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Die
Erfindung betrifft ein Dichtungselement für einen Schwenkmotor, zur Abdichtung
von zwischen einem insbesondere zylindrischen Außenteil und einem insbesondere
zylindrischen Innenteil desselben begrenzten Arbeitskammern, wobei
das Dichtungselement in einer axial verlaufenden Nut aufgenommen
ist, die in einem am Innenumfang des Außenteils oder am Außenumfang
des Innenteils angeordneten Vorsprung ausgebildet ist und wobei
das Dichtungselement, in Radialrichtung des Schwenkmotors betrachtet,
einen zwischen dem Außenteil und
dem Innenteil eingespannten Gleitrahmen aus Kunststoff, insbesondere
PTFE, sowie ein von diesem umgebenes Dichtungs-Innenteil aufweist.
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Ein
derartiges Dichtungselement ist zusammen mit dem zugehörigen Schwenkmotor
in der
DE 43 37 815
C1 gezeigt. Bezüglich
des Aufbaus eines Schwenkmotors, sowie der Anordnung eines erfindungsgemäßen Dichtelementes
in diesem, wird ausdrücklich
auf diese genannte Schrift verwiesen, weshalb im weiteren nicht
näher auf
den grundsätzlichen Aufbau
eines bzw. des Schwenkmotors eingegangen wird. Ein Dichtelement,
auf welches sich die vorliegende Erfindung bezieht, wird somit bei
einem Schwenkmotor verwendet, der zwischen einem zylindrischen Außenteil
und einem zylindrischen Innenteil mehrere Arbeitskammern bildet,
die in Axialrichtung des Schwenkmotors von Stirnwänden und
in Umfangsrichtung von derartigen Dichtungselementen voneinander
getrennt sind, welche in radialen Ausneh mungen oder Nuten angeordnet
sind, die sich in sog. Vorsprüngen
befinden, die entweder von einer Außenfläche des Innenteils, radial
nach außen,
zu einer Innenfläche
des Außenteils
oder von der Innenfläche
des Außenteils,
radial nach innen, zu der Außenfläche des
Innenteils gerichtet sind.
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Ein
weiteres Dichtungselement für
einen Schwenkmotor ist in
DE
100 21 138 A1 beschrieben. Auch hier ist ein rahmenförmig ausgebildetes
Dichtungselement etwa in einer radialen Ebene angeordnet und nimmt
in seiner inneren Öffnung
ein Dichtungs-Innenteil auf, das auf den Außenumfang des Dichtungselements
eine elastisch vergrößernde Vorspannkraft
bewirkt, unter der das Dichtungselement quasi zwischen der Außenfläche des
Innenteils und der Innenfläche
des Außenteils
eingespannt wird, so daß das
Dichtungselement an den genannten Flächen möglichst abdichtend anliegt.
Durch dieses Dichtungselement werden bekanntermaßen die sog. komplementären Arbeitskammern
des Schwenkmotors, in denen sich ein Hydraulikmedium unter mehr oder
weniger hohem Druck befindet, gegeneinander abgedichtet.
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Im
bekannten Stand der Technik ist die radiale Ausnehmung oder Nut
in den genannten radialen Vorsprüngen
breiter als das Dichtungselement ausgebildet und nimmt ein Füllstück auf,
an dem sich das Dichtungselement in Umfangsrichtung des Schwenkmotors
abstützt.
Ein ring- oder rahmenförmiger
Gleitrahmen des Dichtungselementes kann dabei aus einem Kunststoff
gefertigt sein, der durch seine Elastizität in begrenztem Umfang ein
elastisches Anpassen des Dichtungselementes an die betreffenden Dichtflächen, nämlich die
besagte Innenfläche
und Außenfläche, ermöglicht.
Innerhalb dieses Gleitrahmens befindet sich bei der
DE 43 37 815 C1 neben einem
O-Ring als elastisches Vorspannelement für den Gleitrahmen ein sog.
Füllstück aus Metall
oder Kunststoff.
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Während der
Gleitrahmen im bekannten Stand der Technik bspw. aus dem Werkstoff
PTFE (Polytetrafluorethylen) und das Dichtungs-Innenteil ebenfalls
aus Kunststoff oder aus Metall hergestellt ist, besteht der Schwenkmotor
selbst, d.h. dessen Gehäuse
oder Außenteil
sowie dessen Motorwelle oder Innenteil üblicherweise aus einem metallischen Werkstoff.
