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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Abdichtung eines Aktuators nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und einen Adapterring nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 12.
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Durch die
EP 1 911 660 B1 wurde ein Aktuator für eine Hinterradlenkung eines Kraftfahrzeuges bekannt, wobei der Aktuator ein ortsfest am Fahrzeug angeordnetes Gehäuse und zwei translatorisch gegenüber dem Gehäuse verschiebbare Stellglieder in Form von aus dem Gehäuse heraustretenden Spindelenden aufweist. Die Spindelenden sind gegenüber dem Gehäuse über Schiebelager geführt und stirnseitig mit Anschlussstücken verbunden, an welchen gabelförmige Verbindungsteile befestigt sind. Die aus dem Gehäuse heraustretenden Spindelenden sind jeweils über einen Faltenbalg, der einerseits am Gehäuse und andererseits am Anschlussstück befestigt ist, abgedichtet.
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Ein Problem bei einer derartigen Abdichtung besteht darin, dass das Verbindungsbauteil, welches die Verbindung zwischen dem Ende des Stellgliedes und einem Fahrwerksteil, z. B. einem Spurlenker herstellt, keine geeignete Fläche für die Befestigung und Abdichtung eines Faltenbalges bietet. Beispielsweise sind die hierfür verwendeten gabelförmigen Verbindungsteile als Schmiedestücke ausgebildet und weisen fertigungsbedingt eine unrunde Kontur auf.
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Durch die
DE 10 2006 008 558 B3 wurde eine Faltenbalganordnung für eine Tripodegelenkeinheit bekannt, wobei das Ende des Faltenbalges mittels eines Adapterringes an einem Gelenkaußenteil befestigt ist. Der Adapterring besteht aus einem ersten Kunststoffmaterial größerer Härte und einem zweiten Kunststoffmaterial geringerer Härte, welches für an dem Adapterring angeordnete Dichtlippen verwendet wird. Aufgrund der nicht runden, polygonartigen Außenkontur des Gelenkaußenteils sind die Dichtlippen nicht durchgehend über den gesamten Umfang, sondern nur sektorweise angeordnet, so dass die Trennfuge zwischen dem Gelenkaußenteil und dem Adapterring nur unvollständig abgedichtet ist.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, für einen Aktuator der eingangs genannten Art eine verbesserte Anordnung zur Abdichtung des beweglichen Stellgliedes gegenüber dem Gehäuse vorzuschlagen.
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Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche 1 und 12 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Nach einem ersten Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass auf dem Stellglied, d. h. auf oder an dem aus dem Gehäuse austretenden Teil des Stellgliedes ein Adapterring angeordnet ist, auf welchem das bewegliche Ende des Faltenbalges befestigt und abgedichtet ist. Das feste Ende des Faltenbalgs ist am Gehäuse befestigt. Der Adapterring hat mehrere Funktionen: einerseits dient er der Befestigung und Abdichtung des Faltenbalgs gegenüber dem beweglichen Stellglied und verhindert somit ein Eindringen von Feuchtigkeit oder Schmutz in das Innere des Aktuators, insbesondere in den Bereich des Schiebelagers, in welchem das Stellglied radial geführt und axial gleitend gelagert ist. Darüber hinaus wird durch den Adapterring eine geeignete, d. h. zylindrische Umfangsfläche mit angepasstem Durchmesser geschaffen, auf welchem das Ende des Faltenbalgs zur Erfüllung einer permanenten Dichtfunktion befestigt werden kann. Darüber hinaus kann der Adapterring als Träger von weiteren Dichtmittel wie Dichtlippen verwendet werden. Da der Adapterring als separates Teil hergestellt wird, besteht die Option einer geeigneten Werkstoffauswahl.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform weist das Stellglied einen Lagerzapfen auf, welcher gehäuseseitig gelagert ist und aus dem Gehäuse heraustritt, einen Zwischenring sowie ein Anschlussstück, welche koaxial zueinander angeordnet und miteinander verspannt sind. Auf dem Zwischenring ist der Adapterring koaxial angeordnet, d. h. der Adapterring befindet sich zwischen der Stirnfläche des Lagerzapfens und dem Anschlussstück, welches der Verbindung mit einem Fahrwerksteil, z. B. einem Spurlenker dient. Der Adapterring ist somit fest auf dem Stellglied positioniert.