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Ausführungsbeispiele beziehen sich auf eine Dichtung zum Abdichten eines sich in ein Rohr erstreckendes zylinderförmiges Bauteil, beispielsweise eine Kolbenstange eines Stoßdämpfers eines Kraftfahrzeugs oder eines unmotorisierten Fahrzeugs.
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In vielen Bereichen des Anlagen- und Maschinenbaus ist es notwendig, einzelne Bereiche einer Maschine oder einer Baugruppe von anderen Teilen oder Bereichen derselben oder einer anderen Maschine oder Baugruppe mithilfe einer Dichtung zu trennen, um beispielsweise ein Austreten eines flüssigen oder gasförmigen Mediums oder ein Eintrag von flüssigen oder festen Partikeln zu reduzieren oder zu verhindern. Bei vielen Anwendungen wird die Situation dadurch erschwert, dass die voneinander abzudichtenden Bereiche und Bauteile sich zu einander bewegen.
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Bei Lösungen, die im Bereich des Maschinenbaus sehr häufig anzutreffen sind, erstreckt sich so ein zylinderförmiges Bauteil in ein Rohr, wobei sich das zylinderförmige Bauteil und das Rohr zueinander bewegen. Bei vielen Anwendungen erfolgt hierbei die Bewegung linear entlang einer im Wesentlichen gemeinsamen Längsrichtung des Rohrs und des zylinderförmigen Bauteils. Die Längsrichtung wird daher auch als Bewegungsrichtung bezeichnet.
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Ein Beispiel für eine solche Baugruppe stellt ein Dämpferelement, also beispielsweise ein Stoßdämpfer dar, wie er beispielsweise im Bereich des Fahrzeugbaus, aber auch in anderen Bereichen des Anlagen- und Maschinenbaus zum Einsatz kommt. Bei einem Stoßdämpfer taucht eine Kolbenstange mit einem wenigstens abschnittsweise zylinderförmigen Querschnitt in ein Gehäuserohr des entsprechenden Dämpferelements ein.
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In dem Inneren des Rohrs befindet sich ein flüssiges und/oder gasförmiges Dämpfungsmedium, bei dem es sich beispielsweise um ein Dämpfungsöl und/oder Stickstoff handeln kann. Um einerseits ein Austreten des Dämpfungsöls und/oder der Gasfüllung aus dem Rohr und andererseits gegebenenfalls auch ein Eindringen von festen oder flüssigen Partikeln in das Innere des Rohrs zu unterbinden, werden hier Dichtungen zum Abdichten des entsprechenden Rohrs bezüglich des zylinderförmigen Bauteils eingesetzt.
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Allerdings treten diese Herausforderungen nicht nur im Bereich des Fahrzeugbaus, insbesondere im Bereich der Dämpferelemente auf, sondern bei vielen anderen Anwendungen ebenso. Hierbei sind beispielsweise pneumatische oder hydraulische Aktuatoren ebenso zu nennen, wie Linearführungen oder Übergänge von Bauteilen in ein entsprechendes Gehäuse.
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Konventionelle Dichtungen weisen häufig einen komplexen Aufbau mit mehreren Bauteilen zur Gewährleistung der notwendigen mechanischen Stabilität auf oder wälzen diese Aufgabe an andere, periphere Bauteile ab.
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So offenbart die
DE 198 19 827 C1 beispielsweise eine Kolbenstangenführung für ein Kolben-Zylinderaggregat, bei dem die Abführung der während des Betriebs auftretenden Kräfte über einen Deckel erfolgt, der als Teil der Mantelfläche des Rohrs ausgeführt ist und die Dichtung weitgehend abdeckt. Die
DE 26 16 300 A1 bezieht sich auf eine Vorrichtung für eine in ihrer Längsrichtung beweglichen Stange, bei der die Dichtung sich über eine äußere ringförmige Scheibe an einem Flansch abstürzt.
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Ausgehend hiervon besteht daher ein Bedarf, eine Dichtung zum Abdichten eines sich in ein Rohr erstreckenden zylinderförmigen Bauteils zu schaffen, die ein verbessertes Verhältnis von mechanischer Stabilität und Gewicht aufweist.
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Diesem Bedarf trägt eine Dichtung gemäß Patentanspruch 1 oder eine Verwendung einer Dichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel gemäß Patentanspruch 10 Rechnung.
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Eine Dichtung zum Abdichten eines sich in ein Rohr erstreckendes zylinderförmiges Bauteils gemäß einem Ausführungsbeispiel, wobei sich das zylinderförmige Bauteil durch eine zentrale Öffnung der Dichtung in das Rohr erstreckt, umfasst eine Versteifungsstruktur, die sich im Wesentlichen senkrecht zu einer Längsrichtung des Rohrs erstreckt, und eine mit der Versteifungsstruktur mechanisch verbundenen Elastomerstruktur mit einer Dichtlippe an der zentralen Öffnung, wobei die Dichtlippe ausgebildet ist, um an dem zylinderförmigen Bauteil zum Abdichten desselben anzuliegen. Die Versteifungsstruktur weist einen sich um die zentrale Öffnung erstreckenden ringförmigen Abschnitt mit einer Mehrzahl von entlang einer Umfangsrichtung des ringförmigen Abschnitts angeordneten Vertiefungen zur Erhöhung einer mechanischen Stabilität der Versteifungsstruktur entlang der Längsrichtung auf.
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Ein Ausführungsbeispiel umfasst eine Verwendung einer Dichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel zum Abdichten einer Kolbenstange eines Dämpferelements, beispielsweise eines Stoßdämpfers oder eines Federbeins für ein Kraftfahrzeug oder für ein unmotorisiertes Fahrzeug, gegenüber einem Rohr des Dämpferelements.
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Ausführungsbeispielen liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass eine Verbesserung bzw. Erhöhung der mechanischen Stabilität der Dichtung dadurch erzielt werden kann, indem die Versteifungsstruktur in dem ringförmigen Abschnitt um die zentrale Öffnung herum mit einer Mehrzahl von entlang der Umfangsrichtung angeordneten Vertiefungen umgesetzt wird. Der ringförmige Abschnitt erstreckt sich hierbei senkrecht zu der Längsrichtung. Die Versteifungsstruktur kann sich bei Ausführungsbeispielen entlang der zentralen Öffnung vollständig um diese herum erstrecken. Sie kann dabei einstückig oder mehrstückig ausgeführt sein. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann sie gegebenenfalls auch geschlitzt ausgeführt sein oder in einem Winkelsegment, das höchstens 45°, typischerweise höchstens 25° umfasst, unterbrochen sein, um die stabilisierende Wirkung der Versteifungsstruktur grundsätzlich nicht zu gefährden. Die Versteifungsstruktur erstreckt sich daher zumindest im Wesentlichen um die zentrale Öffnung herum.
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Die Längsrichtung stellt hierbei im Falle einer symmetrischen Ausgestaltung der Versteifungsstruktur auch die Symmetrieachse der Dichtung und der Versteifungsstruktur dar. So erstreckt sich auch der ringförmige Abschnitt senkrecht zu der Symmetrieachse bzw. der Längsrichtung.
