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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Dichtungselements
gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
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Derartige
Dichtungselemente dienen zur Abdichtung von zwei zueinandern benachbarten
Arbeitskammern eines hydraulischen Schwenkmotors gegeneinander.
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Hydraulische
Schwenkmotoren werden in der Fahrzeugtechnik im Zusammenhang mit
geteilten Stabilisatoren eingesetzt. Das Innenteil des Schwenkmotors
ist dabei relativ zum Außenteil
des Schwenkmotors verdrehbar und umgekehrt. Das Innenteil des Schwenkmotors
ist drehfest mit einer ersten Stabilisatorhälfte verbunden, während das
Außenteil
drehfest mit der anderen Stabilisatorhälfte verbunden ist. Das Innenteil
eines hydraulischen Schwenkmotors weist flügelartige Auswölbungen auf,
welche mit zylindrischen inneren Dichtflächen des das Innenteil umgebenden
Außenteils
zusammenwirken. Gleichzeitig weist auch das Außenteil des Schwenkmotors rippenartige,
nach innen gerichtete Auswölbungen
auf, welche mit zylindrischen äußeren Dichtflächen des
Innenteils zusammenwirken.
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Durch
die flügelartigen
Auswölbungen
des Innenteils und des Außenteils
wird der zwischen dem Außenteil
und dem Innenteil bestehende Ringraum in einzelne Arbeitskammern
unterteilt. Einander diagonal gegenüber liegende Arbeitskammern
werden zur Betätigung
des Schwenkmotors mit einem hydraulischen Druckfluid beaufschlagt,
wodurch eine Verdrehung des Innenteils relativ zum Außenteil
und umgekehrt herbeigeführt
wird.
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Damit
die hydraulische Betätigung
in der voranstehend beschriebenen Weise erfolgen kann, ist es erforderlich,
die zueinander benachbarten Arbeitskammern gegeneinander abzudichten.
Dies erfolgt über
Dichtungselemente, welche in die flügelartigen bzw. rippenartigen
Auswölbungen
des Innenteils und des Außenteils
eingebracht werden. Damit diese Dichtungselemente in die Auswölbungen
eingebracht werden können,
sind in diesen Auswölbungen Aufnahmenuten
ausgebildet, welche sich in Achsrichtung des Schwenkmotors erstrecken.
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Aus
dem Stand der Technik sind unterschiedliche Ausführungsformen derartiger Dichtungselemente
bekannt. So ist z. B. aus der
DE 100 21 138 A1 bekannt, die Dichtungselemente
in der voranstehend beschriebenen Art und Weise in die Aufnahmenuten
der Auswölbungen
einzubringen, wobei diese Dichtungselemente als Rahmenelemente ausgebildet
sind, welche die Dichtfunktion entlang des Rahmenelementabschnitts
ausüben,
der mit der Dichtfläche
zusammenwirkt. Diese Rahmenelemente sind in ihrem Inneren mit Federelementen
ausgestattet, die das Rahmenelement an die Dichtflächen andrücken. Die
Federelemente können
dabei durch unterschiedliche Bauteile gebildet werden. Es kann sich um
metallische Federn oder Elastomere handeln, es kommen aber auch
druckbeaufschlagbare Bauteile in Betracht, die im Inneren des Rahmenelementes angeordnet
sind.
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Aus
der
DE 43 37 815 C1 sind
Dichtungselemente bekannt, welche mehrteilig ausgebildet sind. Dabei
sind in Radialrichtung drei nicht zusammenhängende Dichtungsbauteile vorgesehen,
wobei zwischen einem inneren Dichtungsbauteil und dem mittleren
Dichtungsbauteil einerseits und dem mittleren Dichtungsbauteil und
dem äußeren Dichtungsbauteil andererseits
jeweils ein O-Ring angeordnet ist. Die O-Ringe spannen die Dichtungsbauteile
leicht gegeneinander vor. Im einge bauten Zustand der Dichtung verstärkt der
Arbeitsdruck innerhalb der Arbeitskammern die Vorspannung durch
den O-Ring auf die Dichtungsbauteile und sorgt auf diese Weise für eine dynamische
Abdichtung. Um die aus der
DE
43 37 815 C1 bekannte Dichtung in die im Verhältnis zu
dieser Dichtung wesentlich breitere Aufnahmenut einbringen zu können, wird
in der
DE 43 37 815
C1 vorgeschlagen, den Zwischenraum zwischen den Dichtungen
und den Seitenwänden
der Aufnahmenuten durch ein Füllstück, welches
beispielsweise eine einfache Kunststoffscheibe sein kann, auszufüllen.