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Anschlussstück als Gabelstück ausgebildet, welches vorzugsweise als Schmiedeteil hergestellt wird. Das Gabelstück, welches zwei etwa parallel zueinander angeordnete Schenkel mit koaxialen Bohrungen aufweist, dient vorzugsweise der Anlenkung eines Fahrwerkteiles, beispielsweise über ein Gummilager.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Gabelstück mittels eines den Zwischenring durchsetzenden Befestigungsbolzens mit dem Lagerzapfen verspannt. Der Zwischenring bildet somit mit einer seiner beiden Planflächen die Auflagefläche für den Boden des Gabelstückes. Die Anordnung bietet den Vorteil einer leichten Montage, da der Lagerzapfen, welcher stirnseitig eine Gewindesacklochbohrung aufweist, der Zwischenring und das Gabelstück koaxial zueinander angeordnet sind und durch den Befestigungsbolzen miteinander verspannt werden.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Adapterring aus einem Zwei-Komponenten-Kunststoff hergestellt, wobei die erste Komponente eine Hartkomponente ist und als Trägermaterial für den Adapterring dient. Die zweite Komponente ist eine Weichkomponente, aus welcher Dichtlippen, welche durch Anspritzen mit der Hartkomponente verbunden werden, hergestellt sind.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Adapterring auf den Zwischenring aufschiebbar und somit leicht montierbar. Der Adapterring kann somit zusammen mit dem Zwischenring montiert werden, wobei der Zwischenring aus einem metallischen Werkstoff, vorzugsweise Stahl hergestellt ist, die Druckkräfte zwischen dem Anschlussstück und dem Lagerzapfen aufnimmt und damit von dem Adapterring fern hält.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Dichtlippen im Bereich von Fugen, welche der Adapterring mit angrenzenden Bauteilen, beispielsweise dem Lagerzapfen und dem Zwischenring bildet, angeordnet. Durch die Dichtlippen wird eine Unterwanderungskorrosion, d. h. ein Eindringen von Feuchtigkeit mit nachfolgender Korrosion verhindert. Dies ist insbesondere von Bedeutung, weil der Lagerzapfen keinen Korrosionsschutz aufweist. Vorteilhaft ist auch, dass keine zusätzlichen Dichtungen montiert werden müssen, da die notwendige Anzahl von Dichtungen am Adapterring angeordnet, d. h. mit dem Adapterring zu einem Bauteil integriert sind.
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Nach weiteren bevorzugten Ausführungsformen bildet der Adapterring eine erste stirnseitige und eine zweite umfangsseitige Fuge, in deren Bereich eine erste respektive eine zweite umlaufende Dichtlippe angeordnet sind. Durch diese beiden Dichtlippen ist der Innenraum des Aktuators, insbesondere auch der Lagerzapfen und das Schiebelager gegen eindringende Feuchtigkeit und Korrosion geschützt.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Ende des Faltenbalgs, welches der äußeren Umfangsfläche des Adapterringes angepasst ist, mittels eines Spannelements am Adapterring befestigt, so dass durch die Anpressung eine einwandfreie Dichtwirkung erzielt wird.
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Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist bei einem Adapterring aus einem Zwei-Komponenten-Kunststoff vorgesehen, dass die Dichtlippen aus der Weichkomponente mit dem Trägerkörper aus einer Hartkomponente zu einem Bauteil integriert sind, wobei die stirnseitig und/oder umfangsseitig angeordneten Dichtlippen stofflich miteinander verbunden sind – sie sind somit unverlierbar. Die Verbindung wird durch mindestens einen gemeinsamen Spritzkanal für die Weichkomponente ermöglicht.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben, wobei sich aus der Beschreibung und/oder der Zeichnung weitere Merkmale und/oder Vorteile ergeben können.
