DE19918665B4

DE19918665B4 - Hydraulischer Schwenkmotor, insbesondere als Servomotor für Kfz

Info

Publication number: DE19918665B4
Application number: DE1999118665
Authority: DE
Inventors: Franz Engelmohr
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1999-04-24
Filing date: 1999-04-24
Publication date: 2008-01-31
Anticipated expiration: 2019-04-25
Also published as: DE19918665A1

Abstract

Hydraulischer Schwenkmotor, insbesondere als Servomotor für Kfz,
– bei dem eine schwenkbewegliche Motorwelle (2) mit Rotorflügeln (3) in einem Gehäuse (4) mit Statorflügeln zwischen Gehäuse-Abschlußdeckeln (5, 6) Arbeitskammern (7) begrenzt, die
– gegeneinander mittels mehrteilig ausgebildeter Dichtungsanordnungen (8) in Flügel-Nuten (9) der Flügel (3) abgedichtet sind, wobei
– die Dichtungsanordnung (8) ein streifenartig gestaltetes, hochkant angeordnetes Füllelement (10) und ein rahmenartig geformtes Dichtelement (11) umfaßt, das
– über seine Ausnehmung (12) unter Zwischenschaltung eines O-Ringes (13) mit einem angepaßten Innenkern (14) in Verbindung steht,
dadurch gekennzeichnet,
– daß die Dichtungsanordnung (8) zumindest ein rahmenartiges Dichtelement (11) mit einem flächig gestalteten Endabschnitt (15) aufweist, der
– mittels mehrerer, abschnittsweise über die Breite des Endabschnittes (15) diametral und axial versetzt angeordneter Einschnitte (16, 16') eine elastisch nachgiebige, stirnseitige Anlage des Dichtelementes (11) an den Gehäuse-Abschlußdeckeln (5, 6) bewirkt, wobei
– das Füllelement (10) einen...