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In
Bezug auf die aus der
DE
43 37 815 C1 bekannten Dichtungselemente besteht ein Nachteil darin,
dass diese mehrteilig ausgebildet sind, was einen vergleichsweise
hohen Montageaufwand mit sich bringt. Außerdem ist es zur Erreichung
der gewünschten
Vorspannung der Dichtungsbauteile erforderlich, dass die Einzelbauteile
sehr genau gefertigt werden, d. h. es müssen hohe Toleranzanforderungen
im Rahmen der Herstellung der Dichtungsbauteile erfüllt werden.
Gleichzeitig ist bei dieser Dichtungsanordnung ein zusätzliches
Füllstück erforderlich,
um die Dichtung in die wesentlich größere Aufnahmenut einsetzen
zu können.
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In
Bezug auf die aus der
DE
100 21 138 A1 bekannten Dichtungselemente besteht das Problem darin,
dass ab gewissen Abmaßen
der Dichtungselemente die Herstellung der Rahmen- und Federelemente
sehr engen Toleranzen unterliegt. Dies trifft insbesondere dann
zu, wenn die Länge
der Dichtungselemente sehr viel größer ist als deren Höhe. Außerdem treten
bei hohen Temperaturen so große Längenausdehnungen
der Rahmenelemente auf, dass diese gegen die sie umgebenden Einbauelemente
drücken
und sich dabei plastisch verformen, sodass sie dann, wenn anschließend wieder
tiefere Betriebstemperaturen vorliegen und sie sich zusammenziehen,
ein Untermaß aufweisen,
sodass die Dichtungswirkung nicht mehr gegeben ist. Mit anderen
Worten besitzen die aus der
DE 100 21 138 A1 bekannten Dichtungselemente
eine nicht ausreichende Temperaturwechselfestigkeit.
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In
der nachveröffentlichten
DE 10 2004 010 432
B3 ist ein Dichtungselement beschrieben, das in seinem
konstruktiven Aufbau den Dichtungselementen entspricht, die mit
dem erfindungsgemäßen Verfahren
herstellbar sind.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung
von Dichtungselementen zur Verfügung
zu stellen, das keinen hohen Fertigungstoleranzen unterliegt und
mit dem auf einfache Weise Dichtungselemente herstellbar sind, die
temperaturkompensierend und einfach im Aufbau sind. Insbesondere
sollen die Dichtungselemente eine gute Temperaturwechselfestigkeit
aufweisen und eine sichere Dichtwirkung auch bei großen Temperaturschwankungen
gewährleisten,
sodass auch bei Temperaturwechseln vom Hochtemperaturbereich (T > 100°C) in den
Tieftemperaturbereich (T < 0°C) die Dichtigkeit
stets gewährleistet
ist.
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Diese
Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Dichtungselement
handelt es sich um ein aus mehreren, miteinander verbundenen Elementen
bestehendes, einstückiges
Sandwichelement, bei dem ein mittleres Gummielement vorgesehen ist,
auf welches beidseitig Deckschichtelemente aufgebracht sind. Die
Deckschichtelemente haben die Aufgabe, das Gummielement abzustützen, wenn
das Dichtungselement einseitig mit einem Druck beaufschlagt wird.
Die einzelnen Deckschichtelemente sind auf jeder Seite des Gummielementes
durch Kompensationsnuten, die zwischen benachbarten Deckschichtelementen
vorgesehen sind, voneinander getrennt. Durch diese Ausbildung des
Dichtungselementes ist es möglich,
auf einfache Weise ein Dichtungselement zur Verfügung zu stellen, welches einerseits
eine Dicke aufweist, die etwas geringer ist als der Abstand zwischen
den Wänden der
das Dichtungselement aufnehmenden Aufnahmenut, und welche andererseits
ein vorbestimmtes Übermaß in Bezug
auf den sie im Einbauzustand aufnehmenden Ein bauraum sowohl in axialer
als auch in radialer Richtung aufweist (Einbauübermaß).
