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Die Erfindung betrifft eine Schaltbaugruppe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus der
DE 10 2018 201 937 A1 ist eine Schaltbaugruppe mit einem Grundkörper bekannt, in dem ein Stößel in Richtung einer Längsachse linear beweglich aufgenommen ist, wobei eine Schaltvorrichtung vorgesehen ist, die über den Stößel betätigbar ist. Der Grundkörper der Schaltbaugruppe ist hülsenförmig ausgebildet und weist einen im Querschnitt kreiszylindrischen, taschenförmigen Einbauraum mit einem Boden auf, wobei der Boden von dem Stößel durchsetzt ist und an der vom Boden abgewandten Seite des Einbauraums eine Schaltvorrichtung eingeschraubt ist. Zwischen der Schaltvorrichtung und dem Boden sind mehrere Dichtringe eingebaut.
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Nachteilig bei der vorbeschriebenen Art der Dichtringanordnung ist, dass bei einer in Längsrichtung zu starken Komprimierung der Dichtringe einzelne Dichtringe aus ihrer Position gedrückt werden können. Dabei können Spalte zwischen den Dichtringen entstehen. Eine Dichtheit zwischen dem Boden und der Schaltvorrichtung ist dann nicht mehr gegeben.
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Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schaltbaugruppe zu schaffen, die auch bei stärkerer Komprimierung der Dichtringe eine Dichtheit gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird durch eine Schaltbaugruppe gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine erfindungsgemäße Schaltbaugruppe weist einen Grundkörper auf, in dem ein Stößel in Richtung einer Längsachse linear beweglich aufgenommen ist. Eine Schaltvorrichtung ist vorgesehen, die mittels des Stößels betätigbar ist. Der Grundkörper der Schaltbaugruppe ist hülsenförmig ausgestaltet und weist einen Einbauraum mit einem Boden auf, der von dem Stößel durchsetzt ist und dessen Endabschnitt in den Einbauraum eintaucht und an der Schaltvorrichtung anliegt. Zwischen der Schaltvorrichtung und dem Boden des Grundkörpers ist ein Dichtringstapel dichtend in dem Einbauraum angeordnet. Der Dichtringstapel hat mehrere Dichtringe, die stapelförmig übereinander, beziehungswiese hintereinander gereiht sind. Erfindungsgemäß ist eine Stützhülse vorgesehen, die den Dichtringstapel in dem Einbauraum des Grundkörpers, insbesondere in Radialrichtung, lagefixiert.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Stützhülse am Innenumfang des Dichtringstapels angeordnet. Der Dichtringstapel wird an seinem Außenumfang durch die Innenwandung des Einbauraums lagefixiert. In Richtung der Längsachse ist der Dichtringstapel durch den Boden, die Schaltvorrichtung und die Stützhülse in ihrer Position gehalten.
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Besonders bevorzugt ist es, wenn die Stützhülse eine variable Länge hat. Durch die veränderbare Länge passt sich die Stützhülse an die sich verändernde Einbautiefe des Einbauraums während eines Einstellvorgangs der abzudichtenden Schaltbaugruppe an. Die Schaltvorrichtung wird über ein Gewinde in den Einbauraum eingebracht, wobei sich die Einbautiefe während des Einstellvorgangs in Abhängigkeit von der Einschraubtiefe der Schaltvorrichtung verändert.
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Vorteilhafterweise weist die Stützhülse einen im Wesentlichen kreiszylindrischen Hauptabschnitt auf.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Hauptabschnitt der Stützhülse aus kreisförmigen, in einer Ausgangssituation zueinander beabstandeten Zwischenringen gebildet. Diese Zwischenringe sind durch Stege miteinander verbunden. Das Material aus dem die Stege gebildet sind, ist hinreichend flexibel, so dass sich der Hauptabschnitt komprimieren lässt und bringt gleichzeitig eine hinreichende Steifigkeit mit, so dass die Stege in der Ausgangsposition den Abstand zwischen den Zwischenringen halten.
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Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel ist der Hauptabschnitt der Stützhülse in Form einer Spirale gebildet. Diese lässt sich ähnlich einer zylindrischen Druckfeder zusammendrücken. Axial beabstandete Wendel der Spirale werden bei axial aufgebrachter Kraft zusammengeführt, so dass ein Verschieben der Wendel in einer radialen Richtung verhindert wird. Die Lagefixierung der Dichtringe des Dichtringstapels ist somit in allen während des Einstellvorgangs auftreten Komprimierungszuständen der Stützhülse gewährleistet.