Description

Die Erfindung bezieht sich nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 auf einen hydraulischen Schwenkmotor, insbesondere als Servomotor für Kraftfahrzeuge, bei dem eine schwenkbewegliche Motorwelle mit Rotorflügeln in einem Gehäuse mit Statorflügeln zwischen Gehäuse-Abschlußdeckeln Kammern begrenzt, die gegeneinander mittels mehrteilig ausgebildeten Dichtungsanordnungen in Flügel-Nuten der Flügel abgedichtet sind, wobei die Dichtungsanordnung ein streifenartig gestaltetes, hochkant angeordnetes Füllelement und ein rahmenartig geformtes Dichtelement umfaßt, das über seine Ausnehmung unter Zwischenschaltung eines O-Ringes mit einem angepaßten Innenkern in Verbindung steht.
Ein gattungsgemäßer Schwenkmotor ist beispielsweise aus der DE 43 37 815 C1 bekannt, wobei die in "Window-Bauweise" gestaltete Dichtungsanordnung mit einem rahmenartigen Dichtelement aus einem hochtemperaturfesten Kunststoff PTFE bei den in Kraftfahrzeugen auftretenden großen Temperaturdifferenzen von –40°C bis +120°C zu Undichtigkeiten führt, weil es aufgrund unterschiedlicher Wärmedehnungswerte des aus Eisenwerkstoff gestalteten Innenkerns für das Dichtelement und des Kunststoffes PTFE zu Deformationen des PTFE-Dichtelementes kommt.
Weiteren bekannten Stand der Technik zeigen die DE 25 44 662 A1 in Form einer Dichtungseinrichtung für Rotationskolben-Maschinen, und zwar mit einer in Längsrichtung elastischen Lamelle, sowie die US 5,813,316 in Form eines Schwenkmotors mit einem PTFE-Dichtelement.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für einen gattungsgemäßen Schwenkmotor die Dichtungsanordnung so zu verbessern, daß mit den bekannten Werkstoffen für die Dichtelemente die in Kraftfahrzeugen auftretenden Temperaturdifferenzen ohne Leckagen sicher beherrscht werden.
Diese Aufgabe ist mit dem Patentanspruch 1 gelöst, wobei die Dichtungsanordnung zumindest ein rahmenartiges Dichtelement mit einem flächig gestalteten Endabschnitt aufweist, der mittels zweier, abschnittsweise über die Breite des Endabschnittes diametral und axial versetzt angeordneter Einschnitte eine elastisch nachgiebige, stirnseitige Anlage des Dichtelementes an den Gehäuse-Abschlußdeckeln bewirkt, wobei das Füllelement einen die Einschnitte des Dichtelementes abdeckenden Endbereich aufweist, der mittels eines benachbarten, abschnittsweise über die Breite des Füllelementes angeordneten Schlitzes axial federnd nachgiebig in einer Flügel-Nut angeordnet ist.
Mit der Erfindung werden in vorteilhafter Weise die temperaturbedingten Längendehnungen der Dichtelemente sowie des Füllelementes einer Dichtungsanordnung auf einfachste Weise durch quer zu den Längendehnungen in diesen Teilen angeordneten schlitzartigen Ausnehmungen kompensiert, so daß insbesondere Dehnungs-Deformationen der Dichtelemente sicher vermieden sind.
Für eine vorteilhaft einfache Ausgestaltung der Erfindung ist weiter vorgeschlagen, daß die Dichtungsanordnung zu beiden Längsseiten des Füllelementes angeordnete Dichtelemente umfaßt, und die Dichtelemente mit entgegengesetzt angeordneten, Einschnitte aufweisenden Endabschnitten vorgesehen sind, wobei das Füllelement zwei der Abdeckung der Einschnitte dienende, axial federnd nachgiebige Endbereiche aufweist.
Schließlich ist für einen einfachen Aufbau der Dichtungsanordnung weiter wesentlich, daß das Füllelement aus einem Metallstreifen gebildet ist, der mittels über Längsschlitze gebildete Federzungen radial federnd nachgiebig ist.
Zwar ist aus der DE 27 03 262 A1 ein streifenartiges Dichtelement aus einem starren Material bekannt, das mittels Längs- und Querschlitzen als axial und radial wirksames Dichtelement für einen Kreiskolbenmotor vorgesehen ist, wobei aufgrund der gattungsfremden Verwendung ein Hinweis auf die Verwendung der schlitzartigen Ausnehmungen als Mittel zur Dehnungs-Kompensation für eine Dichtungsanordnung aus unterschiedlichen Materialien fehlt.
Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben. Es zeigt
1 einen abschnittsweisen Längsschnitt durch einen hydraulischen Schwenkmotor mit einem erfindungsgemäß gestalteten Dichtelement, und in
2 die Elemente einer erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung in Explosionsdarstellung.
Ein hydraulischer Schwenkmotor 1, der insbesondere als Servomotor für ein Kfz dient, umfaßt eine schwenkbewegliche Motorwelle 2, die mit Rotorflügeln 3 in einem Gehäuse 4 mit nicht gezeigten Statorflügeln zwischen Gehäuse-Abschlußdeckeln 5, 6 Arbeitskammern 7 begrenzt. Die Arbeitskammern 7 sind gegeneinander mittels mehrteilig ausgebildeter Dichtungsanordnungen 8 in Flügel-Nuten 9 der Flügel 3 abgedichtet, wobei jede Dichtungsanordnung 8 ein streifenartig gestaltetes, hochkant angeordnetes Füllelement 10 und mindestens ein rahmenartig geformtes Dichtelement 11 umfaßt. Das Dichtelement 11 der in "Window-Bauweise" gestalteten Dichtungsanordnung 8 steht über seine Ausnehmung 12 unter Zwischenschaltung eines O-Ringes 13 mit einem angepaßten Innenkern 14 in Verbindung.
Um erhebliche, unterschiedliche Längenänderungen der aus verschiedenen Materialien gebildeten Elemente der Dichtungsanordnung 8 so zu kompensieren, dass die Dichtheit der Dichtungsanordnung 8 erhalten ist, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Dichtungsanordnung 8 zumindest ein rahmenartiges Dichtelement 11 mit einem flächig gestalteten Endabschnitt 15 aufweist, der mittels zweier, abschnittsweise über die Breite des Endabschnittes 15 diametral und axial versetzt angeordneter Einschnitte 16, 16' eine elastisch nachgiebige, stirnseitige Anlage des Dichtelementes 11 an den Gehäuse-Abschlußdeckeln 5 und 6 bewirkt, wobei das Füllelement 10 einen die Einschnitte 16, 16' des Dichtelementes 11 abdeckenden Endbereich 17 aufweist, der mittels eines benachbarten, abschnittsweise über die Breite des Füllelementes 10 angeordneten Schlitzes 18 axial federnd nachgiebig in der Flügel-Nut 9 angeordnet ist.
Eine vorteilhaft hohe Dichtwirkung bei vorteilhaft einfachem Aufbau der Dichtungsanordnung 8 ist weiter dadurch erzielt, daß die Dichtungsanordnung 8 zu beiden Längsseiten 10', 10'' des Füllelementes 10 angeordnete Dichtelemente 11 umfaßt, und die Dichtelemente 11 mit entgegengesetzt angeordneten, Einschnitte 16, 16' aufweisenden Endabschnitten 15 vorgesehen sind, wobei das Füllelement 10 zwei der Abdeckung der paarweisen Einschnitte 16, 16' dienende, axial federnd nachgiebige Endbereiche 17 und 17' aufweist.
Das Füllelement 10 ist aus einem Metallstreifen gebildet, wobei über einen Längsschlitz 19 und einen Querschlitz 20 gebildete Federzungen 21 das Füllelement 10 radial federnd nachgiebig gestaltet ist.
Mit der Erfindung der schlitzartigen Ausnehmungen als Mittel zur Dehnungs-Kompensation der aus unterschiedlichen Materialien gebildeten Elemente der Dichtungsanordnung 8 kann in vorteilhafter Weise für die Dichtelemente 11 der hochtemperaturfeste Kunststoff PTFE weiter Verwendung finden.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Dichtungssystems ist, dass Längen- und Breitenänderungen aufgrund unterschiedlicher Wärmedehnungskoeffizienten von Metall bzw. Stahl und PTFE ohne Spannungserhöhung in den Dichtelementen ausgeglichen werden können.
Das Dichtungssystem behält somit über die gesamte Laufzeit des hydraulischen Schwenkmotors eine gleichmäßige Dichtwirkung.
Mit der erfindungsgemäßen Gestaltung sind in weiterer vorteilhafter Weise auch fertigungsbedingte Maßabweichungen ausgeglichen.

