DE102004021589A1

DE102004021589A1 - Aufgepresster Kolbenring

Info

Publication number: DE102004021589A1
Application number: DE200410021589
Authority: DE
Inventors: Hans-Peter Krauss
Original assignee: Continental AG
Current assignee: Continental AG
Priority date: 2004-05-03
Filing date: 2004-05-03
Publication date: 2005-12-01

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kolbenring (2) für einen in einem Zylinder (1) geführten Trennkolben (3) zur Abdichtung zweier Zylinderräume mit einem radial nach innen weisenden Steg (4) zur Aufnahme in einer im Trennkolben (3) ausgebildeten Nut. Der Kolbenring (3) ist einstückig und geschlossen ausgebildet und wird zur Montage in die Nut auf den Trennkolben aufgepresst.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kolbenring für einen in einem Zylinder geführten Trennkolben zur Abdichtung zweier Zylinderräume mit einem radial nach innen weisenden Steg zur Aufnahme in einer im Kolben ausgebildeten Nut. Ebenso betrifft die Erfindung einen Trennkolben mit einem Kolbenring sowie ein Verfahren zur Montage eines Kolbenringes in einer an einem Trennkolben ausgebildeten Nut.

Aus der DE 36 41 623 A1 ist eine pneumatische Feder-Dämpfer-Ein-heit mit einem zylindrischen Gehäuse und einem in diesem Gehäuse verschiebbar geführten Trennkolben bekannt. Der Trennkolben trennt zwei Zylinderräume voneinander, wobei Drosseln vorgesehen sind, die ein Überströmen von in den Zylinderräumen unter Druck stehendem Gas ermöglichen. Der Kolben weist eine Ringnut auf, in die ein federnder Dichtring mit einem nach innen ragenden Ringsteg eingesetzt ist. Dieser federnde Dichtring ist zweiteilig aufgebaut und besteht aus einem Gummiring, auf dem ein Gleitring aus einem PTFE-vernetztem Metallgewebe aufvulkanisiert ist. Der Dichtring ist einseitig offen, wobei die etwa Z-förmige Trennstelle axiale Abschnitte und einen Umfangsabschnitt aufweist.

In einer Ausgestaltung ist der Dichtring aus Gummi ausgebildet und in die Umfangsnut eingelegt, während der Gleitring auf dem Gummi gehalten ist. Der Gleitring ist an einem Ringsteg in einer korrespondierenden Ringnut des elastischen Dichtringes verankert.

Die Erstellung eines zweiteiligen Kolbenringes ist aufwendig, ebenso ist die Montage eines geschlitzten Kolbenringes relativ aufwendig, wobei durch den Schlitz eine Leckagestelle geschaffen wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Kolbenring sowie ein Verfahren zur Montage eines Kolbenringes bereitzustellen, bei dem die Nachteile aus dem Stand der Technik vermieden werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Kolbenring mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst, bei dem der Kolbenring einstückig und geschlossen ausgebildet ist. Durch die einstückige und geschlossene Ausbildung des Kolbenringes wird wirkungsvoll verhindert, dass das in den Zylinderräumen vorhandene Medium; insbesondere bei einer axialen Bewegung des Trennkolbens, von einem Zylinderraum in den anderen an den Trennkolben vorbei gelangen kann. Durch die einteilige Ausgestaltung des Kolbenringes werden dessen Herstellungskosten verringert. Die unmittelbare Lagerung des an der Zylinderwand anliegenden Kolbenringes in der Nut des Trennkolbens wird eine exakte Führung sowohl des Kolbenringes als auch des Kolbens ermöglicht.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass an der radial nach außen gerichteten, dem Steg gegenüberliegenden Seite des Kolbenringes eine Auskehlung ausgebildet ist, so dass zwischen dem Kolbenring und der Zylinderwandung ein umlaufender Hohlraum ausbildet wird. Auf diese Weise wird verhindert, dass durch unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten ein Klemmen des Kolbens oder Kolbenringes erfolgt.

Zur weiteren Vermeidung eines Klemmens aufgrund unterschiedlicher Wärmeausdehnungen ist an den axialen Enden des Kolbenringes jeweils eine Abschrägung vorgesehen, so dass im montierten Zustand des Kolbenringes an dem Kolben ein radial ausgebildeter Freiraum entsteht. Auf diese Weise kann ein gewisser Federeffekt des Kolbenringes an den axialen Enden in Richtung auf den Kolben erfolgen.

Um einen festen Sitz des Kolbenringes auf dem Trennkolben zu gewährleisten, ist der Kolbenring im Bereich des Steges axial und/oder radial mit Übermaß zu der Nut des Trennkolbens ausgebildet.

Die Erfindung bezieht sich auch auf einen Trennkolben mit einem wie oben geschilderten Kolbenring.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Montage eines einstückigen, geschlossenen Kolbenringes in einer in einem Trennkolben ausgebildeten Nut, zu der der Kolbenring axial und/oder radial ein Übermaß aufweist, sieht vor, dass der Kolbenring auf den Trennkolben aufgepresst wird, bis er in der Nut eingeführt ist. Dieses Verfahren ermöglicht eine einfache und sichere Befestigung des Kolbenringes auf dem Trennkolben.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass zur leichteren Montage des Kolbenringes dieser erwärmt und/oder der Trennkolben gekühlt wird, so dass die Wärmeausdehnung zur vereinfachten Montage ausgenutzt wird.

Eine Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass der Kolbenring über einen Montagedorn auf den Trennkolben aufgepresst wird, wobei der Montagedorn ähnlich wie ein Montagewerkzeug für Kraftfahrzeugreifen ausgebildet sein kann.