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Dadurch, dass sich die Versteifungsstruktur zumindest im Wesentlichen um die zentrale Öffnung herum erstreckt, und aufgrund der Ausrichtung des ringförmigen Abschnitts liegt so zwischen zwei Vertiefungen der Mehrzahl von Vertiefungen jeweils wenigstens ein Steg, der auf die Vertiefung bezogen erhoben verläuft. Anders ausgedrückt weist die Versteifungsstruktur in dem ringförmigen Abschnitt eine Mehrzahl von Stegen oder Rippen auf, die jeweils zwischen zwei Vertiefungen angeordnet sind. Diese verlaufen im Wesentlichen radial auf die zentrale Öffnung der Dichtung und damit eine zentrale Öffnung der Versteifungsstruktur zu.
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Die Erhöhung der mechanischen Stabilität geht hierbei auf die Integration von Stufen zurück, die in der Umfangsrichtung angeordnet sind und in radialer Richtung verlaufen. Die Stufen werden hierbei durch die Anordnung der Stege zwischen den Vertiefungen gebildet.
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Im Unterschied zu einer konventionellen Versteifungsstruktur mit einer umlaufenden Sicke oder einer umlaufenden Vertiefung erhöhen gerade diese radial verlaufenden Stufen die mechanische Stabilität der Versteifungsstruktur gegen ein Verbiegen der Dichtung und der Versteifungsstruktur, wenn beispielsweise eine Kraft in der Längsrichtung auf die Versteifungsstruktur ausgeübt wird. Anders ausgedrückt verstärken die sich durch die Mehrzahl der Vertiefungen ausbildenden Stufen die Versteifungsstruktur gegenüber einer Belastung bzw. Krafteinleitung in axiale Richtung (Längsrichtung).
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Bei vielen Ausführungsbeispielen entspricht die Längsrichtung ebenfalls einer Bewegungsrichtung des zylinderförmigen Bauteils gegenüber dem Rohr, sodass diese zueinander eine lineare Bewegung ausführen. Die zentrale Öffnung der Dichtung und die der Versteifungsstruktur erstrecken sich daher im Allgemeinen senkrecht zu der Bewegungsrichtung und damit auch zu der Längsrichtung.
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Bei einer Dichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Versteifungsstruktur eine Vielzahl von Vertiefungen, also wenigstens 3, beispielsweise jedoch auch wenigstens 4 oder wenigstens 6 Vertiefungen aufweisen. Hierdurch kann die Stabilität der Dichtung und der Versteifungsstruktur gegebenenfalls weiter verbessert werden, da mit der Zahl der Vertiefungen auch die Zahl der Stufen in dem Profil der Versteifungsstruktur wächst, was wiederum zu der Erhöhung der mechanischen Stabilität bezüglich der Krafteinwirkung in Längsrichtung führt. Bei Ausführungsbeispielen können so wenigstens 4, wenigstens 6, wenigstens 8, wenigstens 10 oder wenigstens 12 Vertiefungen vorgesehen sein.
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Grundsätzlich erhöht sich die mechanische Stabilität bezüglich Belastungen in der Längsrichtung mit der Zahl der Vertiefungen. Bei Ausführungsbeispielen kann es jedoch ratsam sein, die Zahl der Vertiefungen nach oben zu begrenzen, da beispielsweise jede Vertiefung bei ihrer Herstellung eine zusätzlich einzubringende Struktur darstellen kann, die gegebenenfalls eine Ausbeute reduzieren kann. Auch können gegebenenfalls durch die Integration der Vertiefungen andere mechanische, betriebsbedingte oder herstellungsbedingte Parameter negativ beeinflusst werden, was es wiederum gegebenenfalls ratsam machen kann, die Zahl der Vertiefungen zu begrenzen.
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Bei einem Ausführungsbeispiel können aufgrund der um die zentrale Öffnung umlaufenden Ausprägung der Versteifungsstruktur die Vertiefungen ringsegmentförmig ausgeführt sein. So geformte Vertiefungen können – neben einer Tiefe entlang der Längsrichtung – durch einen minimalen Radius, einen maximalen Radius und einen Winkelbereich gegeben sein.
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Bei einer Dichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel können die Vertiefungen entlang der Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt sein. Hierdurch ist es möglich, die versteifende Wirkung der Vertiefungen gleichmäßig entlang der Umfangsrichtung zu verteilen und so eine gleichmäßigere Belastbarkeit der Dichtung zu erzielen.
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Bei einer Dichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel können sich die Vertiefungen entlang einer radialen Richtung der Versteifungsstruktur wenigstens über 25 % einer radialen Breite der Versteifungsstruktur erstrecken. Hierdurch ist es möglich, die versteifende Wirkung der Vertiefungen gegenüber kürzeren Ausführungen zu verbessern, da mit einer Verlängerung der Vertiefungen entlang der axialen Richtung eine Verbesserung bzw. Erhöhung der versteifenden Wirkung der Stufen bzw. der Vertiefungen einhergeht. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann es ratsam sein, diese über wenigstens 30 %, wenigstens 40 %, wenigstens 50 % oder wenigstens 60 % der radialen Breite der Versteifungsstruktur auszuführen, wobei die radialen Breite der Versteifungsstruktur eine Hälfte einer Differenz zwischen einem Außendurchmesser und einem Innendurchmesser der Versteifungsstruktur bezeichnet.
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Bei einem Ausführungsbeispiel kann die Versteifungsstruktur grundsätzlich aus allen Materialien gefertigt werden, die eine ausreichende Zähigkeit und Belastbarkeit aufweisen. Neben metallischen Werkstoffen, wie etwa eisenhaltige Werkstoffe, also insbesondere Eisenbleche oder Stahlbleche, kann so die Versteifungsstruktur auch aus einem einen Kunststoff umfassenden Material gefertigt sein. Hierzu zählen beispielsweise entsprechende – gegebenenfalls mit Füllstoffen versehene – Kunststoffe ebenso, wie auch glasfaser- oder kohlefaserverstärkte Kunststoffe. Im Fall der Verwendung eines metallischen Werkstoffs kann die Versteifungsstruktur also ein umgeformtes Blech darstellen.
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Bei einer Dichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel können die Vertiefungen derart in die Versteifungsstruktur eingeprägt, eingedrückt oder eingebracht sein, dass die Versteifungsstruktur den Vertiefungen im Wesentlichen entsprechende Erhebungen an einer Seite aufweist, die einer Seite der Versteifungsstruktur mit den Vertiefungen gegenüberliegt. Hierdurch kann es möglich sein, die Herstellung der Versteifungsstruktur zu vereinfachen, da diese beispielsweise aus einem Blech, also beispielsweise aus einem Stahl- oder Metallblech hergestellt werden kann, in das die Vertiefungen eingeprägt, eingedrückt oder anders eingebracht werden. Hierdurch entstehen dann gegebenenfalls die entsprechenden Erhebungen auf der der Seite mit den Vertiefungen gegenüberliegenden Seite automatisch.