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Die einzige Figur zeigt einen Ausschnitt eines Aktuators 1, welcher einen elektrisch angetriebenen Spindeltrieb aufweist und vorzugsweise für die Hinterradlenkung von Kraftfahrzeugen verwendbar ist. Ein derartiger Aktuator ist in der älteren Anmeldung der Anmelderin mit dem Aktenzeichen 10 2014 206 934.3 offenbart; zu weiteren Einzelheiten des Aktuators, auch Stellmotor oder Steller genannt, wird auf den Inhalt der älteren Anmeldung verwiesen. Der ausschnittsweise dargestellte Aktuator 1 weist ein Gehäuse 2 mit einem Gleitlager 3 auf, in welchem ein Lagerzapfen 4 in Längsrichtung a gleitend geführt ist. Der Lagerzapfen 4 ist fest, z. B. über ein Gewinde, form-, kraft- und/oder stoffschlüssig mit dem Ende einer Spindel 5 verbunden, welche Teil des nicht dargestellten Spindeltriebs ist; der Lagerzapfen 4 kann auch einstückig mit der Spindel 5 ausgebildet sein. Die Axialbewegung der Spindel 5 wird somit eins zu eins auf den Lagerzapfen 4 übertragen. Der Lagerzapfen 4 weist stirnseitig einen Bund 4a mit einem gegenüber dem Innendurchmesser des Gleitlagers 3 vergrößerten Außendurchmesser sowie eine Stirnseite 4b auf, in welche eine Gewindesacklochbohrung 6 eingearbeitet ist. Der Lagerzapfen 4 ist mittels eines als Schraubbolzen 7 ausgebildeten Befestigungsbolzens, welcher in die Gewindesacklochbohrung 6 eingeschraubt ist, mit einem als Gabelstück 8 ausgebildeten Anschlussstück fest verbunden, wobei zwischen der Stirnseite 4b des Lagerzapfens 4 und dem Anschlussstück 8 ein Zwischenring 9 angeordnet ist, welcher von dem Schraubbolzen 7 durchsetzt wird. Radial außerhalb des Zwischenringes 9 ist ein Adapterring 10 angeordnet, welcher auf den Außenumfang des Zwischenringes 9 aufschiebbar ist. Der Adapterring 10 weist eine Breite bzw. axiale Erstreckung auf, welche der Breite des Zwischenringes 9 entspricht, wobei der Adapterring 10 jedoch nicht durch die Axialkräfte belastet wird, welche sich aus der Verspannung durch den Schraubbolzen 7 ergeben. Der Außendurchmesser des Adapterringes 10, der eine im Wesentlichen zylindrische Umfangsfläche aufweist, ist etwas größer als der Außendurchmesser des Bundes 4a. Der Adapterring 10, der einen über den gesamten Umfang konstanten Querschnitt aufweist, ist aus einem Zwei-Komponenten-Kunststoff mit einer Hartkomponente und einer Weichkomponente hergestellt. Die Hartkomponente dient als Trägermaterial und gibt dem Adapterring 10 die erforderliche Festigkeit, während die Weichkomponente als anspritzbares Material für eine erste, planseitig angeordnete umlaufende Dichtlippe 11 und eine zweite, umfangsseitig angeordnete umlaufende Dichtlippe 12 verwendet wird. Die Stirnseite 4b des Lagerzapfens 4 bildet mit den benachbarten Stirnflächen des Zwischenringes 9 und des Adapterringes 10 eine erste Fuge 13, während zwischen dem Außenumfang des Zwischenringes 9 und dem Innenumfang des Adapterringes 10 eine zweite Fuge 14 gebildet wird. Die erste umlaufende Dichtlippe 11 ist im Bereich der ersten Fuge 13 und die zweite Dichtlippe 12 ist im Bereich der zweiten Fuge 14 angeordnet, so dass beide Fugen 12, 13 als Zugänge für ein Eindringen von Feuchtigkeit gesperrt sind. Eine Korrosion durch Unterwanderung kann somit nicht stattfinden.
