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Die Erfindung betrifft eine Schaltbaugruppe gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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In der Axialkolbenmaschine, deren Datenblatt am 26.01.2018 unter der Internetadresse http://www.boschrexroth.com/various/utilities/mediadirectory/download/index.jsp? object_nr=RE-E92003 abrufbar war, findet ein Nulllagenschalter Verwendung. Die entsprechende Schaltbaugruppe umfasst eine Schaltvorrichtung, welche als Betätigungselement eine bewegliche Stahlkugel umfasst, wobei die Kugel mittels eines linearbeweglichen Stößels betätigt wird.
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Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass das Eindringen von Feuchtigkeit in die Schaltvorrichtung auf einfache und kostengünstige Weise vermieden wird. Bei der bekannten Schaltbaugruppe kann Feuchtigkeit insbesondere durch die Verschraubung zwischen der Schaltvorrichtung und dem Grundkörper eindringen. Diese ist nur schwer abdichtbar, da die Lage der Schaltvorrichtung gegenüber dem Grundkörper in Richtung der Längsachse verstellbar ist, um den genauen Schaltpunkt einzustellen.
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Gemäß dem selbständigen Anspruch wird vorgeschlagen, dass der Grundkörper eine bezüglich der Längsachse kreiszylindrische Ausnehmung mit einem Boden aufweist, wobei der Boden von dem Stößel durchsetzt ist, wobei die Ausnehmung an der vom Boden abgewandten Seite mit einem Innengewinde versehen ist, in welches die Schaltvorrichtung eingeschraubt ist, wobei in der Ausnehmung zwischen der Schaltvorrichtung und dem Boden mehrere erste Dichtringe eingebaut sind, welche in Richtung der Längsachse am Boden, an der Schaltvorrichtung und untereinander dichtend anliegen.
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Die ersten Dichtringe sind vorzugsweise durch Einschrauben der Schaltvorrichtung in den Grundkörper in Richtung der Längsachse unter Vorspannung setzbar. Durch Einschrauben der Schaltvorrichtung kann also eine in Richtung der Längsachse gerichtete Dichtkraft auf die ersten Dichtringe ausgeübt werden, so dass diese unter Vorspannung dichtend, insbesondere spaltfrei, aneinander anliegen. Gleichzeitig kann hierdurch der Schaltpunkt der Schaltvorrichtung eingestellt werden. Der Boden ist vorzugsweise quer zur Längsachse angeordnet. Er kann kreiskegelförmig bezüglich der Längsachse ausgebildet sein, damit die Ausnehmung mit dem Boden unter Verwendung eines üblichen Bohrers mit Kegelspitze einfach herstellbar ist. Es ist aber auch denkbar, einen ebenen Boden zu verwenden, der senkrecht zur Längsachse ausgerichtet ist.
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In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung angegeben.
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Es kann vorgesehen sein, dass die ersten Dichtringe aus einem Elastomer bestehen. Unter einem Elastomer soll dabei ein formfester, aber elastischer Kunststoff verstanden werden. Aufgrund der entsprechenden Elastizität können die ersten Dichtringe die Einstellbewegung der Schaltvorrichtung problemlos ausgleichen, ohne dass die Abdichtung nachteilig beeinträchtigt wird.
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Es kann vorgesehen sein, dass die ersten Dichtringe als O-Ringe ausgebildet sind. Aufgrund der runden Form lassen sich O-Ringe sehr gut komprimieren. Mehrere O-Ringe sind sowohl schon beim leichten Kontakt als auch bei starker Deformation dicht. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden die O-Ringe aufgrund der variablen Lageeinstellung der Schaltvorrichtung jeweils unterschiedlich stark zusammengedrückt und sind trotzdem dicht.
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Es kann vorgesehen sein, dass die ersten Dichtringe untereinander identisch ausgebildet sind. Hierdurch vereinfacht sich die Montage, da eine Verwechslung unterschiedlicher erster Dichtringe ausgeschlossen ist.
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Es kann vorgesehen sein, dass der Stößel zumindest einen Teil der ersten Dichtringe durchsetzt, wobei er mit Abstand zu diesen ersten Dichtringen angeordnet ist. Der Stößel reibt damit nicht innen an den ersten Dichtringen. Seine Bewegung wird durch die ersten Dichtringe nicht behindert.