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Darüber hinaus kann unabhängig hiervon auch die mechanische Belastbarkeit der Versteifungsstruktur gegebenenfalls im Hinblick auf eine Reduzierung des Gewichts gesteigert werden, da nunmehr an beiden Seiten der Versteifungsstruktur entsprechende Kanten integriert sind, die zur Verbesserung der mechanischen Stabilität beitragen können.
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Bei einer Dichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Versteifungsstruktur unmittelbar an den ringförmigen Abschnitt angrenzend in einer radialen Richtung einen oder in beiden radialen Richtungen jeweils einen weiteren ringförmigen Abschnitt mit einer ebenen Oberfläche aufweisen. Hierdurch kann es möglich sein, die Elastomerstruktur mechanisch sicherer mit der Versteifungsstruktur zu verbinden. Eine solche mechanische Verbindung kann beispielsweise stoffschlüssig, also beispielsweise mithilfe eine Verklebung oder Vulkanisieren erfolgen. Bei einer stoffschlüssigen Verbindung erfolgt der Zusammenhalt der beiden Verbindungspartner durch atomare oder molekulare Kräfte, also beispielsweise durch eine Verklebung oder eine Vulkanisierung. So können der oder die weiteren ringförmigen Abschnitte beispielsweise zu einem Absperren während des Vulkanisierens, bei dem ein entsprechendes Werkzeug auf die weiteren ringförmigen Abschnitte aufgedrückt wird, verwendet werden. Hierdurch kann also gegebenenfalls eine Herstellung der Versteifungsstruktur und damit der Dichtung vereinfacht bzw. zuverlässiger ausgestaltet werden.
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Bei einer Dichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Versteifungsstruktur an einem der zentralen Öffnung zugewandten Rand und/oder an einem der zentralen Öffnung abgewandten, äußeren Rand eine Bördelung aufweisen. Hierdurch kann es möglich sein, die Dichtung leichter in ein Dämpferelements zu integrieren, da bei vielen Dämpferelementen die Dichtung durch eine Rollen des Gehäuserohres in ihrer Einbauposition fixiert wird und sich so ein Biegeradius des Gehäuserohres an einen Radius der Bördelung anlehnen kann. Darüber hinaus kann es hierdurch gegebenenfalls möglich sein, eine Dichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel anstelle einer konventionellen Dichtung mit einer deutlich dickeren Versteifungsstruktur zu verwenden, wobei die Bördelungen in einem solchen Fall zu einer Anpassung an ein vorgegebenes Einbaumaß für die Dichtung anpassbar sind, sodass unter Berücksichtigung der Materialdicke der Versteifungsstruktur und der Länge des umgebördelten Abschnitts der Versteifungsstruktur eine vorgegebene Dicke erreicht wird. Auch kann durch das Vorsehen einer inneren und/oder einer äußeren Umbördelung gegebenenfalls ein weiterer Stabilitätsgewinn der Dichtung bzw. ihrer Versteifungsstruktur erzielbar sein.
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Bei einer solchen Dichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel, die an beiden Rändern der Versteifungsstruktur die Bördelung aufweist, können die Bördelungen an beiden Rändern in die gleiche Richtung weisen. Hierdurch kann es möglich sein, im Falle einer vorgegebenen Dicke oder Höhe für die Versteifungsstruktur entlang der Längsrichtung ein dünneres Material zu verwenden, gleichzeitig die vorgegebene Dicke oder Höhe für die Versteifungsstruktur einzuhalten und die Vertiefungen mit einer unter den konstruktiven und herstellungsbezogenen Randbedingungen maximalen Tiefe auszuführen. Hierdurch kann die Stabilität einer Versteifungsstruktur und damit der Dichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel gegebenenfalls weiter gesteigert werden, da mit steigender Tiefe der Vertiefung tendenziell eine größere versteifende Wirkung eintritt.
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Bei einem Ausführungsbeispiel einer Dichtung, bei der die Versteifungsstruktur aus einem Blech umgeformt ist, können so beispielsweise die Vertiefungen eine Tiefe und/oder die Erhebungen auf der anderen Seite der Versteifungsstruktur eine Höhe aufweisen, die ein 5-faches einer Blechstärke nicht übersteigt. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann so die Höhe bzw. die Tiefe der Vertiefungen und der Erhebungen ein 4-faches oder ein 3-faches der Blechstärke nicht übersteigen.
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Bei einer Dichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel, bei dem die Versteifungsstruktur aus einem Blech umgeformt ist, kann die Versteifungsstruktur entlang der Längsrichtung eine Höhe aufweisen, die 30 % eines Außendurchmessers der Versteifungsstruktur nicht übersteigt. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann die Höhe gegebenenfalls auch 20 % oder 15 % nicht übersteigen.
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Ausführungsbeispiele werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher beschrieben und erläutert.
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1 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Versteifungsstruktur eine Dichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
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2 zeigt eine Querschnittsdarstellung durch die in 1 gezeigte Versteifungsstruktur;
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3 zeigt eine Querschnittsdarstellung durch eine Dichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel mit der Versteifungsstruktur aus den 1 und 2;
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4 zeigt eine Querschnittsdarstellung durch eine Versteifungsstruktur einer Dichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel;
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5 zeigt eine perspektivische Darstellung eines konventionellen Versteifungsringes;
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6 zeigt eine Querschnittsdarstellung durch den in 5 gezeigt Versteifungsring;
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7 zeigt eine konventionelle Dichtung mit dem in den 5 und 6 gezeigten Versteifungsring;
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8 zeigt eine perspektivische Darstellung eines konventionellen Versteifungsringes mit einer Fase;
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9 zeigt eine Querschnittsdarstellung durch den 8 gezeigten Versteifungsring; und
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10 zeigt eine Querschnittsdarstellung durch eine konventionelle Dichtung mit dem in den 8 und 9 gezeigten konventionellen Versteifungsring.
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Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung werden zusammenfassende Bezugszeichen für Objekte, Strukturen und andere Komponenten verwendet werden, wenn die betreffende Komponente an sich oder mehrerer entsprechende Komponenten innerhalb eines Ausführungsbeispiels oder innerhalb mehrerer Ausführungsbeispiele beschrieben werden. Passagen der Beschreibung, die sich auf eine Komponente beziehen, sind daher auch auf andere Komponenten in anderen Ausführungsbeispielen übertragbar, soweit dies nicht explizit ausgeschlossen ist oder sich dies aus dem Zusammenhang ergibt. Werden einzelne Komponenten bezeichnet, werden individuelle Bezugszeichen verwendet, die auf den entsprechenden zusammenfassenden Bezugszeichen basieren. Bei der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen bezeichnen daher gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten.
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Komponenten, die mehrfach in einem Ausführungsbeispiel oder in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen auftreten, können hierbei bezüglich einiger ihrer technischen Parameter identisch und/oder unterschiedlich ausgeführt oder implementiert werden. Es ist so beispielsweise möglich, dass mehrere Entitäten innerhalb eines Ausführungsbeispiels bezüglich eines Parameters identisch, bezüglich eines anderen Parameters jedoch unterschiedlich implementiert sein können.
