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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Abdichtelement zum Abdichten einer Fluidleitung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine entsprechende Abdichtung und ein Verfahren zum Abdichten einer Fluidleitung.
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Abdichtelemente von Fluidleitungen kommen häufig an Verbindungsstellen von hydraulischen Komponenten mit Leitungen zum Einsatz. Hierbei werden insbesondere für Ringstücke an Hydraulikleitungen oft sogenannte Zwillingsdichtringe eingesetzt, die für eine Abdichtung an beiden Seiten des Ringstücks sorgen und deren Verwendung zudem den Montageprozess vereinfacht.
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Aus der Offenlegungsschrift
US 2019/0219203 A1 ist ein Zwillingsdichtring bekannt, der einen verstärkten Verbindungssteg aufweist, der einen erhöhte Steifigkeit gegen Relativbewegungen der zwei Dichtringe zueinander bewirkt.
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Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2010 025 594 A1 ist ein Zwillingsdichtring bekannt, der eine Befestigungseinrichtung am Verbindungsabschnitt zwischen den Dichtringen aufweist.
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Aus
JP S61- 175 616 U ist ein Zwillingsdichtring bekannt, der einen stoffschlüssigen Steg zwischen den einzelnen Dichtringen aufweist.
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Aus
JP 2000 -
205 480 A ist ein Zwillingsdichtring bekannt, bei dem die zwei Dichtringe beim Anziehen der abzudichtenden Schraubverbindung gezielt voneinander getrennt werden können.
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Aus
JP 2018 -
48 720 A sind Zwillingsdichtringe mit tangential zu den Dichtringen angeordneten Stegen bekannt. Die Stege können dabei Sollbruchstellen aufweisen.
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Aus
FR2913088A3 sind Zwillingsdichtringe bekannt, die mit ihrem Steg an einer Fluidleitungen befestigt werden können.
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Da bei der Montage von Zwillingsdichtringen eine zentrale Schraube angezogen werden muss, können sich dabei die zwei Dichtringe zueinander entlang der Schraubachse verdrehen, weil der Dichtring an dem Schraubenkopf mit der Rotation der Schraube mitgedreht werden kann, der untere Dichtring hingegen ohne Kontakt zur Schraube stillsteht. Das kann dazu führen, dass eine plastische Verformung der Dichtflächen einsetzt, da der Verbindungssteg eine freie Torsion der Dichtringe zueinander entlang der Schraubachse verhindert. Diese plastische Verformung kann zu Undichtigkeiten führen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher ein verbessertes Abdichtelement für Fluidleitungen anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Abdichtelement für Fluidleitungen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
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Das erfindungsgemäße Abdichtelement weist zwei Dichtringe auf, die jeweils beidseitig Dichtflächen aufweisen. Zwischen den Dichtringen ist mindestens ein Verbindungssteg angeordnet. Die Dichtringe sind mit dem mindestens einen Verbindungssteg zumindest anteilig kraftschlüssig verbunden. Anteilig kraftschlüssig bedeutet, dass zumindest ein Teil der Haltekraft eines Verbindungssteges an einem Dichtring aus einem Kraftschluss resultiert, der mechanischen Belastungen bis zu einer gewissen Obergrenze aufgrund von Anpresskraft und einem Reibwert standhält. Ein Kraftschluss kann z.B. durch Einpressen eines Verbindungsstegs in eine Bohrung in einem Dichtring entstehen.
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Vorteil von einem Kraftschluss an dieser Stelle ist, dass die maximale Zugbelastung, die der Kraftschluss maximal standhält, durch entsprechende Paarung von Bohrungs- und Einsatzstückdurchmesser gut einstellbar ist. Zudem entstehen bei Lösung des Kraftschlusses durch eine Zugbelastung, die über der maximalen Zugbelastung liegt, keine scharfen Kanten, die im Bereich der Hydraulikleitungen Undichtigkeiten hervorrufen könnten.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung können die zumindest anteilig kraftschlüssigen Verbindungen von Dichtringen mit Verbindungsstegen als Presspassung eines zylindrischen Verbindungsstegs in einer runden Bohrung im Dichtring oder als Klemmung eines im Querschnitt vieleckigen Verbindungsstegs in einer vieleckigen Aussparung im Dichtring ausgeführt sein. In jeder der Ausführungsformen liegt ein Kraftschluss, der auf einer Übermaßpassung basiert, vor.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung wird die maximale Zugbelastung des Kraftschlusses derart dimensioniert, dass sich bei Zugbelastung der beiden Dichtringe in Längsrichtung eines Verbindungsstegs eine kraftschlüssige Verbindung der Verbindungsstege mit den Dichtringen löst, bevor eine plastische Verformung der Dichtringe oder eines Verbindungsstegs einsetzt. Das hat den Vorteil, dass eine Zugbelastung keine irreversible Beschädigung des Dichtelements hervorruft, die die Dichtwirkung des Dichtelements beeinträchtigen kann.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird die maximale Zugbelastung des Kraftschlusses derart dimensioniert, dass sich bei Torsion der beiden Dichtringe in einer Achse parallel zu der Längsrichtung eines Verbindungsstegs eine kraftschlüssige Verbindung der Verbindungsstege mit den Dichtringen löst, bevor eine plastische Verformung der Dichtringe oder eines Verbindungsstegs einsetzt. Das hat den Vorteil, dass eine Torsion der Dichtringe keine irreversible Beschädigung des Dichtelements hervorruft, die die Dichtwirkung des Dichtelements beeinträchtigen kann.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Enden der Verbindungsstege derart gestaltet, dass sie keine scharfen Kanten oder Spitzen aufweisen und alle Kanten einen Kantenwinkel von über 80° besitzen, also stumpfer als 80° ausgebildet sind. Somit kann verhindert werden, dass bei Lösen der kraftschlüssigen Verbindung Teile des Abdichtelements scharfe Spitzen hervorbringen, die zu Undichtigkeiten des Hydrauliksystems führen könnten. Alternativ können die Kanten als abgerundete Kanten ausgeführt sein.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Dichtringe aus einem anderen Material gefertigt wie die Verbindungsstege.
