DE102013206364A1

DE102013206364A1 - Vorrichtung zur Erwärmung einer Dichtung

Info

Publication number: DE102013206364A1
Application number: DE102013206364.4A
Authority: DE
Inventors: Karl-Fritz Heinzelmann; Willy Härdtle
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2013-04-11
Filing date: 2013-04-11
Publication date: 2014-10-16
Also published as: WO2014166688A1

Abstract

Vorrichtung zur Erwärmung einer Dichtung (2, 12, 18), wobei die Vorrichtung aus mindestens einem anregenden Bauteil oder einem anregenden Material (10) und mindestens einem anzuregenden Bauteil oder einem anzuregenden Material (8) besteht, die räumlich voneinander getrennt sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Vorrichtung zur Erwärmung einer Dichtung, eine Dichtung und ein Verfahren zur Erwärmung einer Dichtung gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1, 8 und des Anspruchs 11.
In einem Fahrzeug herrschen je nach Umgebungstemperatur oder Betriebszustand unterschiedliche Temperaturen. Diese Temperaturen können einen Einfluss auf die Eigenschaften von Fahrzeugbauteilen haben. Besonders tiefe Temperaturen können ein Problem für Dichtungen darstellen. So ist es bekannt, dass sich bei tiefen Temperaturen die Dichtwirkung dadurch verringert, dass das Elastomer-Material härter und weniger elastischer wird. Damit kann es dazu kommen, dass eine Dichtung aus Elastomer-Material nicht mehr den Erfordernissen entsprechend abdichtet, da es nicht mehr ausreichend fest an der abzudichtenden Gegenfläche anliegt.
Besonders bekannt ist dieses Problem im Bereich der Fahrzeugtüren. Zum Beispiel aus der Gebrauchsmusterschrift DE 20 2006 018 011 U1 ist eine Dichtung bekannt, die beheizbar ist und so das Anfrieren der Dichtungen der Fahrzeugtüren und der Kofferraumklappe an den Rahmenteilen verhindert. Dazu sind an oder in den Dichtungen Heizelemente verbaut, die mit Hilfe eines Temperatursensors und eines Steuergeräts fallweise angesteuert werden können. Die Heizelemente werden über eine Energiequelle wie z.B. der Batterie direkt mit Energie versorgt und damit direkt beheizt. Eine solche direkte Beheizung ist allerdings oft aufgrund von Bauraumverhältnissen bzw. Lage der Energiequellen nicht möglich.
Aus der Schrift DE 35 00 436 A1 ebenfalls eine bedarfsweise Beheizung eines umlaufenden Dichtungsbereichs bekannter Glasklappdächer bekannt. Dabei wird eine heizbare Randzone bei Dachausschnitten von Fahrzeugen vorgestellt, in die mindestens ein zusätzlicher Wärmeträger, beispielsweise mindestens eine elektrische Heizleitung, an- oder eingebracht ist, so dass die Heizleitung an der umlaufenden Innenseite der Dichtung anliegt. Auch hier wird eine direkte Energieversorgung der Heizleitung vorgeschlagen, welche ebenfalls über eine Verbindung zwischen Heizleitung und Energiequelle geschaffen wird.
Es ist nun Aufgabe der Erfindung die Dichtsicherheit bei tiefen Temperaturen zu verbessern, wobei die Lösung mehr Flexibilität beim Einsatz der Heizelemente gegenüber dem Stand der Technik gewähren soll.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen der Patentansprüche 1, 8 und 11 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungen werden in den zugeordneten Unteransprüchen definiert.
Zur Lösung der Aufgabe wird eine Vorrichtung zur Erwärmung einer Dichtung vorgeschlagen, die mindestens ein anregendes Bauteil und mindestens ein anzuregendes Bauteil besitzt. Anregende Bauteile bzw. anzuregende Bauteile können ebenfalls anregende bzw. anzuregende Materialien sein. Die anregenden und die anzuregenden Bauteile sind räumlich voneinander getrennt. Anregende Bauteile können z.B. durch eine induktiv oder schwingungstechnisch erzeugte Anregung anzuregende Bauteile aktivieren und dadurch Wärme erzeugen.
Bei der Erwärmung einer Dichtung ist in einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung das mindestens eine anzuregende Bauteil in oder an einer Dichtung, besonders aber an zu erwärmenden Stellen der Dichtung, vorgesehen. Die Dichtung kann dabei aus einem elastischen Material oder aus einem Verbundwerkstoff bestehen. Die Vorrichtung wird bevorzugt bei Berührungsdichtungen eingesetzt. Verschiedene Dichtungsformen und Anwendungsgebiete sind möglich, z.B. kann die Vorrichtung für einen Wellendichtring oder einen Kolbendichtring vorgesehen sein.
Zur Erwärmung der Dichtung wird mindestens ein anzuregendes Bauteil der Dichtung durch äußere Anregung aktiviert und es findet dadurch eine Erwärmung des Materials bzw. des Bauteiles statt. Die Erwärmung kann bedarfsweise oder dauerhaft stattfinden. Die Anregung eines anzuregenden Bauteils, und damit auch die Erwärmung, können durch eine elektrische, magnetische oder schwingungstechnische Anregung des Bauteils stattfinden. Bekannte Beispiele dafür sind unter anderem Anregung durch Ultraschall oder Mikrowellen.
Besonders vorteilhaft wird das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung oder Dichtung in einem Fahrzeug eingesetzt.
Anhand der folgenden Zeichnungen wird die Erfindung näher beschrieben:
1: Schematischer erfindungsgemäßer Dichtungsaufbau am Beispiel eines Wellendichtrings
2: Schematischer erfindungsgemäßer Dichtungsaufbau am Beispiel eines Nutrings
3: Schematischer erfindungsgemäßer Dichtungsaufbau am Beispiel eines O-Rings
Die 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung am Beispiel eines dynamischen Wellendichtrings 2 zur Abdichtung von rotierenden Teilen. Der Wellendichtring 2 ist zwischen der Welle 4 und einem zweiten Bauteil 6 angebracht. Die 1 zeigt einen Schnitt durch den Wellendichtring 2. Im oder am Wellendichtring 2 sind mehrere anzuregende Bauteile bzw. Materialien 8 angebracht, die durch äußere Anregung aktiviert werden können. Die Aktivierung geht dabei von einem anregenden Bauteil bzw. Material 10 aus. Das anregende Bauteil 10 ist in diesem Beispiel in das zweite Bauteil 6 integriert. Diese Vorrichtung ermöglicht ein bedarfsweises Erwärmen des Wellendichtrings 2 dadurch, dass über eine elektrische, magnetische oder schwingungstechnische Anregung der Wellendichtring 2 sich erwärmt.
In der 2 wird eine erfindungsgemäße Dichtung am Beispiel einer dynamischen Kolbendichtung in Form von Nutringen gezeigt. Dies könnten z.B. auch 0-Ringe oder Z-Ringe sein. Der Nutring 12 ist zwischen dem Kolben 14 und einem zweiten Bauteil 6 in einer Nut 16 angebracht. Der Kolben 14 kann in Pfeilrichtung bewegt werden. Die 2 zeigt einen Schnitt durch den Nutring 12. Im oder am Nutring 12 sind mehrere Bauteile bzw. Materialien 8 angebracht, die durch äußere Anregung aktiviert werden können. Die Aktivierung geht dabei von einem anregenden Bauteil bzw. Material 10 aus. Das anregende Bauteil 10 ist in diesem Beispiel ebenfalls in das zweite Bauteil 6 integriert. Durch eine externe Anregung der anzuregenden Bauteile 8 findet ein Aufheizen des Nutrings 12 statt.
3 zeigt eine erfindungsgemäße Dichtung am Beispiel einer statischen Dichtung wie z.B. einem O-Ring. Der O-Ring 18 ist zwischen dem Kolben 14 und einem zweiten Bauteil 6 in einer Nut 16 angebracht. Die 3 zeigt einen Schnitt durch den O-Ring 18. Im O-Ring 18 sind mehrere Bauteile bzw. Materialien 8 angebracht, die durch äußere Anregung aktiviert werden können. Die Aktivierung geht dabei von einem anregenden Bauteil bzw. Material 10 aus. Das anregende Bauteil 10 ist hier ebenfalls in das zweite Bauteil 6 integriert. Es findet ein Aufheizen des O-Rings 18 über eine elektrische, magnetische oder schwingungstechnische Anregung durch das anregende Bauteil 10 statt.
Bezugszeichenliste