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Es kann vorgesehen sein, dass die ersten Dichtringe an ihrem Außenumfang an der Ausnehmung abgestützt sind. Hierdurch wird die Lage der ersten Dichtringe quer zur Längsachse festgelegt. Damit ist sichergestellt, dass die ersten Dichtringe optimal dichtend aneinander anliegen.
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Es kann vorgesehen sein, dass die ersten Dichtringe an ihrem Außenumfang unter Vorspannung an der Ausnehmung anliegen. Hierdurch wird die Ausrichtung der ersten Dichtringe weiter verbessert. Vorzugsweise haben die ersten Dichtringe im nicht montierten Zustand ein Übermaß gegenüber dem Durchmesser der Ausnehmung.
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Es kann vorgesehen sein, dass der Stößel zumindest im Bereich der Ausnehmung kreiszylindrisch bezüglich der Längsachse ausgebildet ist. Damit kann auf einfache Weise eine lineare Führung des Stößels bereitgestellt werden, insbesondere mittels einer angepassten, kreiszylindrischen Führungsbohrung.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Schaltvorrichtung eine in Richtung der Längsachse bewegliche Kugel umfasst, welche abschnittsweise aus der verbleibenden Schaltvorrichtung herausragt, so dass die Schaltvorrichtung mittels der Kugel betätigbar ist, wobei die Kugel von zumindest einem ersten Dichtring umgeben ist, wobei ein Innendurchmesser des genannten zumindest einen ersten Dichtrings so groß gewählt ist, dass der genannte zumindest eine erste Dichtring mit Abstand zur Kugel angeordnet ist. Der genannte erste Dichtring behindert die Schaltbewegung der Kugel somit nicht. Wenn der Stößel die Schaltvorrichtung betätigt, steht er vorzugsweise in unmittelbarem Berührkontakt mit der Kugel, höchst vorzugsweise mit einer Längsstirnfläche des Stößels.
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Es kann vorgesehen sein, dass der Grundkörper mit einem zur Längsachse konzentrischen ersten Außengewinde versehen ist, auf welches eine Mutter aufgeschraubt ist, wobei die Mutter mit der Schaltvorrichtung verspannbar ist. Die Mutter wirkt dementsprechend als Kontermutter, so dass die Lageeinstellung der Schaltvorrichtung gesichert ist.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
- 1 einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Schaltbaugruppe;
- 2 mehrere erste Dichtringe, welche in Dichtkontakt stehen; und
- 3 eine der 2 entsprechende Darstellung, wobei die Vorspannkraft gegenüber 2 erhöht ist.
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1 zeigt einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Schaltbaugruppe 10. Die Schaltbaugruppe 10 umfasst einen Grundkörper 20, welcher im Wesentlichen rotationssymmetrisch bezüglich einer Längsachse 11 ausgebildet ist. An seinen in Richtung der Längsachse 11 gegenüberliegenden Enden ist er mit einem ersten bzw. einem zweiten Außengewinde 24; 25 versehen, welche konzentrisch zur Längsachse 11 ausgebildet sind. Mit dem zweiten Außengewinde 25 wird der Grundkörper 20 beispielsweise in das Gehäuse einer über Null verschwenkbaren Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise eingeschraubt. Der Schwenkmechanismus der Axialkolbenmaschine ist dabei mit einem Betätigungsfortsatz versehen, welcher den Stößel in Richtung der Längsachse 11 verschiebt, wenn sich der genannte Schwenkmechanismus in der Nullstellung befindet, also in einer Stellung, in der das Verdrängungsvolumen der Axialkolbenmaschine Null beträgt.
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Zwischen dem ersten und dem zweiten Außengewinde 24; 25 ist der Grundkörper 20 mit einem Bund 26 versehen, der quer zur Längsachse 11 über beide Außengewinde 24; 25 übersteht. Der Bund 26 bildet im Bereich des zweiten Außengewindes 25 eine ebene Anschlagfläche 27, welche senkrecht zur Längsachse 11 angeordnet ist. Mit der Anschlagfläche 27 wird der Grundkörper 20 gegen das genannte Gehäuse der Axialkolbenmaschine verspannt.