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Die 1 und 2 zeigen eine perspektivische Darstellung (1) und eine Querschnittsdarstellung (2) einer Versteifungsstruktur 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel, die sich im Wesentlichen senkrecht zu einer Längsrichtung 110 eines Rohrs erstreckt, welches in den 1 und 2 nicht gezeigt ist. Die Versteifungsstruktur 100 ist bei diesem Ausführungsbeispiel scheibenförmig ausgeführt, kann jedoch grundsätzlich auch abweichend umgesetzt werden. Die Längsrichtung 110 entspricht hierbei einer Symmetrieachse der Versteifungsstruktur 100, die zentral durch eine zentrale Öffnung 120 der Versteifungsstruktur verläuft. Die zentrale Öffnung 120 weist hierbei einen Innendurchmesser 130 auf.
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Die Versteifungsstruktur 100 weist an ihrer zentralen Öffnung 120 eine Umbördelung 140 des scheibenförmigen Materials auf, aus dem die Versteifungsstruktur 100 gefertigt ist. An einem äußeren Rand 150 der Versteifungsstruktur 100 weist dieser entsprechend eine äußere Umbördelung 160 auf, die in die gleiche Richtung wie die innere um Bördelung 140 weist.
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Die Versteifungsstruktur 100 weist einen Außendurchmesser 170 auf. Eine radiale Breite 180 der Versteifungsstruktur 100 stellt somit die Breite der Struktur im Querschnitt dar. Mithilfe des Innendurchmessers 130 und des Außendurchmessers 170 ergibt sich die Breite 180 somit als die Hälfte der Differenz des Außendurchmessers und des Innendurchmessers. Werden anstelle der Durchmesser 130, 170 die entsprechenden Radien betrachtet, ergibt sich die Breite 180 als Differenz des entsprechenden Außenradius und des entsprechenden Innenradius.
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Die Versteifungsstruktur 100 weist einen ringförmigen Abschnitt 190 auf der sich im Wesentlichen senkrecht zu der Längsrichtung 110 erstreckt und ebenfalls konzentrisch zu der zentralen Öffnung 120 der Versteifungsstruktur 100 und damit konzentrisch zu der zentralen Öffnung der Dichtung angeordnet ist. In dem ringförmigen Abschnitt 190 sind um die zentrale Öffnung der Dichtung und damit um die zentrale Öffnung 120 der Versteifungsstruktur 100 herum entlang einer Umfangsrichtung 200 eine Mehrzahl von Vertiefungen 210 angeordnet. Bei der in den 1 und 2 gezeigten Versteifungsstruktur 100 sind, genauer gesagt, sechs Vertiefungen integriert. Neben der Zahl der Vertiefungen 210 hat auch ihre Tiefe, also ihre axiale Ausdehnung entlang der Längsrichtung 110, einen nicht unerheblichen Einfluss auf die erzielbare Versteifung. Mit steigender Tiefe wächst diese zunächst an, sodass in diesem Bereich eine Vergrößerung der Tiefe zu einer erhöhten Versteifung führen kann.
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Die Versteifungsstruktur 100 des in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiels ist bezogen auf die Längsrichtung 110 umlaufend um die zentrale Öffnung 120 ausgeführt. Sie ist darüber hinaus rotationssymmetrisch derart aufgebaut, dass es einen Winkel gibt, der kleiner als 360° ist, sodass bei einer Rotation um diesen Winkel oder ein Vielfaches dieses Winkels die Versteifungsstruktur 100 unverändert aussieht. Aufgrund der symmetrischen und gleichmäßigen Verteilung der sechs Vertiefungen 210 beträgt dieser Winkel 60°.
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Aufgrund der umlaufenden Ausgestaltung der Versteifungsstruktur 100 bilden sich radial verlaufende Stege 220 zwischen den einzelnen Vertiefungen 210 aus. Jeweils an einem Übergang zwischen einer Vertiefung 210 und einem Steg 220 bildet sich so eine Kante aus, die in radialer Richtung, also von dem äußeren Rand 150 zu der zentralen Öffnung 120 der Versteifungsstruktur 110 verläuft. Jede dieser Kanten erhöht die strukturelle Belastbarkeit und damit die mechanische Stabilität der Versteifungsstruktur 100. Aus diesem Grund werden die Stege auch als Rippen oder Querrippen bezeichnet. Die Vertiefungen 210 sind ringsegmentförmige ausgestaltet und werden auch als eingedrückte oder eingepresste Felder oder als Segmente bezeichnet.
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Die Vertiefungen 210 sind bei der Versteifungsstruktur 100 durch ein Einprägen bzw. ein Eindrücken in die Scheibe der Art hergestellt worden, dass die Versteifungsstruktur 100 den Vertiefungen 210 im Wesentlichen entsprechende Erhebungen 230 an einer Seite 240 aufweist, die einer Seite 250 der Versteifungsstruktur 100 mit den Vertiefungen 210 gegenüberliegt. Die Erhebungen 230 erstrecken sich hierbei in die gleiche Richtung der inneren Umbördelung 140 und der äußeren Umbördelung 160. So zeigt 1 die den Vertiefungen 210 entsprechenden Erhebungen 230, also die Erhebungen 230-1, ..., 230-6
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Die Verwendung der Technik der Einprägung bzw. Prägung der Vertiefungen 210 und damit die Schaffung der Erhebungen 230 haben im Hinblick auf das Herstellungsverfahren den Vorzug, dass dieses Verfahren vergleichsweise einfach und schnell durchführbar ist. Es hat darüber hinaus den Vorzug, das nicht nur in der Seite 250 mit den Vertiefungen 210 entsprechende Stufen entstehen, sondern es entstehen vielmehr auch entsprechende Stufen in der gegenüberliegenden Seite 240. Hierdurch kann gegebenenfalls die mechanische Stabilität der Versteifungsstruktur 100 weiter gesteigert werden. Die Vertiefungen 210 werden daher zum Teil auch als Sicke, die Anordnung der Mehrzahl von Vertiefungen als Sickenfeld bezeichnet.
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Der ringförmigen Abschnitt 190 der Versteifungsstruktur 100 weist sowohl bezüglich der Seite 240 als auch bezüglich der gegenüberliegenden Seite 250 jeweils eine plane oder ebene Fläche im Bereich der Stege 220 auf. Sowohl die Vertiefungen 210 als auch die Erhebungen 230 stellen daher Abweichungen von dieser planaren Oberfläche dar, durch die die zuvor genannten Stufen mit ihrer stabilisierenden Wirkung geschaffen werden, während die Stege auf beiden Seiten 240, 250 der Versteifungsstruktur 100 vorliegen.
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Jede dieser Stufen führt zu einer zusätzlichen Versteifung der Versteifungsstruktur 100 in axiale Richtung, also entlang der Längsrichtung 110 gegen ein Verbiegen bzw. eine Krafteinwirkung entlang der Längsrichtung 110. Eine solche Kraft kann beispielsweise im Falle eines Dämpferelements durch das in dem Dämpferelement enthaltenen Dämpfungsmedium erzeugt werden. Steht das Dämpfungsmedium beispielsweise unter Druck oder wird es beispielsweise funktionsbedingt unter Druck gesetzt, übt dieses eine Kraft senkrecht zu den Oberflächen seines Volumens aus. Hierdurch kann entsprechend entlang der Längsrichtung 110 eine erhebliche Kraft auf die Dichtung und damit auf die Versteifungsstruktur 100 ausgeübt werden, die gegebenenfalls zu einer mechanischen Verformung der Dichtung bzw. ihrer Versteifungsstruktur 100 führen kann. Diese kann gegebenenfalls die Wirkung der Dichtung bis zu einem Totalausfall des betreffenden Dämpferelements herabsetzen.