Bekanntermaßen
unterscheiden sich die Wärmeausdehnungskoeffizienten
dieser verschiedenartigen Werkstoffe voneinander. So liegt der für die Schwenkmotor-Teile relevante thermische
Ausdehnungskoeffizient αStahl von Stahl in der Größenordnung von 12·10–6 1/K,
während
der für
den Dichtungs-Gleitrahmen relevante thermische Ausdehnungskoeffizient αPTFE von
PTFE in der Größenordnung
von 100·10–6 1/K
liegt.
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Wird
nun ein derartiger Schwenkmotor über einer
relativ großen
Temperaturspanne eingesetzt, so schrumpft bei einem auf eine Erwärmung folgenden
Abkühlvorgang
der Gleitrahmen in wesentlich stärkerem
Maße als
das Gehäuse
(= Außenteil)
und die Welle (= Innenteil) des Schwenkmotors. Hierdurch kann nicht
nur der grundsätzlich
elastische O-Ring zwischen dem Dichtungs-Gleitrahmen und dem Dichtungs-Innenteil
bis über
seine Elastizitätsgrenze
hinaus überdruckt
werden, sondern es können
sich auch unerwünschte
Spalte zwischen dem Dichtungselement und den Wänden der bereits besagten nutenförmigen Ausnehmung,
welche vom Außenteil
sowie vom Innenteil des Schwenkmotors begrenzt wird und welche das
Dichtungselement aufnimmt, bilden. Solche Spalte verursachen dann
unerwünschte
Leckageverluste im Schwenkmotor, denn insbesondere bei tieferen
Temperaturen sind dann die einander benachbarten Arbeitskammern
des Schwenkmotors nicht ausreichend gegeneinander abgedichtet bzw.
voneinander getrennt.
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Grundsätzlich muß das Dichtungs-Innenteil intern
dicht sein und darf deswegen keine freie Verbindung zwischen den
abzudichtenden Arbeitskammern ermöglichen. Hierdurch wird die
Gestaltungsfreiheit des Dichtungs-Innenteils stark eingeschränkt. Außerdem wird,
um das Dichtungs-Innenteil abzudichten, in der
DE 43 37 815 C1 ein Elastomer
verwendet, und zwar insbesondere in Form des genannten O-Ringes.
Das Verhalten eines Elastomers ist jedoch sehr temperaturempfindlich,
was Auswirkungen auf das Leckageverhalten hat. Ferner ist die Verwendung
von Elastomeren insbesondere zur Erzielung der geforderten Federwirkung
bzw. Vorspannkraft problematisch hinsichtlich der Lebensdaueranforderung,
nämlich
bezüglich
Alterung und mechanischer Belastbarkeit. Bei der beschriebenen Lösung gemäß dem Stand
der Technik, bei welchem das Elastomer im Kraftschluß zwischen
dem Dichtungs-Innenteil und dem genannten Gleitrahmen zum Tragen kommt,
ist eine optimale Druckverteilung unabhängig von Temperatur und Lebensdauer
auf dem (PTFE-)Gleitrahmen nicht realisierbar. Auch die Optimierung
des Reibverhaltens des Dichtungselementes gegenüber dem relativ hierzu bewegten
Teil des Schwenkmotors ist hierdurch eingeschränkt.
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Im übrigen werden
beim bekannten Stand der Technik zur Gestaltung des Dichtungs-Innenteils meistens
zwei oder mehr Elemente unter Vorspannung eingesetzt. Das erschwert
die Schwenkmotormontage und den Umgang mit den Dichtungen. Außerdem sind
beim Stand der Technik keine Maßnahmen
zur Reduzierung des Schrumpf- und Dehnverhaltens des Kunststoff-Gleitrahmens über der
Temperatur ausgeführt,
was eine weitere Einschränkung in
der Feinabstimmung der Vorspannkraft und damit der Optimierung des
Reibungsverhaltens bedeutet.