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Im Bereich des ersten Außengewindes 24 ist der Grundkörper 20 mit einer Ausnehmung 21 versehen, welche kreiszylindrisch bezüglich der Längsachse 11 ausgebildet ist. Die Ausnehmung 21 hat einen Boden 22, der vorliegend kreiskegelförmig ausgebildet ist. Die Ausnehmung 21 wird beispielsweise mit einem Bohrer mit einer Kegelspitze hergestellt. Am vom Boden 22 abgewandten Ende ist die Ausnehmung 21 mit einem Innengewinde 23 versehen, in welches eine Schaltvorrichtung 50 eingeschraubt ist. Bei der Schaltvorrichtung 50 handelt es sich beispielsweise um einen kostengünstig am Markt angebotenen Kugelschalter, der beispielsweise von der Webseite bekannt ist, die am 26.01.2018 unter der Internetadresse http://de.grote.com/family/brake-back-up-ball-switches/ abrufbar war. Eine derartige Schaltvorrichtung 50 hat als Betätigungselement eine bewegliche Kugel 51, die typischerweise aus gehärtetem Stahl besteht. Die Kugel 51 ragt aus der verbleibenden Schaltvorrichtung 50 heraus. Sie ist mit einer (nicht dargestellten) Feder vorgespannt. Wenn die Kugel 51 gegen die Kraft der Feder nach innen gedrückt wird, öffnet und/oder schließt die Schaltvorrichtung einen oder mehrere elektrische Schaltkontakte. Über das Anschlusskabel 52 sind die genannten elektrischen Schaltkontakte an eine (nicht dargestellte) Steuervorrichtung anschließbar.
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Mit dem gesonderten Stößel 30 wird einerseits erreicht, dass die Schaltbraugruppe 10 einen definierten Schaltpunkt hat. Weiter ist die Schaltbautruppe 10 so ausgeführt, dass die genannte Axialkolbenmaschine auch gegen den Austritt von Hydrauliköl vollkommen dicht ist, wenn die Schaltbaugruppe 10 montiert ist. Würde man die Schaltvorrichtung 50 unmittelbar in das Gehäuse der Axialkolbenmaschine einschrauben, so wäre dieses nicht mehr dicht. Weiter ist die Schaltbaugruppe 10 so ausgebildet, dass die Lage der Schaltvorrichtung 50 gegenüber dem Grundkörper 20 in Richtung der Längsachse 11 verstellbar ist, so dass die Lage des Schaltpunkts einstellbar ist. Hierfür wird das Außengewinde 53 in die Schaltvorrichtung 50 unter Zuhilfenahme eines Außensechskants 54 an der Schaltvorrichtung 50 mehr oder weniger tief in das Innengewinde 23 des Grundkörpers 20 eingeschraubt. Die entsprechende Lage wird mit der Mutter 60 gesichert, welche auf das erste Außengewinde 24 aufgeschraubt ist, wobei sie in der Art einer Kontermutter gegen das Gehäuse der Schaltvorrichtung 50 verspannt ist.
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Der Stößel 30 ist weitgehend kreiszylindrisch bezüglich der Längsachse 11 ausgebildet. An dem der Schaltvorrichtung 50 zugewandten Ende ist er mit einer ebenen Stirnfläche versehen, welche senkrecht zur Längsachse 11 ausgerichtet ist. Am gegenüberliegenden Ende ist er kugelförmig verrundet. Der Stößel 30 besteht aus Stahl, wobei vorzugsweise zumindest das kugelförmig verrundete Ende gehärtet ist. Dort ist der Stößel 30 mit einem Bund 31 versehen. Zwischen der Außenumfangsfläche des Bundes 31 und der umgebenden Buchse 40 ist eine Spalt 32 vorgesehen. Durch diesen Spalt 32 kann dort vorhandenes Hydrauliköl hindurchtreten, um die Bewegung des Stößels 30 zu dämpfen.
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Die Buchse 40 ist mit einer Führungsbohrung 41 versehen, welche mit sehr geringem Spiel an den dort kreiszylindrischen Stößel 30 angepasst ist. Hierdurch wird der Stößel 30 in Richtung der Längsachse 11 linearbeweglich geführt, wobei er unter Einwirkung von Querkräften im Wesentlichen nicht verkippt. Das genannte Spiel ist so eng ausgelegt, dass dort im Wesentlichen kein Hydrauliköl durchtreten kann. Die Buchse 40 ist fest in den Grundkörper 20 eingepresst, wobei sie an ihrem Außenumfang mit einer Dichtungsnut versehen ist, in welcher ein zweiter Dichtring 42 aufgenommen ist. Der zweite Dichtring 42 ist beispielsweise als O-Ring ausgebildet. Er bewirkt eine statische Abdichtung gegen Durchtritt von Hydrauliköl an der betreffenden Stelle.