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In einer weiteren Ausführungsform ist der Hauptabschnitt aus einem flexiblen Vollmantel hergestellt. Der Vollmantel ist flexibel genug, jede während des Einstellvorgangs auftretende Komprimierung realisieren zu können bei gleichzeitig hinreichender Festigkeit, so dass in einer Ausgangsposition eine Hülsenform gewährleistet ist.
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Besonders bevorzugt ist es, wenn die Stützhülse zwei kegelstumpfförmige Endabschnitte aufweist, die zu Stirnseiten der Stützhülse hin erweitert sind.
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Als besonders vorteilhaft hat es sich herausgestellt, wenn die Stützhülse einstückig ausgebildet wird. Der Hauptabschnitt und die zwei kegelstumpfförmigen Endabschnitte bilden so gemeinsam eine Stützhülse aus.
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In einer weiteren Ausführungsform ist die Stützhülse zweistückig ausgebildet. Ausgehend von den kegelstumpfförmigen Endabschnitten erstrecken sich Stege parallel zu der Axialrichtung der Stützhülse. Diese Stege sind jeweils in einem etwa stegbreiten Abstand zueinander beabstandet. Durch diese Art der Anordnung ist es ermöglicht, dass die Stege eines Stützhülsenabschnitts jeweils in eine etwa stegbreite Ausnehmung zwischen den Stegen des anderen Stützhülsenabschnitts eintauchen können. Die sich gegenüberliegenden Stützhülsenabschnitte sind sozusagen in einer Art Verzahnungseingriff und sind ineinander verschieblich ausgeführt, da jeweils ein Steg in die zugeordnete Ausnehmung benachbarter Stege des gegenüberliegenden Stützhülsenabschnitts eintaucht.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Stützhülse gleichzeitig eine Montagevorrichtung für die Dichtringe. Das Positionieren der Dichtringe in dem Einbauraum wird durch die Anwendung der Stützhülse wesentlich vereinfacht.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren eingehend beschrieben. Es zeigen:
- 1 eine stark vereinfachte schematische Ansicht einer aus dem Stand der Technik bekannten Schaltbaugruppe im Längsschnitt;
- 2 einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Schaltbaugruppe;
- 3 eine erste Ausführungsform einer Stützhülse;
- 4 eine zweite Ausführungsform einer Stützhülse;
- 5 eine dritte Ausführungsform einer Stützhülse und
- 6 eine vierte Ausführungsform einer Stützhülse.
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1 zeigt einen Längsschnitt einer Schaltbaugruppe
1, die aus der
DE 10 2018 201 937 A1 bekannt ist. Die Schaltbaugruppe
1 ist hier stark vereinfacht schematisch dargestellt. Aus dem zitierten Stand der Technik ist eine derartige Schaltbaugruppe
1 bekannt, so dass an dieser Stelle nur die für die Erfindung relevanten Bauteile beschrieben werden. Die Schaltbaugruppe
1 umfasst einen Grundkörper
2, der von einem Stößel
4 durchsetzt ist. Der Grundkörper
2 ist dabei im Wesentlichen rotationssymmetrisch um eine Längsachse
6 ausgebildet. Eine Schaltvorrichtung
8 wird in einen Einbauraum
10, welche in den hülsenförmigen Grundkörper
2 eingebracht ist, eingeschraubt. Eine von der Schaltvorrichtung
8 abgewandte Seite des Grundkörpers
2 kann über ein Außengewinde beispielsweise an das Gehäuse einer über Null verschwenkbaren Axialkolbenmaschine in in an sich bekannter Weise angesetzt werden. Ein Schwenkmechanismus der Axialkolbenmaschine weist einen Betätigungsfortsatz auf, der den Stößel in Richtung der Längsachse bewegen kann, wenn sich der Schwenkmechanismus in einer Nullstellung befindet, also in einer Stellung in der ein Verdrängungsvolumen der Axialkolbenmaschine Null beträgt. Der Stößel schaltet bei der Nullstellung die Schaltvorrichtung in einer aus dem Stand der Technik bekannten Art und Weise.