2: Wellendichtring
4: Welle
6: zweites Bauteil
8: anzuregende Bauteile bzw. Materialien
10: anregendes Bauteil bzw. Material
12: Nutring
14: Kolben
16: Nut
18: O-Ring

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 202006018011 U1 [0003]
DE 3500436 A1 [0004]

Claims

Vorrichtung zur Erwärmung einer Dichtung (2, 12, 18), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einerseits aus mindestens einem anregenden Bauteil oder einem anregenden Material (10) und andererseits mindestens einem anzuregenden Bauteil oder einem anzuregenden Material (8) besteht, die räumlich voneinander getrennt sind.
Vorrichtung zur Erwärmung einer Dichtung (2, 12, 18) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das anzuregenden Bauteil oder anzuregende Material (8) in oder an der Dichtung (2, 12, 18) vorgesehen ist.
Vorrichtung zur Erwärmung einer Dichtung (2, 12, 18) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (2, 12, 18) aus einem elastischen Material besteht.
Vorrichtung zur Erwärmung einer Dichtung (2, 12, 18) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (2, 12, 18) aus einem Verbundwerkstoff besteht.
Vorrichtung zur Erwärmung einer Dichtung (2, 12, 18) nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anregung des mindestens einen anregenden Bauteils bzw. Materials (10) induktiv oder schwingungstechnisch erzeugt wird.
Vorrichtung zur Erwärmung einer Dichtung (2, 12, 18) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung für einen Einsatz in einem Fahrzeug vorgesehen ist
Vorrichtung zur Erwärmung einer Dichtung (2, 12, 18) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung für einen Wellendichtring (2) oder einen Kolbendichtring (12, 18) vorgesehen ist.
Dichtung (2, 12, 18) aus einem ersten elastischem Material und einem zweiten Material, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Material (8) extern anregbar ist und dadurch Wärme erzeugt.
Dichtung (2, 12, 18) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite anzuregende Material (8) an zu erwärmenden Stellen angebracht ist. Dichtung (2, 12, 18) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (2, 12, 18) eine Berührungsdichtung ist.
Verfahren zur Erwärmung einer Dichtung (2, 12, 18) mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein anzuregendes Bauteil oder mindestens ein anzuregendes Material (8) der Dichtung (2, 12, 18) durch äußere Anregung aktiviert wird und dadurch eine Erwärmung des anzuregenden Materials bzw. Bauteiles (8) stattfindet.
Verfahren zur Erwärmung einer Dichtung (2, 12, 18) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmung bedarfsweise stattfindet.
Verfahren zur Erwärmung einer Dichtung (2, 12, 18) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmung durch eine elektrische, magnetische oder schwingungstechnische Anregung des anregenden Bauteils oder anregenden Materials (10) stattfindet.