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Vorteilhaft kann z.B. die Materialpaarung Metall - Kunststoff sein. Die Dichtringe können dabei aus Metall gefertigt sein, während die Verbindungsstege aus Kunststoff gefertigt sind. Dies hat zum Vorteil, dass bei einem Lösen der Verbindung eines Verbindungssteges von einem Dichtring keine metallischen Spitzen entstehen können, die die Fluidleitungen im weiteren Betrieb beschädigen könnten. Der Kunststoff kann beispielsweise derart duktil ausgeführt sein, dass ein Beschädigen einer Fluidleitung damit nicht möglich ist.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Abdichtung einer Fluidleitung, in der ein oben beschriebenes Abdichtelement eingesetzt wird. Die Abdichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Dichtheit des hydraulischen Systems durch eine Verschraubung erreicht wird, die aus einer zentralen Schraube besteht, die durch die beiden Dichtringe hindurch eingesetzt und in einem abzudichtenden Bauteil eingeschraubt wird. Zwischen den Dichtringen kann ein weiteres Bauteil angeordnet sein, durch das die Schraube hindurchragt. Dies kann beispielsweise ein sogenanntes Ringstück oder ein sogenannter Ringnippel sein. Somit kann durch das Anziehen der Schraube bei der Montage eine Dichtheit des Systems hergestellt werden.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Abdichten einer Fluidleitung mit einem oben beschriebenen Abdichtelement. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass bei der Montage einer Fluidleitung mit einem Abdichtelement folgende Schritte ausgeführt werden:
- - Anlegen der Dichtflächen des Abdichtelements an die abzudichtenden Stellen
- - Anpressen der Dichtflächen an die abzudichtenden Stellen, um eine Dichtheit auch gegen größere hydraulische Drücke herzustellen.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung werden bei Anpressen der Dichtflächen an die abzudichtenden Stellen für eine maximale Abdichtung, bei der das Abdichtelement irreversibel verformt wird, darüber hinaus folgende Verfahrensschritte ausgeführt:
- - Torsion der Dichtringe zueinander. Dies kann z.B. durch das Anzugsmoment einer Schraube, die durch die Dichtringe hindurch positioniert ist, passieren. Dabei wird ein Dichtring, der direkt unter dem Schraubenkopf angeordnet ist, durch das Anziehen der Schraube verdreht, während der andere Dichtring, der die Schraube nicht direkt berührt, nicht verdreht wird. Dies führt zu einer Torsion der beiden Dichtringe entlang der Schraubenachse. Die Verbindungsstege werden dabei elastisch verformt.
- - Bei weiterer Torsion der Ringe zueinander Lösung einer Verbindung eines Verbindungsstegs mit einem Dichtring. Die Dichtflächen bleiben durch eine entsprechende Wahl der Steifigkeiten der Komponenten und der Wahl der Festigkeit der Verbindung der Verbindungsstege mit den Dichtringen von plastischer Verformung verschont.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen anhand der Zeichnung. Die Zeichnung illustriert dabei lediglich eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung, welche den wesentlichen Erfindungsgedanken nicht einschränkt.
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1 zeigt in einer perspektivischen Darstellung ein erfindungsgemäßes Abd ichtelement.
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Das Abdichtelement 7 besteht aus zwei Dichtringen 2 mit jeweils zwei Dichtflächen 1 und aus zwei Verbindungsstegen 3. Die beiden Dichtringe 2 sind mit ihren Dichtflächen 1 parallel zueinander angeordnet.
Die Verbindungen des ersten Verbindungsstegs 3 mit beiden Dichtringen 2 sind als Klemmung 6 ausgeführt und die Verbindungen des zweiten Verbindungsstegs 3 mit den beiden Dichtringen 2 sind als Presspassung 5 ausgeführt. Die Verbindungsstege 3 stehen dabei zu den Dichtringen 2 im 90-Grad-Winkel.
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Durch die Löcher der Dichtringe 2 hindurch, parallel zu den Längsachsen der Verbindungsstege 3 verläuft die Schraubenlängsachse 4. Zwischen den Dichtringen 2 kann ein Ringendstück einer Hydraulikleitung angebracht werden, das mithilfe einer Schraube, vorzugsweise einer Hohlschraube, an einem Bauteil befestigt und mit dem Abdichtelement 7 abgedichtet wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Dichtfläche
- 2
- Dichtring
- 3
- Verbindungssteg
- 4
- Schraubenlängsachse
- 5
- Presspassung
- 6
- Klemmung
- 7
- Abdichtelement