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Der Einbauraum 10 weist an der von der Schaltvorrichtung 8 abgewandten Seite einen Boden 12 auf. Dieser wird von dem Stößel 4 durchsetzt, der in den Einbauraum 10 hineinragt und an der Schaltvorrichtung 8 anliegt. Zwischen dem Boden 12 und der Schaltvorrichtung 8 ist ein Dichtringstapel 14 vorgesehen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist dieser Dichtringstapel 14 aus fünf aneinander liegenden Dichtringen 15 gebildet. Selbstverständlich kann der Dichtringstapel 14 auch aus wesentlich mehr und/oder wesentlich weniger übereinanderliegenden Dichtringen 15 gebildet sein.
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2 zeigt eine erfindungsgemäße Schaltbaugruppe 1, die den gleichen Grundaufbau wie diejenige aus 1 aufweist. Im Unterschied zu diesem Stand der Technik ist gemäß 2 am Innenumfang des Dichtringstapels 14 eine Stützhülse 16 angeordnet. Diese etwa zylinderförmige Stützhülse 16 hält den Dichtringstapel 14 in seiner vorbestimmten Position innerhalb des Einbauraums 10 zwischen dem Boden 12 und der Schaltvorrichtung 8, wobei so eine gesicherte Dichtheit zwischen dem Boden 12 und der Schaltvorrichtung 8 gewährleistet ist. Der Dichtringstapel 14 ist an seinem Außenumfang an der Innenumfangswandung des Einbauraums 10 abgestützt.
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Die Stützhülse 16 stützt den Dichtringstapel 14 jeweils teilweise an einem in Axialrichtung vorderen und einem hinteren Ende, also einerseits im Bereich des Bodens 12 und andererseits im Bereich der Schaltvorrichtung 8. Die Stützhülse 16 ist von dem Dichtringstapel 14 umgriffen und stützt diesen so in einer radialen Richtung nach Innen ab. Verschiedene Ausführungsformen der Stützhülse 16 werden in folgenden Figuren beschrieben.
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3 zeigt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Stützhülse 16. Diese ist gebildet durch einen Hauptabschnitt 18 und zwei kegelstumpfförmigen/ konischen Endabschnitte 20, 22, die sich zur jeweiligen Stirnseite hin erweitern. Der Hauptabschnitt 18 weist einen Durchmesser d auf, der geringer ist, als der maximale Durchmesser D der Endabschnitte 20, 22. Durch diese Ausgestaltung der Stützhülse 16 werden die Dichtringe 15 im Bereich des Hauptabschnitts 18 in Radialrichtung nach Innen abgestützt, wobei die Endabschnitte 20, 22 mit dem Durchmesser D an den Außen angeordneten Dichtringen 15 anliegen und diese auch in Axialrichtung in Position halten.
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Im Ausführungsbeispiel gemäß 3 ist der Hauptabschnitt 18 mit den Endabschnitten 20, 22 einstückig ausgebildet. Der Hauptabschnitt 18 ist gemäß der Darstellung in 2 durch mehrere zueinander axial beabstandete Zwischenringe 24 ausgebildet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind sieben Zwischenringe 24 zwischen den Endabschnitten 20, 22 angeordnet. Die Zwischenringe 24 sind über sechzehn Stege 26 miteinander und/oder mit den Endabschnitten 20, 22 verbunden. Zwischen einem Endabschnitt 20, 22 und den benachbarten Zwischenringen 24 sowie zwischen den innenliegenden Zwischenringen 24 erstrecken sich jeweils zwei Stege 26, wobei die benachbarten Zwischenräume überstreckenden Stege 26 jeweils (in Umfangsrichtung) um 90° zueinander versetzt sind.