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In
DE 100 21 138 A1 ist
vorgesehen, daß die Außenkontur
des in Radialrichtung sowie in Axialrichtung des Schwenkmotors einlagigen,
zumindest teilweise federelastischen, nicht elastomeren Dichtungs-Innenteils
der Innenkontur des Gleitrahmens entspricht und an dieser direkt
anliegt. Außerdem
ist zur seitlichen Abdichtung des Dichtungselementes zumindest eine Scheibe
an der Dichtelement-Längsseite
angeordnet und ggf. geeignet befestigt. Bevorzugt sind jedoch zwei
Scheiben, d.h. jeweils eine Scheibe an jeder der beiden Längsseiten
des Dichtungselementes vorgesehen, da hiermit zum einen eine verbesserte
Dichtwirkung erzielbar ist. Es ist dann nicht erforderlich, diese
Scheiben am Dichtungselement selbst zu befestigen, sondern diese Scheiben
können
in der das Dichtungselement aufnehmenden Nut des Schwenkmotors beidseitig
desselben quasi schwimmend gelagert sein. Alleine durch den in den
Arbeitskammern des Schwenkmotors anliegenden Hydraulikdruck werden
die Scheiben dann derart gegen das Dichtungselement bzw. gegen dessen
Gleitrahmen gepreßt,
daß jeglicher Fluiddurchtritt
durch im Dichtungs-Innenteil vorgesehene Schlitze, Durchbrüche oder
dgl. unterbunden wird. Die Scheiben oder sog. Beilegscheiben, die
beispielsweise aus Messing oder Teflon (PTFE) hergestellt sein können, sind
derart dimensioniert, daß sie den
Gleitrahmen zumindest teilweise überdecken, d.h. über dessen
gesamtem Umfang auf diesem aufliegen. Vorteilhafterweise wird durch
den Einsatz der Beilegscheiben die Dichtungsmontage vereinfacht und
das Risiko vermindert, den Gleitrahmen während der Montage zu beschädigen.
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Es
hat sich aber herausgestellt, dass die hydraulische Aktivierung
des Dichtungselements durch in diesem eingeschlossene Luft, aufgrund
deren Kompressibilität,
verhindert wird.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes
Dichtungselement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufzuzeigen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Inhalt der Unteransprüche.
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Die
Erfindung betrifft ein Dichtungselement für einen Schwenkmotor zur Abdichtung
von zwischen einem insbesondere zylindrischen Außenteil und ei nem insbesondere
zylindrischen Innenteil desselben begrenzten Arbeitskammern, wobei
das Dichtungselement in einer axial verlaufenden Nut aufgenommen
ist, die in einem am Innenumfang des Außenteils oder am Außenumfang
des Innenteils angeordneten Vorsprung ausgebildet ist und wobei
das Dichtungselement, in Radialrichtung des Schwenkmotors betrachtet,
einen zwischen dem Außenteil und
dem Innenteil eingespannten Gleitrahmen aus Kunststoff, sowie ein
von diesem umgebenes Dichtungs-Innenteil aufweist. Zur seitlichen
Abdichtung des Dichtungselementes sind Scheiben an den Längsseiten
des Gleitrahmens außen
angeordnet. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Scheiben
in Umfangsrichtung mindestens eine Durchbrechung besitzen, insbesondere
ausgebildet als Bohrung.
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Das
hat den Vorteil, dass durch die Durchbrechung eine bessere hydraulischen
Aktivierung des Dichtungselements stattfinden kann, selbst wenn in
diesem Luft eingeschlossen ist. Vorteilhafterweise ist die Durchbrechung
als Bohrung in jeder der Scheiben ausgebildet und so platziert,
dass die Bohrung der dem Druck abgewandt liegenden Dichtungsbeilage
durch das Dichtungs-Innenteil verschlossen wird. Durch die Erfindung
ist das Leckageverhalten des Dichtungselements stark verbessert,
insbesondere sporadisch auftretende Leckage, aufgrund von im Dichtungselement
eingeschlossener Luft wird vermieden. Die Bohrungen befinden sich
dabei bevorzugt in einer, in Radialrichtung gesehen, solchen Höhe in den
Scheiben, dass sie zwischen dem Innenumfang des Außenteils
und dem Außenumfang
des Innenteils liegen. Dadurch wird vorteilhafterweise vermieden,
dass die Bohrungen von den Flanken der Nut verdeckt werden können.
