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Die Erfindung betrifft ein Schwenkaggregat gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Ein Schwenkaggregat umfasst ein zylindrisches Gehäuse mit mindestens einer Rippe an einer Innenwandung. In dem Gehäuse ist eine Welle angeordnet, die auf ihrer Mantelfläche mindestens einen Flügel aufweist. Die mindestens eine Rippe und der mindestens eine Flügel begrenzen zwei Arbeitsräume, die mit einem Arbeitsmedium gefüllt sind.
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Bei einem Schwenkaggregat gemäß der
DE 10 2008 002 629 A1 besteht zwischen den beiden Arbeitsräumen eine Strömungsverbindung, in der ein Dämpferventil angeordnet ist. Diese Bauform des Schwenkaggregats wird auch Rotationsdämpfer genannt und verfügt über ein parallel zur Rotationsachse geteiltes Gehäuse, das aus einem urformbaren Werkstoff besteht. (
10–
12) Mittels eines Druckguss- oder Spritzgussverfahrens können auch komplizierte Formen mit einer hohen Genauigkeit erreicht werden. Die
DE 10 2008 002 629 A1 beschreibt ein Bauprinzip, bei dem die Gehäusehälften verklebt, verschraubt oder auch verspannt werden. Eine weitere Detailierung ist nicht offenbart. Zur Fixierung der beiden Gehäusehälften werden Passstifte vorgeschlagen.
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Die
DE 10 2006 014 140 A1 betrifft ebenfalls ein Schwenkaggregat mit einem Gehäuse und einer Welle. Bei diesem Schwenkaggregat handelt es sich um einen Schwenkmotor, wobei jedoch die wesentlichen Komponenten, Gehäuse und Welle, ein prinzipiell sehr ähnlichen Aufbau aufweisen. So können zumindest Gehäuse- wie auch Wellenrohlinge sowohl zu einem Schwenkmotor wie auch zu einem Rotationsdämpfer fertigbearbeitet werden.
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In der
DE 10 2006 014 140 A1 wird eine Welle verwendet, bei der die Flügel mittels einer Stoffverbindung fixiert sind. Dazu wird konkret Lot eingesetzt. Der Hintergrund dieser Maßnahme besteht darin, dass der Zerspanungsgrad an einer Welle mit mindestens einem Flügel sehr groß ist.
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Aus der
DE 84 37 671 U1 ist ein Schwenkmotor bekannt, dessen Arbeitsräume von einem radial geteilten Gehäuse gebildet werden. Die Auslegung der Gehäusehälften ist derart ausgeführt, dass alle auftretenden Kräfte von einer Schraubverbindung zwischen den Gehäusehälften aufgenommen werden können.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Schwenkaggregat zu realisieren, das sehr einfach und kostengünstig herstellbar ist.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der mehrteilige Zylinder von einer äußeren Fixierhülse umschlossen ist. Die Fixierhülse bildet mit dem mehrteiligen Zylinder eine Presspassung, wodurch die Zylinderteile nach radial innen vorgespannt werden. Weitere Verbindungselemente wie Schrauben usw. sind nicht notwendig.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung wird die Welle über mindestens einen Lagerring in dem Zylinder gehalten, wobei der mindestens eine Lagerring eine axiale Verriegelung der Zylinderteile bildet. Der mindestens eine Lagerring greift in in Umfangsrichtung verlaufende Nuten der Zylinderteile und verriegelt sie. Weitere Passstifte o. ä. sind nicht notwendig. Dadurch vereinfacht sich die Montage erheblich.
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Gemäß einem vorteilhaften Unteranspruch sind die Arbeitsräume über mindestens eine Dichtung voneinander getrennt, wobei eine die Rippe des Zylinders abdichtende Dichtung auf einer Mantelfläche der Welle fixiert ist. Die Zylinderteile benötigen keine Fixierflächen für die zylinderseitige Abdichtung der Arbeitsräume. Insgesamt vereinfacht sich dadurch die Herstellung des Zylinders bzw. der Zylinderteile.
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Es ist vorgesehen, dass auch die Welle eine Dichtung für den mindestens einen Flügel aufweist.
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Des Weiteren trägt die Welle auch mindestens eine Lagerdichtung. Folglich sind alle Dichtungen an der Welle fixiert.
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Vorteilhafterweise sind die Rippendichtung und die Flügeldichtung einteilig ausgeführt. Dadurch ergibt sich eine zusammenhängende Dichtungsstruktur, deren Funktionsabschnitte sich gegenseitig stabilisieren.