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Gleiches gilt ebenso für andere Bauteile oder Baugruppen, in die eine Dichtung, beispielsweise gemäß einem Ausführungsbeispiel zum Einsatz gebracht werden kann.
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Die Vertiefungen 210 und die Erhebungen 230 sind bei dem in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel entlang der Umfangsrichtung 200 gleichmäßig verteilt. Hierdurch ist es möglich, die versteifende Wirkung entlang des gesamten Umfangs der Versteifungsstruktur 100 gleichmäßig zu erzielen und so insgesamt die mechanische Belastbarkeit der Dichtung bzw. ihrer Versteifungsstruktur 100 zu verbessern.
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Die Vertiefungen 210 und die Erhebungen 230 sind ähnlich wie die Stege 220 aufgrund ihrer radialen Ausrichtung und der umlaufenden Ausgestaltung der Versteifungsstruktur 110 mit ihrer kreisförmigen Grundfläche ringsegmentartig ausgestaltet. In der durch die beiden Seiten 240, 250 definierten Ebene sind sie also durch einen minimalen Radius, einen maximalen Radius und einen Winkelbereich und einer axialen Ausdehnung bzw. Tiefe gekennzeichnet. Die Tiefe einer Vertiefung 210 kann hierbei beispielsweise von einem planaren Abschnitt des ringförmigen Abschnitts 190 der Seite 250 aus bis zu einem Boden oder einer tiefsten Stelle der Vertiefung 210 gemessen werden.
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Die Vertiefungen 210 und damit ebenso die Erhebungen 230 erstrecken sich entlang der radialen Richtung der Versteifungsstruktur 100 wenigstens über 25 % der zuvor definierten radialen Breite 180 der Versteifungsstruktur 100. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann die entsprechende Erstreckung entlang der radialen Richtung der Vertiefungen 210 bzw. der Erhebungen 230 auch größere Werte, beispielsweise wenigstens 30 %, wenigstens 40 % oder wenigstens 50 % der radialen Breite 180 der Versteifungsstruktur 100 betragen. Hierbei gilt grundsätzlich, dass die verstärkende Wirkung mit zunehmender Länge der Vertiefungen 210 bzw. der Erhebung 230 in radialer Richtung wächst.
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Allerdings kann es gegebenenfalls aus konstruktiven oder herstellungsbedingten Gründen ratsam sein, die Länge bzw. radiale Erstreckung der Vertiefungen 210 und der Erhebungen 230 zu begrenzen. So kann es gegebenenfalls ratsam sein, diese bei Ausführungsbeispielen auf höchstens 80 %, höchstens 75 % oder höchstens 60 % der radialen Breite 180 der Versteifungsstruktur 100 zu begrenzen.
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So weist die Versteifungsstruktur 100, wie sie in den 1 und 2 gezeigt ist, jeweils zu beiden Seiten des ringförmigen Abschnitts 190 einen weiteren ringförmigen Abschnitt 260-1 und 260-2 auf, die unmittelbar an den ringförmigen Abschnitt 190 angrenzen. Der weitere ringförmige Abschnitt 260-1 ist hierbei der zentralen Öffnung 120 der Versteifungsstruktur 100 und damit der zentralen Öffnung der Dichtung zugewandt, während der weiteren ringförmigen Abschnitt 260-2 dem äußeren Rand 150 der Versteifungsstruktur zugewandt und damit bezogen auf den ringförmigen Abschnitt 190 auf der der zentralen Öffnung 120 bzw. der zentralen Öffnung der Dichtung abgewandten Seite angeordnet ist.
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Die beiden weiteren ringförmigen Abschnitte 260 weisen jeweils eine ebene bzw. planare Oberfläche auf, die ein Aufsetzen eines Werkzeugs im Rahmen des Vulkanisieren und Prozesses zum Aufbringen der Elastomerstruktur ermöglicht. Anders ausgedrückt ermöglichen es die beiden weiteren ringförmigen Abschnitte 260 während des Vulkanisierens ein Absperren der betreffenden Strukturen.
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Bei anderen Ausführungsbeispielen können gegebenenfalls auch die weiteren ringförmigen Abschnitte 260 vollständig oder teilweise entfallen. So kann es gegebenenfalls möglich sein, eine Versteifungsstruktur 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel ohne einen entsprechenden weiteren ringförmigen Abschnitt 260 zu implementieren. Auch können gegebenenfalls die weiteren ringförmigen Abschnitte 260, sofern sie überhaupt implementiert sind, aus anderen als den genannten Gründen vorgesehen werden.
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Wie bereits zuvor erläutert wurde, ist grundsätzlich eine möglichst hohe Zahl entsprechender Kanten, wie sie sich am Übergang zwischen den Stegen 220 und den entsprechenden Vertiefungen 210 bzw. Erhebungen 230 ausbilden, vorteilhaft im Hinblick auf die Stabilität entlang der Längsrichtung 110. So kann es ratsam sein, eine Vielzahl entsprechender Vertiefungen 210 bzw. Erhebungen 230, beispielsweise wenigstens 4, wenigstens 6, wenigstens 8, wenigstens 10 oder wenigstens 12 entsprechender Vertiefungen 210 vorzusehen. An jeder Vertiefung 210 entstehen so zwei Kanten, sodass bei dem in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel insgesamt 12 Richtungsänderungen entlang der Längsrichtung 110 auftreten.
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Auch wenn zunächst mit steigender Zahl der Kanten und damit mit steigender Zahl der Vertiefungen bzw. Erhebungen 210, 230 die mechanische Stabilität bezüglich Krafteinwirkung entlang der Längsrichtung 110 wächst, können Randbedingungen konstruktiver Art, herstellungsbedingter Art oder anderer Art es sinnvoll machen, die Zahl der Vertiefungen 210 bzw. die Zahl der Erhebungen 230 zu beschränken. Technisch kann je nach verwendetem Herstellungsverfahren abschnittsweise die maximale Zahl der implementierbaren Vertiefungen 210 bzw. der entsprechenden Erhebungen 230 durch den Ziehradius des verwendeten Materials sowie die Tiefe der entsprechenden Vertiefungen 210 bzw. der Erhebungen 230 bedingt sein. Im Falle eines Stahlblechs beispielsweise, welches als Grundform für die Versteifungsstruktur 100 dienen kann, liegt typischerweise der Ziehradius im Bereich der Materialdicke.