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Die erfindungsgemäße Abdichtung umfasst vorliegend insgesamt vier erste Dichtringe 12, welche in Richtung der Längsachse 11 unmittelbar nebeneinander in der Ausnehmung 21 angeordnet sind. Die ersten Dichtringe 12 sind jeweils als O-Ring ausgeführt, wobei sie untereinander identisch ausgebildet sind. Die in Richtung der Längsachse 11 äußersten ersten Dichtringe 12 liegen am Boden 22 bzw. an der Stirnseite der Schaltvorrichtung 40 an, so dass der Stapel an ersten Dichtringen 12 zwischen diesen beiden Flächen unter Vorspannung setzbar ist. Der Innendurchmesser der ersten Dichtringe 12 ist dabei so groß gewählt, dass diese innen nicht am Stößel 30 anliegen, so dass dessen Bewegung durch die ersten Dichtringe 12 nicht behindert wird. Weiter ist der genannte Innendurchmesser so groß gewählt, dass insbesondere der in 1 ganz rechte erste Dichtring 12 nicht an der Kugel 51 der Schaltvorrichtung 50 anliegt, so dass deren Funktion ebenfalls nicht gestört ist.
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Radial außen liegen die ersten Dichtringe 12, vorzugsweise mit geringer Vorspannung, am Innenumfang der Ausnehmung 21 an, so dass die Lage der ersten Dichtringe 12 quer zur Längsachse 11 festgelegt ist. Die Elastizität des Stapels an den ersten Dichtringen 12 ist dabei so groß, dass die durch die Einstellbewegung der Schaltvorrichtung 51 bewirkte Vorspannungsänderung die Dichtwirkung der ersten Dichtringe 12 im Wesentlichen nicht stört.
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Mit den ersten Dichtringen 12 wird insbesondere verhindert, dass Feuchtigkeit von außen, welche durch den Kontakt zwischen dem Außengewinde 53 der Schaltvorrichtung 50 und dem Innengewinde 23 des Grundkörpers 20 hindurchtritt, weiter ins Innere der Schaltbaugruppe 10 gelangt. Die genannte Feuchtigkeit kann dabei nicht durch einen Spalt an der Kugel 51 in das Innere der Schaltvorrichtung 50 gelangen, so dass deren störungsfreie Funktion sicher gewährleistet ist.
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2 zeigt mehrere erste Dichtringe 12, welche in Dichtkontakt stehen. Die ersten Dichtringe 12 sind wie oben erläutert zwischen dem Boden 22 und der Schaltvorrichtung 50 in Richtung der Längsachse 11 eingespannt. In 2 ist die Vorspannkraft 14 vergleichsweise klein, wobei die Schaltvorrichtung nur wenig in das dazugeordnete Innengewinde eingeschraubt ist. Der Dichtkontakt 13 zwischen den ersten Dichtringen zum Boden 22 und zur Schaltvorrichtung 50 ist jeweils nur auf eine kleine Berührfläche beschränkt. Diese reicht aber ohne Weiteres aus, um die gewünschte Abdichtung zu erreichen.
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3 zeigt eine der 2 entsprechende Darstellung, wobei die Vorspannkraft 14 gegenüber 2 erhöht ist. Die Schaltvorrichtung ist dementsprechend weiter in das zugeordnete Innengewinde eingeschraubt, um den Schaltpunkt zu verstellen. Die Elastizität der ersten Dichtringe 12 kann diese Einstellbewegung ohne Weiteres ausgleichen. Dabei vergrößert sich die Berührfläche in den Dichtkontakten 13.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Schaltbaugruppe
- 11
- Längsachse
- 12
- erster Dichtring
- 13
- Dichtkontakt
- 14
- Vorspannkraft
- 20
- Grundkörper
- 21
- Ausnehmung
- 22
- Boden
- 23
- Innengewinde
- 24
- erstes Außengewinde
- 25
- zweites Außengewinde
- 26
- Bund
- 27
- Anschlagfläche
- 30
- Stößel
- 31
- Bund
- 32
- Spalt
- 40
- Buchse
- 41
- Führungsbohrung
- 42
- zweiter Dichtring
- 50
- Schaltvorrichtung
- 51
- Kugel
- 52
- Anschlusskabel
- 53
- Außengewinde
- 54
- Außensechskant
- 60
- Mutter