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Bevorzugte
Ausgestaltungen der Erfindung sehen ein Dichtungselement vor, das
dadurch gekennzeichnet ist, dass die Außenkontur des in Radialrichtung
sowie in Axialrichtung des Schwenkmotors einlagigen, zumindest teilweise
federelastischen, nicht-elastomeren Dichtungs-Innenteils der Innenkontur des
Gleitrahmens entspricht und an dieser direkt anliegt. Außerdem kann
das Dichtungs-Innenteil über
seinem Umfang eine unterschiedliche Steifigkeit aufweisen. Dadurch
werden weiterhin gute Laufeigenschaften und eine gute Abdichtfunktion
erzielt. Insbesondere geht dies auch auf die zumindest teilweise
federelastische Ausbildung des Dichtungs-Innenteils zurück, welche
dem Dichtungselement eine Vorspannung verleiht bzw. eine solche
dem Gleitrahmen aufprägt.
Durch entsprechende Gestaltung bzw. Formgebung des Dichtungs-Innenteiles
kann dabei dessen federelastische Eigenschaft hinsichtlich der gewünschten
Vorspannkraft und Steifigkeit optimiert zu werden, ohne daß dieses
selbst eine Abdichtfunktion übernehmen
muß.
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Erzeugbar
bzw. realisierbar ist die gewünschte
federelastische Eigenschaft des Dichtungs-Innenteiles bevorzugt
dadurch, daß dieses
definierte, geeignet verlaufende Schlitze und/oder Durchbrechungen
aufweist. Durch eine im wesentlichen in Axialrichtung des Schwenkmotors
verlaufende schlitzförmige
Durchbrechung bzw. einen derartigen Durchbruch ist eine gewisse
Federelatizität
in Radialrichtung des Schwenkmotors erzielbar. Ein im wesentlichen
in Radialrichtung des Schwenkmotors verlaufender bevorzugt schlitzförmiger Durchbruch im
Dichtungs-Innenteil erzeugt eine bestimmte Federwirkung oder Federelatizität in Axialrichtung
des Schwenkmotors. Durch Festlegung geeigneter Durchbrechungen ist
somit die Federfunktion definiert einstellbar.
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Beispielsweise
können
hierzu neben Längsschlitzen
auch T-förmige
oder H-förmige Durchbrechungen
bzw. Durchbrüche
im dann zumindest teilweise federelastischen Dichtungs-Innenteil
vorgesehen sein, wobei es durchaus möglich ist, die Federelastizität des Dichtungs-Innenteiles
derart zu gestalten, daß dieses über seinem
Umfang, eine unterschiedliche Steifigkeit aufweist, d.h. daß die Federelastizität in Radialrichtung
des Schwenkmotors sich von derjenigen in Schwenkmotor-Axialrichtung
unterscheidet. Dadurch kann die Druckverteilung auf den Gleitrahmen
praktisch in allen Richtungen wie gewünscht eingestellt, d.h. optimiert
werden, zum Beispiel in Form einer in Radialrichtung des Schwenkmotors
weichen und in Schwenkmotor-Axialrichtung steifen Einstellung.
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Da – wie bereits
erwähnt
wurde – als
Material für
das Dichtungs-Innenteil (zumindest zur Erzeugung der gewünschten
Federwirkung und daher für das
sog. Federelement des Dichtungs-Innenteiles) kein Elastomer eingesetzt
wird, ist auch keine Hysterese in der Steifigkeitskennlinie dieses
teilweise federelastischen Dichtungs-Innenteiles zu erwarten, so daß eine derartige
Ausführung
deswegen die besten Voraussetzungen für optimale Reibungs- und Dichtungseigenschaften
des Schwenkmotors schafft. Beispielsweise (bzw. bevorzugt) kann
das Dichtungs-Innenteil aus einem metallischen Werkstoff gefertigt sein,
daneben ist jedoch die Verwendung geeigneter Kunststoffe, insbesondere
faserverstärkter
Kunststoffe (CFK) möglich.
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An
einem erfindungsgemäßen Dichtungs-Innenteil
können
jedoch ebenfalls elastomere Werkstoffe eingesetzt werden, allerdings
nicht zur Erzielung der gewünschten
Federelastizität.