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Wie bereits zuvor beschrieben wurde, weist die in den 1 und 2 gezeigte Versteifungsstruktur 100 sowohl an der zentralen Öffnung 120 wie auch an ihrem äußeren Rand 150 eine innere Umbördelung 140 bzw. eine äußere Umbördelung 160 auf. Die innere Umbördelung 140 kann beispielsweise eine zusätzliche stabilisierende Wirkung auf die Versteifungsstruktur 100 und damit die Dichtung haben. Auch an dem äußeren Rand 150 kann die äußere Umbördelung 160 zu einem Stabilitätsgewinnen führen. Darüber hinaus kann die äußere Umbördelung 160 auch zur Verbesserung des Einbaus der Dichtung in einer Baugruppe führen. So werden beispielsweise bei Dämpferelementen, beispielsweise bei Stoßdämpfern, die metallischen Gehäuserohre nach dem Einsetzen der entsprechenden Dichtung durch ein Rollen verschlossen, wobei die Dichtung in dem Gehäuserohr fixiert wird. Die äußere Umbördelung 160 kann hierbei aufgrund des dabei entstehenden Krümmungsradius den Vorgang des Rollens bei dem Verschließen des metallischen Gehäuserohres unterstützen, da sich hierbei die Gehäusewand an den Radius der äußeren Umbördelung 160 anlehnen bzw. anpassen kann. Gleiches gilt auch bei anderen Dämpferelementen und anderen Baugruppen, bei denen durch ein Rollen oder eine vergleichbare Technik die Dichtung eingesetzt wird.
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Bei der in den 1 und 2 gezeigten Versteifungsstruktur sind die beiden Bördelungen 140, 160 so ausgeführt, dass diese in die gleiche Richtung weisen. Auch die Erhebung 230 weist in die entsprechende Richtung der beiden Bördelungen 140, 160. Hierdurch wird eine Gesamthöhe der Versteifungsstruktur 100 entlang der Längsrichtung 110 durch die Seite 250 und die der gegenüberliegenden Seite 240 zugehörige, über diese am weitesten hinaus tragende Struktur bestimmt, also durch die innere Umbördelung 140, die äußere Umbördelung 160 oder die Höhe der Erhebung 230. Ist diese beispielsweise konstruktiv vorgegeben, kann dadurch, dass die beiden Umbördelungen 140, 160 sowie die Vertiefungen 230 in die gleiche Richtung weisen, die Tiefe der Vertiefung 210 bzw. die Höhe der Erhebung 230 gegenüber einem Ausführungsbeispiel, bei dem die beiden Umbördelungen in entgegengesetzte Richtungen weisen, gesteigert werden. Da auch mit größerer Tiefe der Vertiefung 210 bzw. wachsender Höhe der Erhebung 230 grundsätzlich die strukturelle Belastbarkeit der Versteifungsstruktur steigt, kann hierdurch gegebenenfalls diese gesteigert werden bzw. ein dünneres Ausgangsmaterial für die Versteifungsstruktur 100 verwendet werden.
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Bei Ausführungsbeispielen kann die Höhe der Versteifungsstruktur entlang der Längsrichtung 110 beispielsweise einen Wert aufweisen, der 30 % des Außendurchmessers 170 der Versteifungsstruktur 100 nicht übersteigt. Anders ausgedrückt kann die Versteifungsstruktur 210 scheibenförmig ausgestaltet werden. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann es gegebenenfalls ratsam sein, diesen Wert auf 20 % oder 15 % zu reduzieren, sofern dies beispielsweise eine entsprechende Implementierung ratsam erscheinen lässt. Hierdurch kann gegebenenfalls die Herstellung der Versteifungsstruktur 100 vereinfacht werden.
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3 zeigt eine Querschnittsdarstellung durch eine Dichtung 300 gemäß einem Ausführungsbeispiel mit der Versteifungsstruktur aus den 1 und 2. Die Dichtung 300 weist neben der Versteifungsstruktur 100 eine mit dieser mechanisch verbunden Elastomerstruktur 310 auf. Die Elastomerstruktur 310 weist hierbei eine zentrale Öffnung 320 auf, die die zentrale Öffnung der Dichtung 300 darstellt. An der zentralen Öffnung 320 ist eine Dichtlippe 330 angeordnet, die gegen das in 3 nicht dargestellte zylinderförmige Bauteil, welches sich durch die zentrale Öffnung 320 der Dichtung 300 erstrecken kann, angepresst wird bzw. zur Erzeugung der Dichtwirkung an diesem anliegt. Die Dichtlippe 330 wird hierbei von einem Federelement 340 bzw. einer Feder unterstützt, die entlang der Längsrichtung 110 etwa auf Höhe der Dichtlippe 330 angeordnet ist. Das Federelement 340 übt eine Kraft auf die Dichtlippe 330 in Richtung der zentralen Bohrung aus.
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Darüber hinaus weist die Elastomerstruktur 310 eine weitere Dichtlippe 350 auf, die entlang der Längsrichtung 110 versetzt angeordnet ist und beispielsweise die gleiche Dichtfunktion wie die Dichtlippe 330 erfüllen kann, jedoch auch eine andere Aufgabe wahrnehmen kann.
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Bei der Dichtung 300, wie sie in 3 gezeigt ist, handelt es sich um eine Dichtung für ein Dämpferelement in Form einer Stoßdämpferdichtung, wobei das zylinderförmige Bauteil, welches sich durch die zentrale Öffnung 320 erstreckt, eine Kolbenstange des Dämpferelements darstellt. Der Stoßdämpfer arbeitet hierbei auf Basis eines flüssigen Dämpfungsmedium, beispielsweise eines Dämpferöls. Die Dichtlippe 330 ist daher auf ein Abstreifen des Öls ausgelegt. Sie dichtet hierbei gegen das Öl und ein Gas oder Gasgemisch ab, das sich ebenfalls im Innenraum des Rohrs 360 befindet.
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Im Unterschied hierzu dient die Dichtlippe 350 bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel als Abstreifer zum Schutz vor dem Eindringen von Schmutz in den Innenraum. Die weitere Dichtlippe 350 ist also eine Staub- oder Dreckschutzdichtlippe, die den Stoßdämpfer gegen ein Eindringen von festen und/oder flüssigen Partikeln schützen soll.
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Bei anderen Ausführungsbeispielen können beispielsweise auch zusätzliche Dichtlippen 130 oder zusätzliche weitere Dichtlippen 350 implementiert werden, sofern dies ratsam und angebracht erscheint. Auch kann gegebenenfalls eine Implementierung der weiteren Dichtlippe 350 vollständig entfallen. Sowohl die weitere Dichtlippe 350, sofern sie implementiert ist, als auch die Dichtlippe 330 können je nach Anwendungsgebiet der Dichtung 300 anders ausgeführt sein und optional von einem oder mehreren Federelementen 340 unterstützt werden. So sind die zuvor genannten Krümmungsradien lediglich beispielhaft zu verstehen.
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Die Dichtung 300 ist hierbei in ein Rohr 360 eingesetzt, welches durch das zuvor beschriebene Rollen verschlossen wurde. So weist das Rohr 360 einen Abschnitt 370 auf, der sich an die Versteifungsstruktur 100 anschmiegt. Hierdurch kann ein Krümmungsradius des Rohrs 360 begrenzt werden, wie dies nachfolgend im Zusammenhang mit den 5 bis 10 noch näher beschrieben wird. Der Abschnitt 370 des Rohrs 360 ist vor der Montage bzw. vor dem Verschließen des Rohrs 360 in einer als Position 380 gekennzeichneten Lage.