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Die durch den Schraubbolzen 7 verbundene Einheit, bestehend aus Lagerzapfen 4, Zwischenring 9 und Anschlussstück 8, bildet das axial verschiebbare Stellglied, welches durch einen Faltenbalg 15 nach außen abgedichtet wird, damit weder Schmutz noch Feuchtigkeit von außen nach innen eindringen können. Insbesondere der Lagerzapfen 4, der keinen Korrosionsschutz aufweist, und das Gleitlager 3 müssen gegen korrosive Medien geschützt werden. Für diesen Zweck einer axial beweglichen Abdichtung weist der Faltenbalg 15 einen ortsfesten oder gehäuseseitigen Bund 15a und einen beweglichen Bund 15b auf. Das Gehäuse 2 weist einen koaxial zur Längsachse a angeordneten hohlzylindrischen, stutzenförmigen Ansatz 2a auf, auf dessen Außenumfang der Bund 15a des Faltenbalgs 15 mittels eines als Spannband 16 ausgebildeten Spannelements befestigt und abgedichtet ist. Das bewegliche Ende 15b des Faltenbalgs 15 ist auf dem Außenumfang des Adapterringes 10 mittels eines als Spannband 17 ausgebildeten Spannelements befestigt und abgedichtet. Der Innendurchmesser des stutzenförmigen Gehäuseansatzes 2a ist größer als der Außendurchmessers des Bundes 4a, so dass der Lagerzapfen 4 bei einer einwärts gerichteten Stellbewegung auf Anschlag mit einem stirnseitigen Bund des Gleitlagers 3 fahren kann. Die Erstreckung des Faltenbalgs 15 in Axialrichtung ist somit auf den Hub des Stellgliedes begrenzt und weist damit eine minimale Länge auf.
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Der Adapterring 10 bildet zusammen mit den beiden Dichtlippen 11, 12 eine Bau- und Montageeinheit. Wie aus der Zeichnung erkennbar, weist der aus der Hartkomponente in einem ersten Spritzvorgang hergestellte Trägerkörper an seiner Stirn- oder Planseite eine umlaufende, nutförmige erste Aussparung und an seinem Innenumfang eine umlaufende, nutförmige zweite Aussparung auf. Beide Aussparungen sind durch mindestens einen nicht dargestellten Spritzkanal miteinander verbunden. Die Dichtlippen 11, 12 werden in einem zweiten Spritzvorgang mit der Weichkomponente an den Trägerkörper in die Aussparungen angespritzt, wobei sie infolge des gemeinsamen Spritzkanals stofflich miteinander verbunden sind – sie können sich daher nicht von dem Trägerkörper lösen und bilden somit eine Einheit.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Aktuator
- 2
- Gehäuse
- 2a
- Ansatz
- 3
- Gleitlager
- 4
- Lagerzapfen
- 4a
- Bund
- 4b
- Stirnseite
- 5
- Spindel
- 6
- Gewindesacklochbohrung
- 7
- Schraubbolzen
- 8
- Anschluss-/Gabelstück
- 9
- Zwischenring
- 10
- Adapterring
- 11
- erste Dichtlippe
- 12
- zweite Dichtlippe
- 13
- erste Fuge
- 14
- zweite Fuge
- 15
- Faltenbalg
- 15a
- Bund, ortsfest
- 15b
- Bund, beweglich
- 16
- Spannelement
- 17
- Spannelement
- a
- Längsachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1911660 B1 [0002]
- DE 102006008558 B3 [0004]