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Die Stege 26 sind als eine Art flexible Abstandshalter für die Zwischenringe 24 anzusehen. Das heißt, dass die Stege 26 komprimierbar sind und/oder flexibel an den Zwischenringen 24/Endabschnitten 20, 22 gehalten sind. Durch die Komprimierbarkeit/Biegsamkeit der Stege 26 lässt sich die gesamte Stützhülse 16 in Richtung einer Längsachse 27 zusammendrücken. Die einzelnen Zwischenringe 24 liegen bei einer maximalen Komprimierung aneinander an. Die Breite der Zwischenräume zwischen den Zwischenringen 24 soll in Summe etwa der maximal möglichen Verformung des Dichtringstapels 14 entsprechen, so dass die komprimierte Länge der Stützhülse 16 etwas kleiner ist als der kleinste Einbauraum des Dichtringstapels 14. Der kleinstmögliche Einbauraum des Dichtringstapels 14 ergibt sich aus einer maximalen Einschraubtiefe der Schaltvorrichtung 8 in den Einbauraum 10. Je weiter die Schaltvorrichtung 8 in den Einbauraum 10 eingeschraubt wird, desto kleiner wird der zur Verfügung stehende Einbauraum im Einbauraum 10. Dadurch, dass die Stützhülse 16 im Wesentlichen in Längsrichtung komprimiert wird und dass sie so ausgelegt ist, dass sie nicht über ihre maximale Komprimierbarkeit hinaus belastet wird, erfolgt im wesentlichen keine Verformung der Stützhülse 16 in einer anderen Richtung als in Richtung der Längsachse 27. Ein Verrutschen eines der Dichtringe 15 des Dichtringstapels 14 in Radialrichtung kann so verhindert werden.
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4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Stützhülse 16. Der Hauptabschnitt 18, der zwischen den Endabschnitten 20, 22 angeordnet ist, ist gemäß dem Ausführungsbeispiel in 4 durch eine Spirale 28 gebildet. Diese lässt sich ähnlich wie eine zylindrische Druckfeder zusammendrücken. Wenn alle Windungen der Spirale 28 auf Anschlag gehen, ist die kleinste Erstreckung in Axiallänge der Stützhülse 16 kleiner als der kleinste Einbauraum 10. Die Steigung der Spirale 28 und eine Dicke ds der Spiralwendel 28 ist so ausgelegt, dass die Stützhülse 16 so axial verkürzbar ist, dass sie auch bei minimalem Einbauraum 10 eingebaut werden kann. Die Dichtringe 15 werden durch die Stützhülse 16 nach radial innen abgestützt, so dass sie trotz einer Komprimierung nicht aus der vorgesehenen Geometrie des Dichtringstapels 14 heraus in den Einbauraum 10 verrutschen können und so die Dichtfunktion des Dichtringstapels 14 verschlechtern würden.
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In 5 ist eine Stützhülse 16 gezeigt, die ebenfalls aus einem Hauptabschnitt 18 und zwei Endabschnitten 20, 22 gebildet ist. Der Hauptabschnitt 18 ist im vorliegenden Fall als Vollmantel 30 mit geschlossener Umfangswandung ausgebildet. Das Material des Vollmantels 30 der Stützhülse 16 muss ausreichend elastisch verformbar gewählt werden, so dass die Verformung beim Komprimieren des Dichtringstapels 14 ermöglicht ist. Entgegen der beiden vorbeschriebenen Lösungen sind keine Zwischenräume vorgesehen, die eine Stauchung der Stützhülse 16 in Axialrichtung kompensieren könnten. Die Flexibilität des Materials des Hauptabschnitts 18 ist für ein verrutschsicheres Halten der einzelnen Dichtringe des Dichtringstapels 14 entscheidend.
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6 zeigt eine vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Stützhülse 16. Dieses Ausführungsbeispiel zeigt eine zweistückig ausgebildete Stützhülse 16. Auch in dieser Ausführungsform sind zwei Endabschnitte 20, 22 axial beabstandet zueinander angeordnet. Von den kegelstumpfförmigen Endabschnitten 20, 22 ausgehend erstrecken sich etwa ringförmige Mantelflächenabschnitte 31a, 31b. Aus diesen wiederum erstrecken sich achsparallele und zueinander beabstandete Stege 32 bzw. 37. Diese sind, ausgehend von einer Betrachtung des hier links dargestellten Endabschnitts 20, beabstandet zueinander und derart versetzt, dass die Stege 32 des einen Endabschnitts 20 jeweils in einen Zwischenraum 36 zwischen den beabstandeten Stegen 37 des anderen Endabschnitts 22 eintauchen. Zwischen benachbarten Stegen 32 verbleibt also jeweils ein Zwischenraum 36, in den jeweils ein Steg 32, 37 des anderen Endabschnitts 20, 22 eintaucht, so dass eine Art Verzahnung entsteht. Ein Steg 32 des ersten Endabschnitts 20 taucht in einen Zwischenraum 36 des zweiten Endabschnitts 22 ein.