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Dies
hat zur Folge, dass das erfindungsgemäße Dichtungselement in die
Aufnahmenut ohne zusätzliche
Füllstücke oder ähnliches
eingesetzt werden kann. Weiterhin ist durch das gezielt eingestellte Übermaß in radialer
und axialer Richtung des Dichtungselementes sichergestellt, dass
das Dichtungselement im eingebauten Zustand unter einer bestimmten
gewünschten
Vorspannung in seinem Einbauraum sitzt und mit einer bestimmten
gewünschten Kraft
auf die mit dem Dichtungselement zusammenwirkende Dichtfläche gepresst
wird.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Dichtungselement übernimmt
das zwischen den Deckschichtelementen angeordnete Gummielement die
Dichtfunktion, d. h. für
die Abdichtung der zueinander benachbarten Arbeitskammern gegeneinander
ist ausschließlich
das mittlere Gummielement zuständig. Die
Deckschichtelemente dienen dazu, für das Gummielement eine Abstützfunktion
zur Verfügung
zu stellen, wenn das Dichtungselement einseitig mit einem Druckfluid
beaufschlagt wird.
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Dadurch,
dass das Dichtungselement als einstückiges Sandwichelement ausgebildet
ist, ist die Handhabung des Dichtungselementes im Rahmen des Einbaus
in den Schwenkmotor ausgesprochen einfach und unkompliziert.
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Die
Deckschichtelemente können
aus Kunststoff bestehen. Besonders bevorzugt ist für die Deckschichtelemente
der Werkstoff Teflon, weil dieser einerseits eine hohe Medienbeständigkeit
und andererseits gute Gleiteigenschaften gegenüber den Aufnahmenutwänden aufweist,
sodass sich die Deckschichtelemente relativ zu den Aufnahmenutwänden z.
B. durch Wärmeausdehnung
bewegen können, ohne
dass große
Reibungskräfte
auftreten. Auf diese Weise wird vermieden, dass derartige Relativbewegungen
zwischen den Deckschichtelementen und den Aufnahmenutwänden zu
erhöhtem
Verschleiß der
Deckschichtelemente bzw. zu erhöhten,
auf das Gummielement einwirkenden Scherspannungen führen. Die
erfindungsgemäßen Dichtungselemente weisen
dadurch eine hohe Zeitstandfestigkeit auf.
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Bevorzugt
sind die Dichtungselemente vollflächig und stoffschlüssig mit
dem Gummielement verbunden. Dies kann bei einer Reihe von Kunststoffen
durch einfaches Vulkanisieren erreicht werden. Im Falle von Teflon
als Werkstoff für
die Deckschichtelemente ist es allerdings erforderlich, die Deckschichtelemente
auf der Seite, die mit dem Gummielement vollflächig und stoffschlüssig verbunden
werden soll, durch eine an sich bekannte Vorbehandlung (chemisches Ätzen und
Aufbringen eines Bindesystems) für
die stoffschlüssige
Verbindung mit dem Gummielement vorzubereiten. Ist eine derartige
Vorbereitung der Teflon-Deckschichtelemente erfolgt, so können diese über eine
Vernetzungsreaktion (Vulkanisieren) mit dem Gummielement vollflächig und stoffschlüssig verbunden
werden.
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Auf
jeder Seite des Gummielementes sind erfindungsgemäß mindestens
vier voneinander durch die Kompensationsnuten getrennte Deckschichtelemente
angeordnet. Dazu sind auf jeder Seite mindestens eine sich in Achsrichtung
erstreckende erste Kompensationsnut und mindestens eine im Wesentlichen
senkrecht zu dieser verlaufende zweite Kompensationsnut vorgesehen.
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Der
Nutgrund der Kompensationsnuten wird gebildet durch die Oberfläche des
Gummielementes. Wird eine Seite des Dichtungselementes im eingebauten
Zustand durch das eine Arbeitskammer beaufschlagende Druckmedium
mit Druck beaufschlagt, so wirkt dieser Druck in den Kompensationsnuten
unmittelbar auf das Gummielement ein. Im Bereich der Deckschichtelemente
wirkt der hydraulische Druck mittelbar über die Deckschichtelemente auf
das Gummielement ein. Aufgrund dieser Druckbelastung dehnt sich
das Gummielement aus und der Anpressdruck der Dichtkante des Dichtungselements auf
die Dichtfläche
steigt an. Je höher
der Druck in der mit Druckfluid beaufschlagten Arbeitskammer, desto
größer der
Anpressdruck der Dichtkante auf die Dichtfläche (dynamische Abdichtung).