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Im verschlossenen Zustand des Rohrs 360 ist so die Dichtung 300 zwischen dem Abschnitt 370 des Rohrs 360 und einem Führungsbauteil 390 entlang der Längsrichtung 110 angeordnet.
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4 zeigt eine Querschnittsdarstellung durch eine Versteifungsstruktur 100 einer Dichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Die Versteifungsstruktur 100 aus 4 unterscheidet sich von der in den 1 und 2 gezeigten Verstärkungsstruktur 100 im Wesentlichen hinsichtlich zweier Aspekte, die miteinander im Zusammenhang stehen. Während bei der in den 1 und 2 gezeigten Versteifungsstruktur 100 die innere Umbördelung 140 und die äußere Umbördelung 160 in die gleiche Richtung gewiesen haben, weisen diese bei der in 4 gezeigten Versteifungsstruktur 100 nunmehr in entgegengesetzte Richtungen. Hierdurch kann es möglich sein, die Dichtwirkung der Elastomerstruktur besser zu unterstützen, als dies im Falle von Umbördelungen in eine gemeinsame Richtung gegebenenfalls möglich wäre. So kann zwar eine gemeinsame Richtung der Umbördelungen 140, 160 im Falle einer vorgegebenen Höhe der Versteifungsstruktur 100 entlang der Längsrichtung 110 gegebenenfalls eine tiefere Ausführung der Vertiefung, also eine größere Vertiefung der Segmente ermöglichen, was zu hören Stufen und damit grundsätzlich zu einer höheren Stabilität führen kann, jedoch kann es gegebenenfalls weniger effizient möglich sein, durch die Versteifungsstruktur 100 die Wirkung der Elastomerstruktur zu unterstützen. Entsprechend sind bei dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel die Vertiefungen 210 mit einer geringeren Tiefe ausgeführt, was im Gegenzug auch zu einer geringeren Höhe der Erhebungen 230 über die Seite 240 hinaus führt.
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Die Ausführung, wie sie in 4 gezeigt ist, kann gegebenenfalls auch bei einem nur beschränkt zur Verfügung stehenden Bauraum eine größere Flexibilität bei der Positionierung der Dichtlippe zu der äußeren Umbördelung 160 und damit zur Befestigungsposition im Rohr.
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Ausführungsbeispiele einer Dichtung 300 können so zur Gewichtseinsparung und damit gegebenenfalls zu einer Kostenoptimierung beitragen, indem konventionelle Versteifungsringe, wie sie insbesondere im Zusammenhang mit den 5 bis 10 näher beschrieben werden, durch geometrische Maßnahmen versteift werden. Hierdurch kann es möglich sein, die Ausgangsblechdicke, also die Dicke des Blechs, aus dem die Versteifungsstruktur 100 hergestellt wird, merklich, gegebenenfalls sogar signifikant gegenüber den aktuellen Lösungen zu reduzieren.
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Wie bereits im Laufe der Beschreibung erläutert wurde, sind Ausführungsbeispiele eine Dichtung in nahezu allen technischen Gebieten einsetzbar. Im Maschinen- und Anlagenbau können beispielsweise Dichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel immer dann zum Einsatz kommen, wenn ein zylinderförmiges Bauteil gegenüber einem Rohr abzudichten sind, wobei sich das zylinderförmige Bauteil in das Rohr entlang einer häufig im Wesentlichen identischen Längsrichtung erstreckt. Hierbei kann das zylindrische Bauteil eine Relativbewegung zu dem Rohr beispielsweise entlang der Längsrichtung 110 ausführen. Die Längsrichtung 110 gibt somit die Richtung der entsprechenden Bewegung an.
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Dichtungen 300 gemäß einem Ausführungsbeispiel können so beispielsweise bei Dämpferelementen, etwa bei Stoßdämpfer aus dem Kraftfahrzeugbereich oder dem unmotorisierten Fahrzeugbereich zum Einsatz kommen. Hierunter fallen ebenso Dämpferbeine und andere Dämpferelemente, wie sie beispielsweise im Fahrwerksbereich der entsprechenden Fahrzeuge zum Einsatz kommen. Dämpferelemente können jedoch auch in anderen Anwendungsbereichen der Fahrzeugtechnik, beispielsweise bei Liften für Kofferraumdeckel oder für Motorhauben sowie im Zusammenhang mit der Federung und Dämpfung von Sitzen in Lastkraftwagen verwendet werden. Aber auch in anderen Bereichen können Ausführungsbeispiele zum Einsatz kommen, etwa im Möbelbereich bei Drehstuhlbeinen, bei hydraulischen oder pneumatischen Aktuatoren, bei Linearführungen sowie beim Übergang eines Bauteils in ein Gehäuse.
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Wie bereits zuvor erwähnt wurde, werden Stoßdämpferdichtungen häufig durch ein Rollen des metallischen Gehäuserohres in ihrer Einbauposition fixiert. Zur Aufnahme der Montagekräfte und Gewährleistung der Formstabilität der Dichtung im Betrieb sind die Versteifungsringe der Dichtungen aus Stahlscheiben mit Blechdicken von typischerweise bis zu 3 mm gefertigt. Diese relativ schweren Scheiben beeinflussen den Artikelpreis aufgrund des verwendeten Materials, allerdings auch aufgrund der Prozesskosten, wie sie beispielsweise im Rahmen der Vorbehandlung (z.B. Aktivierung bzw. Aufbringen eines Haftvermittlers) zur Vulkanisation auftreten.
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Die 5 und 6 zeigen einen konventionellen Versteifungsring 500, der beispielsweise aus einem Stahlblech gefertigt ist. Auch der Versteifungsring 500 weist eine zentrale Öffnung 510 auf, durch die sich ein zylinderförmiges Bauteil erstrecken kann. Der in den 5 und 6 gezeigte Versteifungsring 500 weist ein rechteckiges Profil auf, welches sich zwischen der zentralen Öffnung 510 und einem äußeren Rand 520 des Versteifungsringes 500 erstreckt.
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7 zeigt eine konventionelle Stoßdämpferdichtungen 600, die neben dem Versteifungsring 500 ferner eine Elastomerstruktur 610 mit einer zentralen Öffnung 620 aufweist, durch die sich die Kolbenstange des Stoßdämpfers hindurch erstreckt. Die zentrale Öffnung 620 der Stoßdämpferdichtungen 600 ist konzentrisch zu der zentralen Öffnung 510 des Versteifungsringes 500 angeordnet, wie dies auch im Falle der zentralen Öffnung 320, 120 der Dichtung 300 bzw. der Versteifungsstruktur 100 der Fall ist.
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Die Stoßdämpferdichtungen 600 weist eine Ölabstreifdichtlippe 630 mit einem in radialer Richtung zurück versetzten Federelement 640 auf. Darüber hinaus weist die Elastomerstruktur 610 ferner eine Staublippe 650 auf, die entlang der axialen Richtung der Stoßdämpferdichtungen 600 versetzt zu der Ölabstreifdichtlippe 630 angebracht und angeordnet ist.