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In einer weiteren Ausbaustufe ist die Lagerdichtung mit der Flügeldichtung und/oder mit der Rippendichtung einteilig ausgeführt. Dieses Design fördert die axiale Belastbarkeit der Dichtungsabschnitte, da die Lagerdichtung in Umfangsrichtung und die Flügel- und Rippendichtung in Längsrichtung verlaufen.
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Zusätzlich kann man noch vorsehen, dass die Welle ein Aufnahmeprofil für die Dichtung aufweist. Die Dichtung liegt dann nicht nur auf dem äußeren Wellenprofil auf, sondern greift in das Aufnahmeprofil ein, wodurch eine bessere Fixierung erreicht wird. Man kann die gesamte Dichtung auf der Welle aufspritzen oder wie elastische Bänder aufspannen.
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Optional kann eine Stirnfläche am axialen Ende des Flügels einen ausgerundeten Übergang zur Mantelfläche der Welle und eine Innenwandung einer Deckelfläche des Zylinders einen komplementären Übergang zu einer Innenwandung des Zylinders aufweisen. Dieser geschwungene Übergang vereinfacht die Abdichtung im Vergleich zu einer üblichen rechtwinkligen Ausgestaltung der Konturen.
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Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.
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Es zeigt.
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1 Schwenkaggregat in einer Schnittdarstellung
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2 Ansicht eines Zylinderteils zur 1
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3 Welle als Einzelteil
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4 Welle mit Dichtungen
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5 Alternativvariante zur 1
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6 u. 7 Teilschnitte zur 5
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8 Schwenkaggregat nach 5 mit einem Teilausschnitt
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Die 1 zeigt einen Querschnitt durch ein Schwenkaggregat 1, z. B. einem Rotationsdämpfer oder einen Schwenkmotor. Grundsätzlich lässt sich die Erfindung bei beiden Bauformen anwenden. Ein Zylinder 3 verfügt über zwei parallel zur einer Schwenkachse 5 verlaufende Rippen 7. Innerhalb des Zylinders 3 ist eine Welle 9 mit ebenfalls zur Schwenkachse 5 parallel verlaufenden Flügeln 11 gelagert. Die Rippen 7, die Flügel 11, eine äußere Mantelfläche 13 der Welle 9 und eine Innenwandung 15 des Zylinders 3 begrenzen vier mit einem Arbeitsmedium gefüllte Arbeitsräume 17–23. Grundsätzlich ist die Anzahl der Flügel und Rippen in Abhängigkeit der Anforderungen an das Schwenkaggregat frei wählbar. In dieser beispielhaften Ausführung sind jeweils zwei Rippen 7 und zwei Flügel 11 dargestellt.
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Die Welle 9 kann mit ihren Flügel 11 eine Schwenkbewegung ausführen, deren Endlagen von den Rippen 7 des Zylinders 3 bestimmt werden. Innerhalb der Flügel 11 und Rippen 7 sind Dichtungen 25; 27 angeordnet, die die einzelnen Arbeitsräume 17–23 voneinander trennen.
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Der Zylinder 3 ist parallel zur Schwenkachse 5 über eine Teilungsfuge 29 zweiteilig ausgeführt. Die 2 zeigt einen Blick in ein Zylinderteil 3A. Die Teilungsfuge 29 ist am Ansatz der Rippen 7 gelegt und befindet sich damit außerhalb des Kontaktbereichs mit der flügelseitigen Dichtung 25, um diese nicht zu verschleißen. Radial zusammengehalten werden die Zylinderteile 3A; 3B durch eine äußere Fixierhülse 31, die spielfrei auf einer äußeren Wandung 33 der Zylinderteile 3A; 3B verspannt ist.
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Bevorzugt ist der Zylinder 3 aus einem Kunststoff hergestellt, wobei beide Zylinderteile 3A; 3B identisch ausgestaltet sind, so dass man mit einer Spritzform den gesamten Zylinder 3 herstellen kann. Der Kunststoff kann mit oder ohne Armierung ausgeführt sein, wobei eine kurzfaserige oder auch eine langfaserige oder auch eine netzartige Armierung vorgesehen sein kann. Wie man weiter aus der 2 entnehmen kann umfasst jedes Zylinderteil 3A; 3B auch endseitige Deckelhälften 35 mit Durchgangsöffnungen 37 für die Welle 9, so dass separate Deckel entfallen.