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Über die
Wahl der Anzahl der Kompensationsnuten kann beeinflusst werden,
wie das Gummielement auf die ihm zugeordnete Dichtfläche bei Druckbeaufschlagung einer
Arbeitskammer aufgepresst wird. Je höher die Anzahl der Kompensationsnuten
pro Seite ist, desto gleichmäßiger erfolgt
die Anpresskraft des Gummielementes entlang seiner Dichtkante, die
mit der Dichtfläche
des Außenteils bzw.
des Innenteils des Schwenkmotors zusammenwirkt.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Dichtungselement
wird eine im Prinzip bereits aus der
DE 43 37 815 C1 bekannte dynamische Abdichtung
erreicht, d. h. eine Abdichtung, bei der der Anpressdruck der Dichtung
auf die Dichtfläche
proportional ist zu dem Arbeitsdruck, der in der jeweils druckbeaufschlagten Arbeitskammer
des Schwenkmotors vorliegt. Je höher
nun die Anzahl der Kompensationsnuten pro Seite des Dichtungselements
gewählt
wird, desto gleichmäßiger wird
das Gummielement entlang seiner Dichtkante an die Dichtfläche angepresst.
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Da
die Deckschichtelemente die Aufgabe haben, das Gummielement bei
einseitiger Druckbeaufschlagung des Dichtungselements mit Druckfluid abzustützen, ist
es vorteilhaft, die einander entsprechenden Kompensationsnuten auf
den unterschiedlichen Seiten des Gummielements zueinander versetzt
anzuordnen. Auf diese Weise wird, wenn das Druckfluid unmittelbar
auf einer Seite des Gummielements auf dieses im Nutgrund einwirkt,
auf der dieser Nut gegenüber
liegenden Seite eine Stützwirkung
für das
Gummielement erreicht. Würden
die auf den unterschiedlichen Seiten des Gummielements angeordneten
Kompensationsnuten einander genau gegenüber liegen (also ohne Versatz
angeordnet sein), so wäre
keine ausreichende Stützwirkung
für das
druckbeaufschlagte Gummielement vorhanden und das Gummi könnte bei
hohem Druck beschädigt
werden. Es ist daher zu vermeiden, die einander entsprechenden Kompensationsnuten
auf den unterschiedlichen Seiten des Gummielementes einander genau
gegenüber
liegend anzuordnen.
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Andererseits
darf der Versatz der einander entsprechenden Kompensationsnuten
zueinander ein bestimmtes kritisches Maß nicht überschreiten, da sich ansonsten
die Dichtung nicht ohne zu große innere
Spannungen komprimieren lassen würde.
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Es
würden
bei einem zu großen
Versatz der Kompensationsnuten zueinander zu große Scherspannungen im Gummi
auftreten, was zu Beschädigungen
des Gummimaterials und zu einer verringerten Zeitstandfestigkeit
des Dichtungselementes führen
würde.
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Um
im Einbauzustand des Dichtungselements eine bestimmte gewünschte Grundanpresskraft
des Gummielements auf die jeweilige Dichtfläche zu erreichen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass
die äußeren Abmessungen
des Dichtungselements sowohl in axialer Richtung als auch in radialer Richtung
ein gezielt bemessenes Einbauübermaß aufweisen.
Mit dem Begriff Einbauübermaß ist dabei gemeint,
dass die äußeren Abmessungen
des Dichtungselementes im Verhältnis
zu den geometrischen Gegebenheiten ihres Einbauortes (Aufnahmenut
und Abstände
zu den Dichtflächen)
ein bestimmtes Übermaß aufweisen,
sodass das Dichtungselement beim Zusammenbau des Schwenkmotors sowohl
in axialer als auch in radialer Richtung zusammengedrückt wird.
