DE10141216A1

DE10141216A1 - Hochdruckdichtung, insbesondere für einen Schwingungsdämpfer

Info

Publication number: DE10141216A1
Application number: DE2001141216
Authority: DE
Inventors: Robert Pradel
Original assignee: ZF Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2001-08-23
Filing date: 2001-08-23
Publication date: 2003-03-13
Anticipated expiration: 2021-08-24
Also published as: DE10141216B4

Abstract

Hochdruckdichtung innerhalb einer Kolbenstangenführung, umfassend einen Dichtring, der von einem Vorspannring in Richtung des abzudichtenden Bauteils vorgespannt wird, wobei der Vorspannring zusätzlich von einem Druckmedium beaufschlagt ist, wobei der Vorspannring den Dichtring mit mindestens zwei Stützflächen trägt, so dass die Hochdruckdichtung eine vormontierbare Baueinheit darstellt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Hochdruckdichtung, insbesondere für einen Schwingungsdämpfer gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Aus dem Stand der Technik, z. B. der DE 22 06 771 C2, ist eine elastische Hochdruckdichtung bekannt, die aus einem Dichtring mit niedrigem Reibungskoeffizienten und einem Vorspannring besteht, der den Dichtring auf eine abzudichtende Kolbenstange vorspannt. Zusätzlich kann der Betriebsdruck im Schwingungsdämpfer über den Vorspannring auf den Dichtring zwecks Steigerung der Vorspannung übertragen werden. Der Dichtring und der Vorspannring werden von einem Dichtungsträger axial gehalten, wobei diese drei Bauteile in einem Absatz der Kolbenstange geführt sind. Der Betriebsdruck kann nur die Unterseite des Vorspannkörpers erreichen.
Aufgabe der vorliegenden Anmeldung ist es, eine Hochdruckdichtung, insbesondere für einen Schwingungsdämpfer zu entwickeln, die besonders raumsparend einsetzbar ist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Vorspannring den Dichtring mit zwei Stützflächen trägt, so dass die Hochdruckdichtung eine vormontierbare Baueinheit darstellt.
Der Hochdruckring ist in seiner Lage zum Vorspannring eindeutig definiert und kann aus der von dem Vorspannring gebildeten Tasche nicht herausfallen.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung weist der Vorspannring eine Dichtlippe auf, die einen Ringraum innerhalb der Kolbenstangenführung von dem Dichtring trennt. Der Ringraum ist im Betrieb der Hochdruckdichtung mit einem Druckmedium gefüllt, so dass eine sehr wirksame Druckvorspannung auf den Dichtring ausgeübt werden kann.
Des weiteren ist vorgesehen, dass der Vorspannring von einem Ausgleichsring radial geführt ist, der sich wiederum an der Kolbenstangenführung abstützt, wobei sich die Breite des Ringraums bis zum Ausgleichsring erstreckt. Der Ausgleichsring kann z. B. mit einem besonders großen Wärmeausdehnungskoeffizienten versehen sein, der eine temperaturabhängige Vorspannkraft auf den Dichtring wirksam werden lässt.
Gemäß einem vorteilhaften Unteranspruch steht der Ringraum außerhalb einer Lagerbuchse über mindestens einen axial verlaufenden Druckversorgungskanal mit einem Überdruck in Verbindung. Bei einer Kolbenstangenführung aus einem Sinterwerkstoff ergibt sich die Möglichkeit, das bei diesem Verlauf der Druckversorgungskanäle eine einfache Sinterform verwendbar ist, die keine Hinterschneidungen aufweist.
Im Hinblick auf eine möglichst große Funktionszuverlässigkeit liegt die Dichtlippe des Vorspannrings in Richtung der Druckversorgungskanäle abgewinkelt an der Kolbenstangenführung an. Der Überdruck wirkt verstärkend auf die Dichtlippe und verhindert somit einen Kraftverlust bzgl. der nutzbaren Druckvorspannung auf den Dichtring.
Des weiteren ist eine Trägerplatte mit dem Vorspannring verbunden. Man erhält eine maschinell sehr gut handhabbare Baueinheit.
Im Sinne einer Funktionserweiterung ist die Trägerplatte auf der dem Dichtring abgewandten Seite mit einem Abstreifer für die Kolbenstange versehen, wobei der Abstreifer und der Vorspannring durch die Trägerplatte miteinander verbunden sein können und sich damit gegenseitig an der Trägerplatte stützen.
Für die Lebensdauer einer Lagerbuchse und deren Reibungsverhalten ist es erstrebenswert, wenn die Lagerbuchse mit einem Schmiermedium versorgt werden kann. Deshalb liegt die Trägerplatte endseitig auf der Kolbenstangenführung auf und die Lagerbuchse für die Kolbenstange ist unterhalb des Ringraums in die Kolbenstangenführung eingepresst.
Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.
Es zeigt:
Fig. 1 Hochdruckdichtung mit einem Vorspannring und einem Ausgleichsring
Fig. 2 Hochdruckdichtung mit einem Rechteckquerschnitt
Die Fig. 1 zeigt das obere Ende eines Schwingungsdämpfers 1, der einen Zylinder 3 aufweist, in dem eine Kolbenstange 5 zusammen mit einem Kolben 7 axial beweglich angeordnet sind. Eine Kolbenstangenführung 9 verschließt endseitig den Zylinder, wobei eine Lagerbuchse 11 die Kolbenstange reibungsarm radial führt. Oberhalb der eingepressten Lagerbuchse erstreckt sich ein Ringraum 13, indem eine Hochdruckdichtung angeordnet ist. Die Hochdruckdichtung weist einen Dichtring 15 auf, der von einem Vorspannring 17 gegen eine Kolbenstange als ein abzudichtendes Element vorgespannt wird. Mit einer ersten Stützfläche 19, die radial außen am Dichtring angreift, und einer schräg verlaufenden zweiten Stützfläche 21 ist der Dichtring von dem Vorspannring gekammert. Die zweite Stützfläche weist in Verlängerung eine Dichtlippe 23 auf, die auf einem Boden 25 des Ringraums 13 anliegt und in Richtung von axial verlaufenden Druckversorgungskanälen 17, die radial außerhalb der Lagerbuchse verlaufen, abgewinkelt ausgerichtet ist. Radial außerhalb des Vorspannrings ist wiederum ein Ausgleichsring 29 angeordnet, der sich an der Kolbenstangenführung abstützt und einen möglichst großen Durchmesser des Ringraums erlaubt, so dass die Druckversorgungskanäle senkrecht verlaufen können, ohne dass Hinterschneidungen an der Kolbenstangenführung notwendig sind.
Der Vorspannring stützt sich an einer Trägerplatte 31 ab verbunden, wobei ein Verbindungssteg 33 durch die Trägerplatte einen Abstreifer 35 auf der einen Seite und den Vorspannring auf der anderen Seite vereint. Der Ringraum wird von der Trägerplatte, die endseitig auf der Kolbenstangenführung aufliegt, verschlossen.
Wenn sich im Zylinder ein Arbeitsdruck aufbaut, so setzt sich dieser durch die Druckversorgungskanäle bis in den Ringraum fort. Der Druck wirkt auf die Dichtlippe und verschließt den Ringraum in Richtung des Dichtrings. Über den Vorspannring übt der Druck eine radiale zusätzliche Kraft auf den Dichtring aus. Damit wird eine druckabhängige Wirkung der Hochdruckdichtung erreicht.
Insgesamt benötigt die Hochdruckdichtung nur einen sehr geringen axialen Bauraum, so dass sie auch für die Verwendung in einem Einrohrschwingungsdämpfer geeignet ist.
Abweichend zur Variante nach Fig. 1 weist der Dichtring 15 nach Fig. 2 einen einfachen Rechtecktquerschnitt auf und wird von dem Vorspannring 17 sogar mit drei Stützflächen getragen. Von dem Abstreifer 35 erstreckt sich der Verbindungssteg 33 am Innendurchmesser der Trägerplatte, wobei eine Verlängerung des Verbindungsstegs eine Stützfläche 37 bildet. Zusammen mit den Stützflächen 19; 39 wird der Dichtring radial und axial von den Stützflächen gehalten, insbesondere weil der Dichtring schräg zur Kolbenstange ausgerichtet ist. Die Stützflächen 19; 37; 39 bilden einen halboffenen Rahmen, so dass in dem Ringraum 13 der Betriebsdruck auch auf den Dichtring 15 wirken kann, sich jedoch keine Staudruckkammern zwischen Dichtungsabschnitten bilden können.