Vielmehr können
die Durchbrechungen oder Durchbrüche
oder Schlitze im Dichtungs-Innenteil mittels derartiger elastomerer
(oder anderer geeigneter) Werkstoffe abgedichtet werden. Eine derartige
Abdichtung ist nämlich
erforderlich, um zu verhindern, daß über diese Durchbrüche oder
Durchbrechungen oder Schlitze eine Verbindung zwischen den beiden
durch das Dichtungselement voneinander zu trennenden, sog. komplementären Arbeitskammern
des Schwenkmotors besteht. Abweichend vom bekannten Stand der Technik
dient dabei der ggf. elastomere Werkstoff jedoch lediglich der Abdichtung,
so daß keine
nennenswerten Alterungserscheinungen oder ähnliche o.g. Probleme (Temperaturabhängigkeit
u.a.) zu befürchten
sind.
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Eine
vorteilhafte Ausführungsform
der Erfindung sieht vor, daß der
Gleitrahmen zumindest einen zumindest teilweise in Umfangsrichtung
des Schwenkmotors verlaufenden Schlitz aufweist. Bevorzugt sind
quasi paarweise in einander gegenüberliegenden Kanten bzw. Seitenflächen des
Gleitrahmens derartige Schlitze vorgesehen, die bevorzugt schräg, d.h.
nicht exakt in Umfangsrichtung, sondern auch teilweise in Radialrichtung
des Schwenkmotors verlaufen. Hierdurch wird das Temperaturdehnungsverhalten
des Gleitrahmens verbessert, da sich das bspw. metallische Dichtungs-Innenteil entsprechend ausdehnen
kann. Der Gleitrahmen kann hierdurch bei Temperaturveränderung
nahezu ungehindert schrumpfen bzw. sich ungehindert dehnen, ohne hierdurch
das Dichtungs-Innenteil mit zusätzlichen Kräften zu
beanspruchen.
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In
Verbindung mit den genannten Schlitzen im Gleitrahmen, mit Hilfe
derer auch die Anpreßkraft des
Gleitrahmens bei Temperaturänderungen
im wesentlichen unverändert
bleibt, sieht eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vor,
daß der
oder die Schlitze) unterbrochen, d.h. nicht durchgehend ist/sind
und sich somit nicht über
die gesamte Breite des Gleitrahmens erstreckt/erstrecken. Hierdurch bleibt
der Gleitrahmen als einstückiges
Bauteil erhalten, so daß der
Zusammenbau des Dichtungselementes erleichtert wird. Im übrigen wird
mit einem oder mehreren derartigen Schlitzen nicht nur das Reibungsverhalten
zwischen demn Gleitrahmen und dem Innenteil und dem Außenteil
des Schwenkmotors verbessert, sondern es wird auch eine verbesserte
und vereinfachte Montage des Dichtungselementes selbst sowie des
Dichtungselementes im Schwenkmotor ermöglicht.
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In
diesem Zusammenhang sei noch erwähnt, daß es aus
Montagegesichtspunkten besonders günstig ist, wenn das Dichtungs-Innenteil
komplett einstückig
ausgebildet ist, da hierdurch keine zusätzlichen, eigenständigen Bauteile
benötigt
werden. In diesem Falle ist das Dichtungs-Innenteil somit nicht nur
in Radialrichtung sowie in Axialrichtung des Schwenkmotors einlagig
ausgebildet, sondern auch in Umfangsrichtung desselben. Im Hinblick
auf eine vereinfachte Fertigung des Dichtungs-Innenteiles als solches
kann dieses jedoch alternativ in Umfangsrichtung des Schwenkmotors
mehrlagig ausgebildet sein. Beispielsweise kann das Dichtungs-Innenteil quasi
durch einen Blechstapel gebildet werden, wobei die besagten Durchbrüche oder
Schlitze zur Erzielung der gewünschten
Federelastizität
in einzelne Bleche, die danach geeignet aufeinander gestapelt werden,
vereinfacht eingebracht werden können.
Die einzelnen Blechlagen des Blechstapels oder dgl. können dabei
untereinander geeignet verbunden sein (bspw. durch Kleben oder Laserschweißen), sie können aber
auch nur lose aufeinander aufliegen.
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Weitere
Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung werden durch die Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen erläutert.
Dabei zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Dichtungselements
in einem Längsschnitt,
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2a–2c drei
Varianten der Ausführungsform
aus 1, im Querschnitt;
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3 eine
schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform in einer Ansicht
gemäß 1,
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4 eine
Darstellung analog 1 einer dritten Ausführungsform,
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5 eine
Darstellung einer vierten vorteilhaften Ausführungsform im Längsschnitt
und
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6 eine
Ansicht einer seitlichen Scheibe.