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Damit
das erfindungsgemäße Dichtungselement
seine dynamische Abdichtwirkung entfalten kann, ist es erforderlich,
dass die Einbauübermaße des Dichtungselements
in axialer und radialer Richtung so bemessen sind, dass im eingebauten
Zustand die Dicke des Dichtungselements nach dessen im Rahmen des
Einbaus erfolgender Zusammendrückung
geringfügig
kleiner ist als der Abstand zwischen den parallelen Wänden der
dieses Dichtungselement aufnehmenden Aufnahmenut. Dadurch wird sichergestellt,
dass sich das Dichtungselement in der Aufnahmenut bei Beaufschlagung
einer Arbeitskammer mit einem Arbeitsdruck bewegen kann, sodass es
sich an derjenigen Wand der Aufnahmenut anlegen kann, die beabstandet
zu der druckbeaufschlagten Arbeitskammer angeordnet ist. Auf diese
Weise entsteht zwischen dem Dichtungselement und der der druckbeaufschlagten
Arbeitskammer zugewandten Wand der Aufnahmenut ein kleiner Spalt,
in den das Druckfluid eindringen kann. Auf diese Weise wirkt der
von dem Druckfluid in die Arbeitskammer eingebrachte Druck auch
innerhalb dieses Spaltes und wirkt somit auf das Dichtungselement
ein. Im Bereich der Kompensationsnuten wirkt der Druck am Nutgrund
dabei unmittelbar auf das Gummielement ein, während er im Bereich der Deckschichtelemente über diese
mittelbar auf das Gummielement einwirkt. Diese Druckbeaufschlagung
bewirkt, dass das Gummielement mit einem Anpressdruck gegen die
ihm zugeordnete Dichtfläche
des Außenteils
bzw. des Innenteils des Schwenkmotors gepresst wird, wobei dieser
Anpressdruck proportional ist zum Arbeitsdruck in der jeweils beaufschlagten
Arbeitskammer des Schwenkmotors (dynamische Abdichtung).
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Vorteilhaft
besteht das Gummielement aus einem Werkstoff, der gegenüber dem
die Arbeitskammern des Schwenkmotors beaufschlagenden Druckfluid
medienbeständig
ist. Dieser Werkstoff ist hinsichtlich seiner Härte vorteilhaft an das im Betrieb des
Schwenkmotors maximal auftretende Druckniveau angepasst. In praktischen
Versuchen hat sich z. B. der Gummiwerkstoff HNBR mit einer Härte von 60
bis 90 Shore als geeignet erwiesen.
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Die
Kompensationsnuten, durch welche die Deckschichtelemente auf den
jeweiligen Seiten des Gummielementes voneinander getrennt sind,
haben im Wesentlichen zwei Aufgaben. Zum einen dienen sie dazu,
dass der Werkstoff, aus dem die Deckschichtelemente bestehen, beim
Zusammenbau des Schwenkmotors nicht plastisch verformt wird. Beim Zusammenbau
des Schwenkmotors wird nämlich, wie
bereits voranstehend erwähnt
wurde, das Dichtungselement sowohl in axialer als auch in radialer Richtung
aufgrund des Einbauübermaßes zusammengedrückt. Dabei
darf es nicht dazu kommen, dass sich die Deckschichtelemente einander
berührend
aneinander legen oder gar mit einer eine plastische Verformung der
Deckschichtelemente bewirkenden Kraft aufeinander gepresst werden.
Dies zu verhindern, ist die erste Funktion der Kompensationsnuten.
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Die
zweite Funktion der Kompensationsnuten besteht darin, die Wärmeausdehnung
der Deckschichtelemente, die in Folge steigender Betriebstemperaturen
des Schwenkmotors auftreten, zu kompensieren. Auch durch die bei
steigenden Betriebstemperaturen auftretende Wärmeausdehnung der Deckschichtelemente
darf es nicht dazu kommen, dass sich die Deckschichtelemente aneinander
legen oder sogar mit einer diese Deckschichtelemente plastisch verformenden
Kraft aneinander gepresst werden. Würde es zu einer plastischen
Verformung der Deckschichtelemente kommen, so hätte dies zur Folge, dass sich
die Deckschichtelemente im Tieftemperaturbereich so weit zusammenziehen,
dass keine ausreichende Anpresskraft des Gummielementes auf die
Dichtfläche
mehr vorliegt, sodass bei niedrigen Drücken bereits hohe interne Leckagen vorhanden
wären.
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Es
ist daher vorteilhaft, den voranstehend erläuterten Sachverhalt bei der
Dimensionierung der Kompensationsnuten ausreichend zu berücksichtigen.
Dies kann dadurch gewährleistet
werden, dass die Breite der Kompensationsnuten so dimensioniert wird,
dass die Summe der Breiten aller in einer Richtung verlaufenden
Kompensationsnuten (in mm) größer oder
gleich ist der Summe aus dem in dieser Richtung vorgesehenen Einbauübermaß (in mm)
und der Differenz der Wärmeausdehnung
des Werkstoffs der Deckschichtelemente in dieser Richtung und der Wärmeausdehnung
des Materials des Einbauraums in dieser Richtung (in mm).
