侧上示例性地具有凸缘35，该凸缘超出载体平面36，第一密封元件40布置在该载体平面上。在这里，凸缘35在载体平面36上方具有高度h1，该高度为第一密封元件40的厚度d的至少80％。由此，第一密封元件40在径向上被特别良好地引导或定位。厚度d例如可以为至少1mm、优选至少3mm。

载体平面36自身具有载体平面高度h2。该载体平面高度例如可以为至少0.5mm，优选至少1mm。

在这里，第一密封元件40在凸缘35和轴7之间被压缩。

在该实施例中，在第一通过开口8中在密封元件载体30的第二侧32上设置第二密封元件50。在这里，该第二密封元件环绕地贴靠在轴7上。

第二密封元件50具有弹性的密封唇。该密封唇沿轴向方向观察例如最多1mm厚。由此，该密封唇特别柔性。

在这里，该第二密封元件仅示例性地主要、50％以上地以ptfe或氟橡胶fkm制成。由此，第二密封元件相对于高温和低温特别稳定，并且相对于由侵蚀性介质引起的化学变化特别稳定。然而，视使用目的和使用条件而定也能使用其它材料。

在这里，第二密封元件50以圆环的形式构型。该圆环至少部分地放置在第一通过开口8的凸肩11上。在该区段中，沿轴向方向观察，圆环布置在密封元件载体30和凸肩11之间。第二密封元件50具有第四通过开口54，在装配状态下，轴7被引导穿过该第四通过开口。

在这里，第二密封元件50仅示例性地具有圆环形的外区段51和圆环形的内区段52。该第二密封元件以内区段52贴靠在轴7上。内区段52在这里-仅示例性地-相对于外区段51朝第一密封元件40的方向弯折。

在这里所示出的实施方式中，第二密封元件50是独立于密封元件载体30的元件并且该第二密封元件可以根据对应的应用目的来进行适当切割。该第二密封元件环绕地贴靠在轴7上并且该第二密封元件的径向外置的边缘不碰到第一通过开口8的第一内壁9。而是在那里存在自由空间55(参见图2)。以这种方式，该第二密封元件在轴上进行装配时自行对中。因此，在该实施例中，第二密封元件50的外径小于第一通过开口在装配有第二密封元件50的区段中的内径。

替代地，在这里未示出的实施方式中，第二密封元件50可以紧固在密封元件载体30的第二侧32上。在这里，例如可以存在不可脱开的紧固，例如通过粘接或焊接实现的紧固。因此，密封元件载体30能连同两个密封元件40、50一起作为模块化单元来制造和安装。

密封元件载体30的第二通过开口33的第二内壁34环绕地与轴7间隔开间距b。间距b例如可以为0.05mm至2mm，优选为0.1mm至1mm。

第二密封元件50以其内区段52伸入到这样的空间中：该空间在径向方向r上在第二通过开口33和轴7之间延伸。例如，该内区段可以伸入到该空间中至少0.5mm，优选至少1mm。由此，实现了在轴向方向上特别紧凑且结构小的密封系统20。

在该实施例中，密封元件载体30由与壳体2在第一通过开口8的区域中的材料相同的材料构成。在这里，第一通过开口8布置在盖4中。

然而，也可以使用不同的材料。则优点是，两种材料的热膨胀系数在运行温度范围上非常相似，以便使热应力和泄漏路径最小化。

此外，在第一通过开口8中，在面向密封元件载体30的第二侧32的区段中布置轴承12，该轴承支承轴7。轴承12例如可以构造为滚动轴承、滚针轴承、球轴承或滑动轴承。

例如，能够通过以下步骤来装配组件(用于制造组件的方法)：首先，提供具有第一通过开口8的壳体2(在这里：壳体2的盖4)以及轴7、密封元件载体30、第一密封元件40和第二密封元件50(在这里，仅示例性地，密封元件载体30和第二密封元件50是彼此独立的元件)。可选地，还提供轴承12。此外，可以提供伺服驱动部6(例如电动马达)和伺服机构5。

如果提供了轴承12，则在第一步骤中将轴承12装配、例如压入在第一通过开口8中。在进一步的步骤中，轴7被引导穿过第一通过开口8。在进一步的步骤中，装配第二密封元件50，其方式例如是，该第二密封元件通过其第四通过开口54套在轴7上。在进一步的步骤中，将密封元件载体30连同例如预装配在该密封元件载体上的第一密封元件40装配、例如压入到通过开口8中。在此，密封元件载体可以沿轴向方向被压到第二密封元件50上。最后，可以将伺服驱动部6和伺服机构5与轴7耦接。

图2示出图1的密封系统的经放大的局部。

在图2中能良好地看出，第二密封元件50在其面向密封元件载体30的一侧上涂覆或浸润有弹性体53。弹性体53例如可以具有橡胶、橡皮、三元乙丙橡胶(epdm)或硅树脂，或者主要(大于50％)具有这些材料或由这些材料之一组成。然而，针对弹性体53，也能想到其他材料。

弹性体53有助于对流体介质的副路径进行密封。该副路径例如可以在密封件载体30和第二密封元件之间延伸，围绕第二密封元件50并且然后穿过第一通过开口8在图中向下延伸。

当密封元件载体在图中从上方沿轴向方向以力f压到第二密封元件50上时(参见朝下指向的箭头)，进一步提高相对于该副路径的密封效果。此时，弹性体53被挤压并且特别有效地密封副路径。

在此，弹性体53的材料与第二密封元件50的材料不同。

在此，弹性体53不可脱开地与第二密封元件50连接。

能良好地看出，沿径向方向r观察，在第一内壁9与第二密封元件50的外边缘之间有自由空间。此外，密封元件载体30在载体平面36的区域中至少在第二侧32上与轴7具有间距b。

图3示出组件的另一实施方式的示意性横截面。

在这里，图3的实施方式与图1的实施方式的区别仅在于，省去第二密封元件50。

相应地，在用于制造该组件的方法中，缺少涉及第二密封元件50的所有步骤。

该组件例如可以是电通用促动器(“generalpurposeactuator”)或节流阀或废气回流阀或涡轮增压器的“废气门”，但不限于这些实施方式。