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1 zeigt
eine erste Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Dichtungselements 1,
wobei dieses in Längsrichtung
bzw. Axialrichtung A eines Schwenkmotors, in welchem dieses eingebaut wird,
dargestellt ist, und wobei später
erläuterte
und auch in den 2a – 2c und 6 gezeigte Scheiben 5 auf
beide Längsseiten
aufgelegt sind. Wie ersichtlich weist das Dichtungselement 1 einen ring-
oder rahmenförmigen
Gleitrahmen 2 aus Kunststoff, insbesondere PTFE auf, der
im wesentlichen eine längliche
rechteckige Form aufweist. Im Inneren des Gleitrahmens 2 ist
ein Dichtungs-Innenteil 3 bspw. aus Metall oder CFK oder
anderen geeigneten Kunststoffen gefertigt, aufgenommen. Das im wesentlichen
quaderförmige
Dichtungs-Innenteil 3 schließt dabei mit seiner Außenkontur
direkt an die Innenkontur des Gleitrahmens 2 an. Im übrigen ist neben
der Axialrichtung A des Schwenkmotors noch dessen Radialrichtung
R dargestellt, während
sich die Umfangsrichtung U des Schwenkmotors bei der Darstellung
nach den 1, 3–5 senkrecht zur
Zeichenebene erstreckt.
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Das
in Axialrichtung A sowie in Radialrichtung R betrachtet einlagige,
d.h. in diesen Richtungen einstückige
und somit in diesen genannten Richtungen nicht aus mehreren Teilen
aufgebaute Dichtungs-Innenteil 3 weist zueinander parallele,
in Axialrichtung A verlaufende Längs-Schlitze 4 auf,
die einen sich in Umfangsrichtung des Schwenkmotors erstreckenden
Durchbruch im Dichtungs-Innenteil 3 bilden und die jeweils
an einem Ende in einer Durchgangsbohrung 10 münden. Durch
die Schlitze 4 und die Durchgangsbohrungen 10 wird
die Federelastizität
des Dichtungs-Innenteils 3 wie gewünscht und wie weiter oben beschrieben
eingestellt, d.h. in Schwenkmotor-Axialrichtung A zeigt das Dichtungs-Innenteil 3 nahezu
keine Elastizität,
wohingegen in Schwenkmotor-Radialrichtung R eine nennenswerte Feder-Elastizität vorliegt.
Resultierend hieraus wird der Gleitrahmen 2 dann mit seinen
sich in Axialrichtung A erstreckenden Kanten sicher und stets – und dabei
insbesondere unabhängig
von Temperatureinflüssen – gegen
die nicht dargestellten Oberflächen
des Schwenkmotor-Innenteiles bzw. Schwenkmotor-Außenteiles
gepreßt.
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Über die
Schlitze 4 und die (sich in Umfangsrichtung des Schwenkmotors
ersteckenden) Durchgangsbohrungen 10 wäre das Dichtungselement 1 grundsätzlich seitlich
durchlässig,
was jedoch dessen Funktion zuwiderläuft. Daher sind zur seitlichen Abdichtung
Scheiben 5 vorgesehen, die an den beiden von der Axialrichtung
A sowie der Radialrichtung R aufgespannten Ebene erstreckenden Längsseiten des
Dichtungselementes 1 angeordnet sind. Diese bspw. aus PTFE
gefertigten sog. Beilegscheiben 5 überdecken dabei den Gleitrahmen 2 zumindest
teilweise. Nachdem diese Scheiben 5 quasi schwimmend in
der das Dichtungselement 1 aufnehmenden Nut (nicht gezeigt)
im (nicht gezeigten) Schwenkmotor gelagert sind, werden sie durch
den in den Schwenkmotor-Arbeitskammern – diese befinden sich in den 2a bis 2c in
der hierin dargestellten Schwenkmotor-Umfangsrichtung U an den beiden
Seiten des Dichtungselementes 1 – anliegenden Hydraulikdruck
an den Gleitrahmen 2 angedrückt, so daß sie Fluidübertritt zwischen den komplementären Schwenkmotor-Arbeitskammern
gemäß Pfeilrichtung U
durch das Dichtungselement 1 hindurch unterbinden.