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Bei
Erhöhung
der Betriebstemperatur des Schwenkmotors erwärmen sich die Deckschichtelemente,
sodass sie sich ausdehnen. Gleichzeitig erwärmt sich auch der Werkstoff
des das Dichtungselement umgebenden Einbauraums (in der Regel Stahlwerkstoff),
wobei dessen Wärmeausdehnung
signifikant kleiner ist als die der Deckschichtelemente. Daher muss
die Differenz der Wärmeausdehnung
von Werkstoff der Deckschichtelemente zu Werkstoff des Dichtungseinbauraums
durch die Kompensationsnuten abgefangen werden, damit sich die Deckschichtelemente
nicht plastisch im Einbauraum verformen.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
werden zunächst
zusammenhängende,
d. h. kohärente Platten,
die aus dem Werkstoff bestehen, aus denen die späteren Deckschichtelemente bestehen
sollen, in ein Presswerkzeug eingelegt. Anschließend wird ein Rohgummistück zwischen
diese Platten eingebracht. Im nächsten
Verfahrensschritt werden die Platten und das Rohgummistück zu einer
Sandwichanordnung unter Einwirkung von Hitze bis auf eine definierte
Dicke zusammengepresst, die bereits der endgültigen Dicke des späteren Dichtungselements
entspricht. Dabei verformt sich das Gummimaterial plastisch und
verteilt sich gleichmäßig und
vollflächig
zwischen den Platten. Außerdem
bildet sich zwischen den Platten und dem Gummimaterial aufgrund
der Wärmeeinwirkung
und des Zusammenpressdruckes eine stoffschlüssige Verbindung aus.
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Aus
der so hergestellten Sandwichanordnung werden nun durch geeignete
Schneideverfahren Roh-Dichtungselemente ausgeschnitten, wobei das
Ausschneiden so erfolgt, dass die Roh-Dichtungselemente bereits
das gewünschte
Einbauübermaß des späteren Dichtungselementes
aufweisen.
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Abschließend wird
das Roh-Dichtungselement einem weiteren Bearbeitungsschritt unterzogen,
durch den die Kompensationsnuten in die Platten des Roh-Dichtungselementes
eingebracht werden. Hierzu sind unterschiedliche geeignete Verfahren
denkbar. Insbesondere ist es möglich,
die Kompensationsnuten durch Fräsen
mit z. B. kleinen Kreissägen
einzubringen.
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In
jedem Fall müssen
die Kompensationsnuten so in die Platten eingebracht werden, dass
das Material der Platten im Bereich der Nuten vollständig entfernt
wird, sodass der Nutgrund der Kompensationsnut durch das Gummimaterial
des Gummielements gebildet wird und die durch das Einbringen der Kompensationsnut
entstehenden und voneinander getrennten Deckschichtelemente vollständig voneinander
entkoppelt sind.
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Es
versteht sich, dass bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Verfahrensschritte
des Ausschneidens der Roh-Dichtungselemente und des Einbringens
der Kompensationsnuten in die Platten auch in umgekehrter Reihenfolge
durchgeführt
werden können.
In diesem Fall werden zunächst
die Kompensationsnuten in die Platten der durch das Zusammenpressen
erzeugten Sandwichanordnung eingebracht und erst danach werden die
gewünschten Dichtungselemente,
welche die gewünschten
Einbauübermaße aufweisen,
durch ein geeignetes Schneideverfahren ausgeschnitten.
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Als
ein geeignetes Schneideverfahren zum Ausschneiden eines Roh-Dichtungselementes
bzw. eines Dichtungselementes hat sich in der Praxis das Wasserstrahlschneidverfahren
erwiesen.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
ist es besonders vorteilhaft, dass zur Erzeugung eines Dichtungselements
nicht mehrere Einzelbauteile mühsam
zusammengefügt
werden müssen,
sondern nur drei Teile (nämlich
die beiden äußeren Platten und
das mittlere Rohgummistück)
miteinander verbunden werden müssen,
um eine Sandwichanordnung zu erzeugen, deren Größe ein Vielfaches der Größe eines
Dichtungselementes beträgt.
Aus einer Sandwichanordnung können
sodann mehrere Dichtungselemente mit den gewünschten Maßen ausgeschnitten werden.
Daher ist die Herstellung der Dichtungselemente einfach und mit
geringem Handlingaufwand möglich.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist
darüber
hinaus eine hohe Produktivität
auf.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung näher
erläutert.