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Die Stoßdämpferdichtung 600 ist in einem Inneren eines Gehäuserohrs 660 des Stoßdämpfers angeordnet. In einem eingebauten Zustand weist das Gehäuserohr 660 einen Abschnitt 670 auf, der zur mechanischen Fixierung der Stoßdämpferdichtungen 600 mit dem Versteifungsring 500 in Kontakt gebracht wurde und so den Stoßdämpfer verschließt. 7 zeigt darüber hinaus eine Position 680 des Abschnitts 660, bevor dieser durch das Rollen den Stoßdämpfer verschlossen hat.
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7 illustriert ferner, dass im Vergleich zu der in 3 gezeigten Situation unter Verwendung eines Ausführungsbeispiels einer Dichtung 300 ein Krümmungsradius im Bereich des Abschnitts 670 deutlich geringer ist als bei einem vergleichbaren Abschnitt 300 des Rohrs 360 aus 3. Hierdurch wird das Material des Gehäuserohrs 660 stärker belastet, was wiederum zu einer höheren Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls des Stoßdämpfers führen kann. So ermöglicht der größere Krümmungsradius des Abschnitts 370 aus 3 ein besseres Anliegen des Rohrs 360 und des Abschnitts 370 an der Versteifungsstruktur 100, als dies im Falle des Versteifungsringes 500 und dem Gehäuserohrs 660 mit seinen Abschnitt 670 der Fall ist. Die äußere Umbördelung 160 ermöglicht es so, die Dichtung 300 gemäß einem Ausführungsbeispiel sicherer und/oder passgenauer in das Rohr 360 einzusetzen und so eine statische Dichtwirkung gegenüber dem Rohr 360 zu verbessern.
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Die 8 und 9 zeigen in einer perspektivischen Darstellung (8) und in einer Querschnittsdarstellung (9) einen weiteren konventionellen Versteifungsring 500, der sich von denen in den 5 und 6 gezeigten Versteifungsring 500 lediglich hinsichtlich einer einem äußeren Rand 520 integrierten Fase unterscheidet.
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Wie auch 10 zeigt, die sich von 7 lediglich darin unterscheidet, dass die in 10 dargestellte Stoßdämpferdichtungen 600 mit dem Versteifungsring 500 aus den 8 und 9 ausgerüstet ist, unterstützt die an dem äußeren Rand 520 vorgesehenen Fase des Versteifungsringes 510 den Einrollprozess zur Fixierung der Stoßdämpferdichtungen 600 in dem Gehäuserohrs 600. Anders ausgedrückt ist zur Unterstützung des Einrollprozesses die Scheibe (Versteifungsring 500) an seinem Außendurchmesser gefast. Diese Fase wird bei der umgeformten Lösung gemäß einem Ausführungsbeispiel durch den äußeren Radius der äußeren um Bördelung 160 einen der Versteifungsstruktur 100 (Metallteil) ersetzt.
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Wie 10 illustriert, ermöglicht es die an den äußeren Rand 520 vorgesehenen Fase wenigstens teilweise den sehr geringen Krümmungsradius, der in 7 gezeigt ist, zu vermeiden. So wird aufgrund der Fase die Krümmung in zwei Teilkrümmungen unterteilt. Diese Ausführung erfolgt insbesondere bei dickwandigen Rohren. Allerdings treten auch hier im Bereich des Übergangs der Fase zu einer Hauptoberfläche des Versteifungsringes 500 ein sehr kleiner Krümmungsradius auf, der erneut zu erheblichen mechanischen Belastungen des Gehäuserohrs 660 führen kann. Auch gegenüber dem Einsatz einer solchen Fase kann daher eine äußere Umbördelung gegebenenfalls zu einer besseren Montage der Dichtung 300 gemäß einem Ausführungsbeispiel gegenüber dem Rohr 360 führen. Hierdurch kann als Folge gegebenenfalls die Zuverlässigkeit und die statische Dichtwirkung der Dichtung 300 verbessert werden.
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Eine solche um Bördelung ist jedoch mit einem konventionellen Versteifungsring 500, wie sie in den 5 bis 10 gezeigt sind, nur sehr bedingt implementierbar. Dies liegt daran, dass die dort gezeigten Versteifungsringe 500 eine deutlich größere Materialdicke aufweisen, sodass die Umbördelungen, wie sie insbesondere in den 2 und 4 bei Ausführungsbeispielen einer Dichtung 300 bzw. ihre Versteifungsstruktur 100 zu sehen ist, nur unter sehr erschwerten Bedingungen einsetzbar ist. Die geometrische Versteifung mithilfe der Mehrzahl von Vertiefungen 210 – und gegebenenfalls der entsprechenden Mehrzahl von Erhebungen 230 – stellt daher häufig eine notwendige Voraussetzung für den Einsatz einer entsprechenden äußeren Umbördelung dar. Ein aktuelles Metallteil in Form eines Versteifungsringes 500 ist nur schwerlich mit einer entsprechenden Umbördelung ausgerüstbar. Anders ausgedrückt wird die Fase des Versteifungsringes 500 aus 7 bei der umgeformten Lösung gemäß einem Ausführungsbeispiel, also bei der Versteifungsstruktur 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel, durch den äußeren Radius, also die äußere Umbördelung 160 ersetzt. Die Sicken, also die Mehrzahl von Vertiefungen 210 und der Erhebungen 230 auf der gegenüberliegenden Seite erhöhen zusätzlich die Formstabilität.
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Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung von Ausführungsbeispielen in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein und – soweit sich nicht aus der Beschreibung etwas anderes ergibt – beliebig miteinander kombiniert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Versteifungsstruktur
- 110
- Längsrichtung
- 120
- zentrale Öffnung
- 130
- Innendurchmesser
- 140
- innere Umbördelung
- 150
- äußerer Rand
- 160
- äußere Umbördelung
- 170
- Außendurchmesser
- 180
- radiale Breite
- 190
- ringförmiger Abschnitt
- 200
- Umfangsrichtung
- 210
- Vertiefung
- 220
- Steg
- 230
- Erhebung
- 240
- Seite
- 250
- Seite
- 260
- weiterer ringförmiger Abschnitt
- 300
- Dichtung
- 310
- Elastomerstruktur
- 320
- zentrale Öffnung
- 330
- Dichtlippe
- 340
- Federelement
- 350
- weitere Dichtlippe
- 360
- Rohr
- 370
- Abschnitt
- 380
- Position
- 390
- Führungsbauteilen
- 500
- Versteifungsring
- 510
- zentrale Öffnung
- 520
- äußerer Rand
- 600
- Stoßdämpferdichtung
- 610
- Elastomerstruktur
- 620
- zentrale Öffnung
- 630
- Ölabstreifdichtlippe
- 640
- Federelement
- 650
- Staublippe
- 660
- Gehäuserohr
- 670
- Abschnitt
- 680
- Position
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19819827 C1 [0008]
- DE 2616300 A1 [0008]