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Die 3 zeigt die Welle 9 des Schwenkaggregats 1 als Einzelteil. Auch die Welle 9 besteht bevorzugt aus einem Kunststoff mit den Werkstoffmöglichkeiten wie beim Zylinder 3. Man erkennt die Flügel 11, sowie ein Aufnahmeprofil 39 für die Flügeldichtung 25, so wie ein Aufnahmeprofil 41 für die Dichtung 27 in der Rippe 7. Die Dichtung 27 in der Rippe 7 ist bei dieser Bauform der Welle 9 nicht direkt in der Rippe 7 des Zylinders 3 angeordnet, sondern als eine Flächendichtung auf der Welle 9. Die Erstreckung der Dichtung 27 in der Rippe 7 auf der Welle entspricht mindestens dem Schwenkbereich der Rippe auf der Welle. Des Weiteren sind zwei umlaufende Nuten 43 erkennbar, die eine Lagerdichtung 45 (4) tragen. Die Nuten 43 sind an die Aufnahmeprofile 39; 41 angeschlossen. Beide Stirnflächen 47 an axialen Enden der Flügel 11 weisen jeweils einen ausgerundeten Übergang zur Mantelfläche 13 der Welle aus. Eine Innenwandung 49 der Deckelhälfte 35 des Zylinders 3 weist dazu einen komplementären Übergang zu der Innenwandung 15 des Zylinders (8).
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In der 4 ist dargestellt, dass die Dichtungen für die Flügel-, die Rippen- und die Lagerdichtung 25; 27; 45 der Welle 9 einteilig ausgeführt sind. Man kann die Dichtungen auf die Welle 9 aufspritzen oder auch als separates Bauteil herstellen und auf die Welle 9 aufstreifen und die Elastizität der Abschnitte an Dichtungen 25; 27; 45 zur Erzeugung einer radialen Vorspannung nutzen.
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Die 5 bis 7 sollen die Funktionsabschnitte der Dichtungen 25; 27; 45 verdeutlichen, insbesondere das Zusammenwirken der Zylinderteile 3A; 3B mit den Funktionsabschnitten. In den 7 und 8 sind Lagerringe 51 erkennbar, die in einer umlaufenden Nut 53 der Zylinderteile 3A; 3B eingreifen. Die Lagerringe 51 verfügen über einen L-förmigen Querschnitt und nehmen einen Gleitring 55 auf, der auf der Lagerdichtung 45 gleitet. Die Lagerringe 51 können einteilig und ungeschlitzt ausgeführt sein.
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Bei der Montage wird die Welle 9 mit den Dichtungen 25; 27; 45 bzw. der Dichtungseinheit bestückt. Des Weiteren erhalten die Lagerringe 51 ihre Gleitringe 55. Danach werden die Lagerringe 51 auf die Welle 9 aufgefädelt. In einem weiteren Arbeitsschritt werden die Zylinderteile 3A; 3B auf die Welle 9 aufgesetzt, wobei die Lagerringe 51 in die Nuten 53 der Zylinderteile 3A; 3B eingreifen. Damit ist eine Längsverschiebung der Zylinderteile 3A; 3B relativ zueinander blockiert. Abschließend wird die Fixierhülse 31 auf die Mantelfläche 13 des Zylinders 3 geschoben, so dass auch eine radiale Relativbewegung der Zylinderteile 3A; 3B unmöglich ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schwenkaggregat
- 3
- Zylinder
- 3A
- Zylinderteil
- 3B
- Zylinderteil
- 5
- Schwenkachse
- 7
- Rippe
- 9
- Welle
- 11
- Flügeln
- 13
- Mantelfläche
- 15
- Innenwandung
- 17
- Arbeitsraum
- 19
- Arbeitsraum
- 21
- Arbeitsraum
- 23
- Arbeitsraum
- 25
- Dichtung im Flügel
- 27
- Dichtung in der Rippe
- 29
- Teilungsfuge
- 31
- Fixierhülse
- 33
- äußere Wandung
- 35
- Deckelhälften
- 37
- Durchgangsöffnungen
- 39
- Aufnahmeprofil
- 41
- Aufnahmeprofil
- 43
- Nut
- 45
- Lagerdichtung
- 47
- Stirnfläche
- 49
- Innenwandung
- 51
- Lagerringe
- 53
- Nut
- 55
- Gleitring