Im Einzelnen zeigen
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1 einen
Schwenkmotor im axialen Halbschnitt mit in die Aufnahmenuten eingesetzten
erfindungsgemäßen Dichtungselementen;
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2 einen
Schnitt entlang der Linie A-A in 1;
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3 eine
stirnseitige Ansicht des erfindungsgemäßen Dichtungselements;
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4 eine
Seitenansicht des erfindungsgemäßen Dichtungselements
in einer ersten Ausführungsform;
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5 eine
Seitenansicht des erfindungsgemäßen Dichtungselements
in einer gegenüber 4 anderen
Ausführungsform.
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In 1 ist
ein Schwenkmotor im axialen Halbschnitt dargestellt. Das Innenteil 1 ist
von dem Außenteil 2 des
Schwenkmotors umgeben. Das Innenteil 1 ist in den Deckeln 7a, 7b über Lagerelemente
drehbar gelagert. Die Deckel 7a, 7b sind drehfest mit
dem Außenteil 2 verbunden.
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Über eine
Verzahnung 8 steht der Deckel 7b im eingebauten
Zustand des Schwenkmotors in drehfester Verbindung mit einer nicht
dargestellten ersten Stabilisatorhälfte. Gleichzeitig steht im
eingebauten Zustand das Innenteil 1 mit seinem aus dem Deckel 7a herausragenden
Wellenzapfen 9 in drehfester Verbindung mit einer nicht
dargestellten zweiten Stabilisatorhälfte.
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Das
Innenteil 1 und das Außenteil 2 können durch
Beaufschlagung der Arbeitskammern 3a, 3b (siehe 2)
mit einem Druckfluid gegeneinander verdreht werden. Auf diese Weise
können über die angeschlossenen
Stabilisatorhälften
einander entgegengesetzt wirkende Kräfte auf die beiden Räder einer
Achse des Kraftfahrzeugs aufgebracht werden. Auf diese Weise kann
unerwünschten
Wankbewegungen des Fahrzeugs entgegengewirkt werden (Wankstabilisierung).
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In 1 ist
der Schnittverlauf des dargestellten Axialschnitts durch die einander
gegenüber
liegend angeordneten Aufnahmenuten 5 (siehe 2) des
Innenteils 1 gelegt worden. Dadurch sind die in die Aufnahmenuten 5 eingesetzten
Dichtungselemente, die als Sandwichelemente 6 ausgebildet
sind, deutlich in Seitenansicht zu erkennen. Zu sehen sind die das
in 1 nicht sichtbare Gummielement 10 (siehe 3)
abstützenden
Deckschichtelemente 11a, 11b, welche voneinander
durch die Kompensationsnuten 12a, 12b getrennt
sind. Die in radialer Richtung gesehen äußeren Längskanten der Dichtungselemente
wirken mit zylindrischen Dichtungsflächen zusammen, die auf der
Innenwandung des Außenteils 2 ausgebildet
sind, vgl. hierzu auch 2. Außerdem wirken die Stirnseiten
der Dichtungselemente mit den inneren Oberflächen der Deckel 7a, 7b dichtend
zusammen.
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Über einen
Druckfluidanschluss 30 und einen Kanal 31 sind
die Arbeitskammern 3a, 3b (siehe 2)
mit Druck beaufschlagbar. In 2 ist zu
erkennen, dass jeweils zwei einander diagonal gegenüber liegende
Arbeitskammern 3a, 3b vorgesehen sind. Beide einander
gegenüber
liegenden Arbeitskammern 3a oder 3b werden im
Betrieb des Schwenkmotors jeweils gleichzeitig mit Druckfluid beaufschlagt,
sodass das Innenteil 1 und das Außenteil 2 relativ
zueinander verdreht werden. In der Darstellung in 2 ist
besonders deutlich zu erkennen, wie die Aufnahmenuten 5 in
den Auswölbungen 4 des
Innenteils 1 bzw. des Außenteils 2 angeordnet sind
und wie die Dichtungselemente in diese Aufnahmenuten 5 eingesetzt
sind. Insbesondere ist in 2 zu erkennen,
dass die in den Aufnahmenuten 5 des Innenteils 1 sitzenden
Dichtungselemente mit zylindrischen Dichtflächen zusammenwirken, die durch
die Innenwandung des Außenteils 2 gebildet
werden. Ebenso ist zu erkennen, dass die in den Aufnahmenuten 5 des
Außenteils 2 sitzenden
Dichtungselemente mit zylindrischen Dichtflächen zusammenwirken, die durch
die Außenwandung
des Innenteils 1 gebildet sind.