Claims

Hydraulischer Schwenkmotor, insbesondere als Servomotor für Kfz, – bei dem eine schwenkbewegliche Motorwelle (2) mit Rotorflügeln (3) in einem Gehäuse (4) mit Statorflügeln zwischen Gehäuse-Abschlußdeckeln (5, 6) Arbeitskammern (7) begrenzt, die – gegeneinander mittels mehrteilig ausgebildeter Dichtungsanordnungen (8) in Flügel-Nuten (9) der Flügel (3) abgedichtet sind, wobei – die Dichtungsanordnung (8) ein streifenartig gestaltetes, hochkant angeordnetes Füllelement (10) und ein rahmenartig geformtes Dichtelement (11) umfaßt, das – über seine Ausnehmung (12) unter Zwischenschaltung eines O-Ringes (13) mit einem angepaßten Innenkern (14) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, – daß die Dichtungsanordnung (8) zumindest ein rahmenartiges Dichtelement (11) mit einem flächig gestalteten Endabschnitt (15) aufweist, der – mittels mehrerer, abschnittsweise über die Breite des Endabschnittes (15) diametral und axial versetzt angeordneter Einschnitte (16, 16') eine elastisch nachgiebige, stirnseitige Anlage des Dichtelementes (11) an den Gehäuse-Abschlußdeckeln (5, 6) bewirkt, wobei – das Füllelement (10) einen die Einschnitte (16, 16') des Dichtelementes (11) abdeckenden Endbereich (17) aufweist, der – mittels eines benachbarten, abschnittsweise über die Breite des Füllelementes (10) angeordneten Schlitzes (18) axial federnd nachgiebig in der Flügel-Nut (9) angeordnet ist.
Schwenkmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, – daß die Dichtungsanordnung (8) zu beiden Längsseiten (10', 10'') des Füllelementes (10) angeordnete Dichtelemente (11) umfaßt, und – die Dichtelemente (11) mit entgegengesetzt angeordneten, Einschnitte (16, 16') aufweisenden Endabschnitten (15) vorgesehen sind, wobei – das Füllelement (10) zwei der Abdeckung der Einschnitte (16, 16') dienende, axial federnd nachgiebige Endbereiche (17, 17') aufweist.
Schwenkmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, – daß das Füllelement (10) aus einem Metallstreifen gebildet ist, wobei – über Längsschlitze (19) gebildete Federzungen (21) das Füllelement (10) radial federnd nachgiebig ist.
Schwenkmotor nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtelemente (11) aus PTFE gebildet sind.