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Jede
Scheibe 5 besitzt in Umfangsrichtung U eine als Bohrung 13 ausgebildete
Durchbrechung. In Axialrichtung ist die Bohrung mittig und in Radialrichtung
so platziert, dass sie nicht von den Flanken der Nut verdeckt werden
kann. (6) Außerdem
soll jeweils die Bohrung 13 der dem Druck abgewandt liegenden
Scheibe 5 durch das Dichtungs-Innenteil 3 verschlossen
werden. Die Bohrung 13 bewirkt, dass eine bessere hydraulische
Aktivierung des Dichtungselements 1 stattfinden kann, selbst
wenn in diesem Luft eingeschlossen ist. Damit wird das Leckageverhalten
des Dichtungselements 1 stark verbessert, insbesondere
sporadisch auftretende Leckage, aufgrund von im Dichtungselement 1 eingeschlossener
Luft, wird vermieden.
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Im
einzelnen zeigen die 2a bis 2c drei
Varianten des Dichtungselementes aus 1, und zwar
im Querschnitt. In der Variante gemäß Fi 2a ist
dabei der Gleitrahmen 2 an allen Seitenflächen nicht
unterbrochen, d.h. an den nicht sichtbaren längeren und auch an den kürzeren,
in dieser Darstellung sichtbaren Stirnseiten 2a durchgehend ausgebildet.
Bei der zweiten Variante gemäß 2b weist
der Gleitrahmen 2 an seiner (kürzeren) Stirnseite 2a einen
schrägen
durchgehenden Schlitz 6 auf. Beim Ausführungsbeispiel nach 2c ist
dieser Schlitz 6 unterbrochen, d.h. er erstreckt sich nicht über die
gesamte (in Umfangsrichtung U gemessene) Breite des Gleitrahmens 2.
Dieser (zumindest teilweise in Umfangsrichtung U verlaufende) Schlitz 6,
von denen auch mehrere bzw. an jeder Seite/Kante des Gleitrahmens 2 einer
vorgesehen sein können, bewirkt
neben einer verbesserten Montage bzw. einem vereinfachten Zusammenbau
des Dichtungselementes 1 ein verbessertes Temperaturdehnungsverhalten
des Gleitrahmens 2 bzw. des gesamten Dichtungselementes 1,
wie dies weiter oben bereits ausführlich erläutert wurde. Der oder die ggef
mehreren besagten Schlitze 6 können im übrigen auch in axialer Richtung,
d.h. auf der sich in Axialrichtung erstreckenden Längsseite
des Dichtungselements 1, angebracht sein.
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Zurückkommend
auf den Aufbau des Dichtungs-Innenteiles 3 als solches
kann dieses komplett einstückig
sein. Wie vor der Figuren-Beschreibung bereits ausführlich erläutert wurde,
ist es jedoch nur wesentlich, daß dieses Dichtungs-Innenteil
in Axialrichtung A sowie in Radialrichtung R einlagig bzw. einstückig ausgebildet
ist und somit in diesen beiden Richtungen betrachtet nicht aus mehreren
Einzelteilen aufgebaut ist. In Umfangsrichtung U hingegen kann das
Dichtungs-Innenteil 3 durchaus mehrteilig ausgebildet sein
und somit bspw. durch einen Stapel aufeinander gelegter Bleche gebildet
werden, d.h. quasi als Blechpaket ausgebildet sein. Diese einzelnen
Bleche müssen
dabei nicht fest miteinander verbunden sein, sondern werden zu Montagezwecken alleine
durch den Gleitrahmen 2 zusammengehalten, während sie
im Einbauzustand des Dichtungselementes 1 durch den in
den Ar beitskammern des Schwenkmotors anliegenden Hydraulikdruck
gegeneinander gepreßt
werden.
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In
allen drei Varianten der 2a bis 2c besitzt
jede Scheibe 5 in Umfangsrichtung U eine als Bohrung 13 ausgebildete
Durchbrechung. Diese ist in Axialrichtung mittig auf der Scheibe 5 und
in Radialrichtung so platziert, dass sie nicht von den Flanken der
Nut verdeckt werden kann.