Claims

1. Hochdruckdichtung innerhalb einer Kolbenstangenführung, umfassend einen Dichtring, der von einem Vorspannring in Richtung des abzudichtenden Bauteils vorgespannt wird, wobei der Vorspannring zusätzlich von einem Druckmedium beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorspannring (17) den Dichtring (15) mit mindestens zwei Stützflächen (19; 21) trägt, so dass die Hochdruckdichtung eine vormontierbare Baueinheit darstellt.

2. Hochdruckdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorspannring (17) eine Dichtlippe (23) aufweist, die einen Ringraum (13) innerhalb der Kolbenstangenführung (9) von dem Dichtring (15) trennt.

3. Hochdruckdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorspannring (17) von einem Ausgleichsring (29) radial geführt ist, der sich wiederum an der Kolbenstangenführung (9) abstützt, wobei sich die Breite des Ringraums (13) bis zum Ausgleichsring (29) erstreckt.

4. Hochdruckdichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringraum (13) außerhalb einer Lagerbuchse (11) über mindestens einen axial verlaufenden Druckversorgungskanal (27) mit einem Überdruck in Verbindung steht.

5. Hochdruckdichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippe (23) des Vorspannrings (17) in Richtung der Druckversorgungskanäle (27) abgewinkelt an der Kolbenstangenführung (9) anliegt.

6. Hochdruckdichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Trägerplatte (31) mit dem Vorspannring (17) verbunden ist.

7. Hochdruckdichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (31) auf der dem Dichtring (15) abgewandten Seite mit einem Abstreifer (35) für die Kolbenstange (5) versehen ist.

8. Hochdruckdichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstreifer (35) und der Vorspannring (17) durch die Trägerplatte (31) miteinander verbunden sind.

9. Hochdruckdichtung nach einem der Ansprüche 6-8, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (31) endseitig auf der Kolbenstangenführung (9) aufliegt und unterhalb des Ringraums (13) die Lagerbuchse (11) für die Kolbenstange (5) in die Kolbenstangenführung (9) eingepresst ist.