Zur Erhöhung der Passgenauigkeit wird der Kolbenring vor dem einführen in den Zylinder, nach der Montage auf dem Trennkolben kalibriert, insbesondere an die Zylinderwandung angepasst.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der einzigen Figur erläutert. Die Figur zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines in einer Zylinderwandung geführten Trennkolbens.
In der Figur ist in Schnittdarstellung ein Zylinder mit einer Zylinderwandung 1 dargestellt, in dem axial verschieblich ein Trennkolben 3 geführt ist. Zwischen dem Trennkolben 3 und der Zylinderwandung 1 ist ein Kolbenring 2 in einer Nut 7 des Trennkolbens angeordnet. An der radial nach innen gerichteten Seite des Kolbenringes 2, also an der zum Trennkolben 3 gerichteten Seite, ist ein Steg 4 ausgebildet, der in der Nut 7 des Trennkolbens 3 aufgenommen wird. Der Kolbenring 2 ist im Bereich des Steges 4 mit einem radialen und/oder axialen Übermaß zum Trennkolben 3 dimensioniert, so dass die Montage über ein angedeutetes Hilfswerkzeug 6, z. B. einen Montagedorn oder mit Aufziehgeräten, wie sie bei der Montage von Reifen zum Einsatz kommen, erfolgt. Der Kolbenring 2 wird mit dem Montagehilfswerkzeug 6 auf den Trennkolben 3 aufgepresst, bis der Steg 4 in der Nut 7 des Trennkolbens 3 einrastet.
Der Kolbenring 2 ist einstückig und geschlossen ausgebildet und liegt unmittelbar in der Nut 7 des Trennkolbens 3. An der radial nach außen gerichteten Seite 24 des Kolbenringes 2, also der der Zylinderwandung 1 zugewandten Seite, ist eine Auskehlung 5 vorgesehen, die einen umlaufenden Hohlraum im montierten Zustand zwischen der Zylinderwandung 1 und dem Kolbenring 3 ausbildet.
An den axialen Enden 21, 22 des Kolbenringes 2 sind umlaufend Abschrägungen 8 ausgebildet, die entweder nachträglich durch spanabnehmende Verfahren ausgebildet wurden oder bereits beim Urformprozeß vorgesehen sind. Diese Abschrägungen 8 bilden im montierten Zustand einen radial gerichteten Freiraum zwischen dem Trennkolben 3 und dem Kolbenring 2 aus. Dies führt einerseits zu einer federelastischen Lagerung aufgrund der eher radialen Elastizität des Kolbenringes 2 im Bereich der axialen Enden 21, 22, zum anderen führen diese Freiräume zu einer sich selbst verstärkenden Dichtwirkung, da bei Druckunterschieden zwischen der Ober- und Unterseite des Trennkolbens 3 diejenige Lippe des Kolbenringes 2 an die Zylinderwand 1 gedrückt wird, die auf der Seite des höheren Druckes liegt. Wirkt beispielsweise auf der in der Figur nur angedeuteten Zylinderkammer jenseits des Montagewerkzeuges 6 ein höherer Druck als in der gegenüberliegenden Zylinderkammer, wird diejenige Lippe, die an dem oberen axialen Ende 21 des Kolbenringes 2 liegt, verstärkt gegen die Zylinderwandung 1 gedrückt.
Der Trennkolben 3 kann mit montiertem Kolbenring 2 aus Gründen der höheren Passgenauigkeit vor dem Einführen in den Zylinder 1 kalibriert werden. Insbesondere ist ein solcher Trennkolben 3 mit Kolbenring 2 bei Luftfedersystemen einzusetzen, jedoch ist ein Einsatz auch bei anderen pneumatischen oder hydraulischen Systemen mit einem Trennkolben einsetzbar.

Claims

Kolbenring für einen in einem Zylinder (1) geführten Trennkolben (3) zur Abdichtung zweier Zylinderräume mit einem radial nach innen weisenden Steg (4) zur Aufnahme in einer im Trennkolben (3) ausgebildeten Nut (7), dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenring (2) einstückig und geschlossen ausgebildet ist.
Kolbenring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der radial nach außen gerichteten, dem Steg (4) gegenüberliegenden Seite (24) des Kolbenringes (2) eine Auskehlung (5) ausgebildet ist.
Kolbenring nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an den axialen Enden (21, 22) des Kolbenringes (2) Abschrägungen (8) ausgebildet sind, die im montierten Zustand zwischen dem Kolben (3) und dem Kolbenring (2) einen Freiraum bilden.
Kolbenring nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Steges (4) der Kolbenring (2) axial und/oder radial mit Übermaß zu der Nut (7) des Trennkolbens (3) ausgebildet ist.
Trennkolben (3) mit einem Kolbenring (2) nach einem der voranstehenden Ansprüche.
Verfahren zur Montage eines einstückigen, geschlossenen Kolbenringes (2) in einer an einem Trennkolben (3) ausgebildeten Nut (7), zu der der Kolbenring (2) axial und/oder radial ein Übermaß aufweist, bei dem der Kolbenring (2) auf den Trennkolben (3) aufgepresst wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Montage des Kolbenringes (2) dieser erwärmt und/oder der Trennkolben (3) gekühlt wird.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenring (2) über ein Montagedorn (6) auf den Trennkolben (3) aufgepresst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenring (2) vor dem Einführen in den Zylinder (1) nach der Montage auf dem Trennkolben (3) kalibriert wird.