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3 zeigt
eine zweite Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Dichtungselements 1 in
einer Ansicht analog 1, allerdings mit entfernten seitlichen
Scheiben 5. Auch hier ist ein Gleitrahmen 2 aus
PTFE vorgesehen, der ein Dichtungs-Innenteil 3 vollständig umgibt.
Dabei weist das Dichtungs-Innenteil 3 eine von der in 1 dargestellten
Ausführungsform
unterschiedliche Loch- und Schlitzgeometrie auf. So ist im Zentrum
des Dichtungs-Innenteils 3 eine T-förmige Durchbrechung 8 vorgesehen.
Parallel zu den beiden T-Schenkeln dieser Durchbrechung 8 sind
(ebenfalls einen Durchbruch bildende) Schlitze 9 angebracht,
die jeweils an den Stirnseiten aus dem Dichtungs-Innenteil 3 austreten,
wobei diese Gestaltung eine andere Federsteifigkeit bzw. Federcharakteristik
erzeugt, als diejenige von 1. Selbstverständlich ist
auch das Dichtungselement 1 aus 3 seitlich
durch Scheiben 5 mit Bohrungen 13 (nicht gezeigt)
abgedichtet, ebenso wie dasjenige gemäß 4, bei welchem
im Dichtungs-Innenteil 3 eine H-förmige
Durchbrechung 7 vorgesehen ist. Parallel zu den H-Schenkeln
verlaufen dabei (ebenfalls einen Durchbruch bildende) Schlitze 11.
Die Schlitze 11 treten aus den Stirnseiten an dem Übergang
zu dem PTFE Gleitrahmen 2 aus.
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Schließlich zeigt 5 (analog
den Darstellungen der 3, 4) eine
vierte Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Dichtungselements 1 mit
einem Gleitrahmen 2 aus PTFE. Das Dichtungs-Innenteil 3 aus
Metall oder CFK oder einem anderen geeigneten nicht-elastomeren
Material weist dabei eine T-förmige
Durchbrechung 8 und zwei L-förmige Schlitze 12 auf,
die zunächst
parallel zu den T-Schenkeln der T-förmigen Durchbrechung 8 in Axialrichtung
A verlaufen und dann nach unten in Radialrichtung R rechtwinklig
abknicken und aus dem Dichtungs-Innenteil 3 quasi austreten.
Selbstverständlich
ist auch dieses Dichtungselement 1 seitlich durch Scheiben 5 mit
Bohrungen 13 abgedichtet, so daß die eingangs erwähnten Arbeitskammern
des Schwenkmotors, in welchem dieses Dichtungselement 1 eingebaut
ist, gegeneinander abgedichtet sind und durch die Bohrungen 13 leicht
hydraulisch aktiviert werden können.
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Selbstverständlich sind
eine Vielzahl weiterer Gestaltungen eines erfindungsgemäßen Dichtungselementes
möglich,
die unter den Inhalt der Patentansprüche fallen. Stets erhält man mit
den erfindungswesentlichen Merkmalen ein für einen Schwenkmotor besonders
vorteilhaftes Dichtungselement, das sich unter allen Betriebsbedingungen durch
optimale Funktionserfüllung
auszeichnet, und darüber
hinaus nicht nur einfach in seinem Aufbau ist, sondern auch eine
hohe Lebensdauer besitzt. Dabei sind prinzipiell auch andere sog.
Spaltbilder für die
Durchbrechungen oder Durchbrüche
oder Schlitze möglich,
d.h. grundsätzlich
können
geeignet verlaufende Spalte (= Durchbrüche) im Dichtungs-Innenteil 3 vorgesehen
sein, mit Hilfe derer dessen Federelastizität wie gewünscht eingestellt werden kann, und
zwar den jeweiligen Anforderungen entsprechend in Axialrichtung
A und Radialrichtung R des Schwenkmotors unterschiedlich. Auch ist
es möglich, diese
sog. Spalte im Dichtungs-Innenteil 3 mittels einer geeigneten
Dichtmasse abzudichten, die keine Auswirkung auf die Federelastizität hat, jedoch
die genannten Scheiben 5 ersetzen kann.
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6 zeigt
eine Scheibe 5 als Ansicht in Umfangsrichtung U. Die durchgehende
Bohrung 13 ist in Axialrichtung mittig auf der Scheibe 5 und
in Radialrichtung so platziert, dass sie nicht von den Flanken der
Nut verdeckt werden kann.