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Ein diesen Zwischenraum 36 begrenzender Steg 37 des zweiten Endabschnitts 22 taucht in einen gegenüberliegenden Zwischenraum 36 des ersten Endabschnitts 20 ein. An ihren freien Endabschnitten 20, 22 weisen die Stege 32 jeweils einen Schlitz 33 auf, der eine Elastizität der Endabschnitte 20, 22 verbessert. Dieser Schlitz 33 erstreckt sich mittig zwischen zwei Umfangswandungen 34 der Stege. An den Endabschnitten von Umfangswandungen 34 der Stege 32, 37 erstrecken sich jeweils Auszugsbegrenzer 38, 39, die über die Breite der Stege 32, 37 hinaus in die Zwischenräume 36 hineinragen und an den Umfangskanten 34 der benachbarten Stege 32, 37 abgleiten.
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Der Hauptabschnitt 18 ist gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 6 durch die wechselseitig ineinandergreifenden Stege 32, 37, die sich jeweils von den Mantelflächenabschnitten 31a, 31b ausgehend erstrecken, gebildet. Die Länge der Stege 32, 37 ist demnach so gewählt, dass in Abhängigkeit von der axialen Erstreckung des Dichtringstapels 14 ein Eintauchen der Stege 32, 37 in die jeweils gegenüberliegenden Zwischenräume 36 gewährleistet ist. Durch die Auszugsbegrenzer 38, 39 sind die Stege 32, 37 vor einem Herausrutschen aus den Zwischenräumen 36 gesichert. So wird ein Herausgleiten der Stege 32 aus den Zwischenräumen 36 verhindert, wenn sich die Axiallänge des Einbauraums 10 vergrößert. In diesem Falle ist ein völliges Hinausgleiten der Stege 32, 37 aus den Zwischenräumen 36 dadurch verhindert, dass die zueinander ausgerichteten Auszugsbegrenzer 38, 39 aneinander anschlagen. Bei maximaler Komprimierung der Stützhülse 16 in Axialrichtung stoßen Stirnflächen 35 der Stege 32, 37 jeweils auf eine ihnen zugewandte Stirnfläche 40 des Mantelflächenabschnitts 31. Auch mit diesem Ausführungsbeispiel kann durch die vorbeschriebene Ausgestaltung verhindert werden, dass Dichtringe 15 aus dem Dichtringstapel 14 nach radial Innen in den Einbauraum 10 entweichen können.
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Offenbart ist eine Schaltbaugruppe, die einen Grundkörper aufweist, der von einem Stößel entlang einer Längsachse durchsetzt ist, wobei der Stößel die Schaltvorrichtung betätigt, und in einem Einbauraum des Grundkörpers geführt ist, und einen Boden dieses Einbauraums durchsetzt. Zwischen dem Boden und der Schaltvorrichtung ist ein Dichtringstapel vorgesehen, der durch eine Stützhülse lagefixiert wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schaltbaugruppe
- 2
- Grundkörper
- 4
- Stößel
- 6
- Längsachse
- 8
- Schaltvorrichtung
- 10
- Einbauraum
- 12
- Boden
- 14
- Dichtringstapel
- 15
- Dichtring
- 16
- Stützhülse
- 18
- Hauptabschnitt
- 20
- Endabschnitt
- 22
- Endabschnitt
- 24
- Zwischenring
- 26
- Steg
- 27
- Längsachse
- 28
- Spirale
- 30
- Vollkörper
- 31a, 31b
- Mantelflächenabschnitt
- 32
- Steg
- 33
- Schlitz
- 34
- Umfangswandung
- 35
- Stirnfläche
- 36
- Zwischenraum
- 37
- Steg
- 38
- Auszugsbegrenzer
- 39
- Auszugsbegrenzer
- 40
- Stirnfläche
- D
- Durchmesser Endabschnitt
- d
- Durchmesser Stützhülse
- ds
- Durchmesser Steigung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102018201937 A1 [0002, 0019]