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Die
Dichtungselemente erstrecken sich, wie insbesondere 1 zu
entnehmen ist, über
die gesamte Baulänge
des Schwenkmotors. Dabei dichten die Dichtungselemente nicht nur
entlang ihrer Längskante,
sondern auch entlang ihrer Stirnseiten, welche mit den nach innen
gewandten Oberflächen
der Deckel 7a, 7b dichtend zusammenwirken. Es
versteht sich, dass zur wirksamen Abdichtung zweier benachbarter
Arbeitskammern 3a, 3b zueinander die Dichtungselemente auch
dichtend mit den Deckeln 7a, 7b des Schwenkmotors
zusammenwirken müssen.
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In 3 ist
ein erfindungsgemäßes Dichtungselement
in Seitenansicht geschnitten dargestellt. Es ist gut zu erkennen,
dass die einander entsprechenden Kompensationsnuten 12a auf
beiden Seiten des Gummielementes 10 zueinander versetzt angeordnet
sind. Auf diese Weise wird bei einseitiger Druckbeaufschlagung des
Dichtungselements mit Druckfluid eine sichere Abstützung des
Gummielementes durch das Deckschichtelement 11a auf der jeweils
nicht druckbeaufschlagten Seite gewährleistet.
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In 3 ist
deutlich zu erkennen, dass der Nutgrund der Kompensationsnuten 12a durch
das Gummielement 10 gebildet wird. Die einzelnen Deckschichtelemente 11a, 11b sind
also durch die Kompensationsnuten 12a, 12b vollständig voneinander getrennt.
Dies ist erforderlich, damit die Kompensationsnuten 12a, 12b ihre
Aufgabe erfüllen
können, nämlich den
Ausgleich von mechanisch bedingten oder wärmeausdehnungsbedingten Relativbewegungen
der Deckschichtelemente 11a, 11b zueinander zu
gewährleisten.
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In 4 ist
ein erfindungsgemäßes Dichtungselement
in Seitenansicht dargestellt. Auf der in 4 sichtbaren
Seite des Dichtungselementes sind insgesamt vier Kompensationsnuten 12a, 12b angeordnet,
nämlich
eine im Einbauzustand in Schwenkmotorlängsrichtung verlaufende Kompensationsnut 12a und
drei im Wesentlichen senkrecht dazu verlaufende Kompensationsnuten 12b.
Diese Kompensationsnuten trennen insgesamt acht Deckschichtelemente 11a, 11b voneinander,
nämlich
vier Deckschichtelemente 11a und vier im Vergleich zu den Deckschichtelementen 11a deutlich
kleiner ausgebildete Deckschichtelemente 11b.
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In 5 ist
ein erfindungsgemäßes Dichtungselement
in einer gegenüber 4 abgewandelten
Ausführungsform
dargestellt. Hier sind insgesamt fünf Kompensationsnuten 12a, 12b vorgesehen,
wobei zwei im Einbauzustand in Schwenk motorlängsrichtung verlaufende Kompensationsnuten 12a vorgesehen
sind und drei im Wesentlichen senkrecht dazu verlaufende Kompensationsnuten 12b.
Diese gitterartig angeordneten Kompensationsnuten trennen insgesamt
zwölf Deckschichtelemente 11a, 11b, 11c voneinander.
Bei einer Anordnung der Kompensationsnuten gemäß 5 wird gegenüber der
Anordnung gemäß 4 ein
gleichmäßigerer
Anpressdruck des Gummielementes an die Dichtfläche erreicht.
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Grundsätzlich kann
das Anpressverhalten des Gummielementes 10 an die mit ihm
zusammenwirkenden Dichtflächen
durch die Anzahl und die Lage der Kompensationsnuten beeinflusst
werden, sodass auf diese Weise ein Dichtungselement optimal an die
jeweils gegebene Einbausituation angepasst werden kann.
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- 1
- Innenteil
- 2
- Außenteil
- 3a
- Arbeitskammer
- 3b
- Arbeitskammer
- 4
- Auswölbung
- 5
- Aufnahmenut
- 6
- Sandwichelement
- 7a
- Deckel
- 7b
- Deckel
- 8
- Verzahnung
- 9
- Wellenzapfen
- 10
- Gummielement
- 11a
- Deckschichtelement
- 11b
- Deckschichtelement
- 12a
- Kompensationsnut
- 12b
- Kompensationsnut
- 30
- Druckfluidanschluss
- 31
- Kanal