DE102015219567B4 - Kolben mit einem Kolbenkörper und einer Kolbendichtung und dessen Herstellung - Google Patents
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Abstract
Kolben (1) mit einem Kolbenkörper (7) und einer Kolbendichtung (9), wobei
- der Kolbenkörper (7) an einer Kolbenaußenseite eine ringförmig um eine Kolbenachse (13) des Kolbens (1) verlaufende Kolbenkörpernut (11) aufweist
- und die Kolbendichtung (9) in der Kolbenkörpernut (11) ringfömig um die Kolbenachse (13) verläuft,
- in der Kolbenkörpernut (11) an den Kolbenkörper (7) angeformt ist,
- einstückig ausgebildet ist,
- zwei elastisch defomierbare Dichtlippen (15, 17) aufweist, die jeweils ringförmig um die Kolbenachse (13) verlaufen und in einem undeformierten Zustand aus der Kolbenkörpernut (11) herausragen,
- und einen Hohlraum (39) mit einer außenseitigen Hohlraumöffnung (41) bildet, die von Dichtlippenenden (37) der Dichtlippen (15, 17) berandet ist,
- gekennzeichnet durch einen Entlüftungskanal (43), der durch den Kolbenkörper (7) zu der Kolbendichtung (9) und durch die Kolbendichtung (9) zu dem von der Kolbendichtung (9) gebildeten Hohlraum (39) verläuft.
- der Kolbenkörper (7) an einer Kolbenaußenseite eine ringförmig um eine Kolbenachse (13) des Kolbens (1) verlaufende Kolbenkörpernut (11) aufweist
- und die Kolbendichtung (9) in der Kolbenkörpernut (11) ringfömig um die Kolbenachse (13) verläuft,
- in der Kolbenkörpernut (11) an den Kolbenkörper (7) angeformt ist,
- einstückig ausgebildet ist,
- zwei elastisch defomierbare Dichtlippen (15, 17) aufweist, die jeweils ringförmig um die Kolbenachse (13) verlaufen und in einem undeformierten Zustand aus der Kolbenkörpernut (11) herausragen,
- und einen Hohlraum (39) mit einer außenseitigen Hohlraumöffnung (41) bildet, die von Dichtlippenenden (37) der Dichtlippen (15, 17) berandet ist,
- gekennzeichnet durch einen Entlüftungskanal (43), der durch den Kolbenkörper (7) zu der Kolbendichtung (9) und durch die Kolbendichtung (9) zu dem von der Kolbendichtung (9) gebildeten Hohlraum (39) verläuft.
Description
- Die Erfindung betrifft einen Kolben mit einem Kolbenkörper und einer Kolbendichtung sowie ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Kolbens.
- Insbesondere betrifft die Erfindung Kolben für Hydraulikzylinder, beispielsweise zur Verwendung in hydraulischen Gangstellern für Schaltgetriebe eines Fahrzeugs. Derartige Kolben weisen Kolbendichtungen auf, die jeweils eine Dichtung zwischen dem Kolben und der Innenoberfläche des Zylinders gegen Hydraulikflüssigkeit realisieren, um einen Druckaufbau auf einer Seite des Kolbens zum Bewegen des Kolbens in dem Zylinder zu ermöglichen.
- Die
DE 202 09 125 U1 beschreibt einen Verbundkolben mit einem Grundkörper aus einem formstabilen Kunststoff und einem damit verbundenen Dichtelement aus einem Elastomer, wobei das Dichtelement an den Grundkörper ohne haftvermittelnde Zwischenschicht angebunden ist und unter Dichtpressung an einer Dichtfläche eines Zylinders anliegt. - Die
DE 37 10 403 A1 beschreibt einen Komplettkolben mit einem an eine Kolbenstange anmontierbaren Einspannflansch und mit einem am Einspannflansch befestigten Abdichtteil, der mit wenigstens einer Dichtlippe an der Innenwand eines den Kolben verschieblich aufnehmenden Zylinders abdichtend anliegt. - Die
US 2 778 695 A beschreibt eine Fluiddichtungsstruktur für den radialen Raum zwischen gegenüberliegenden Oberflächen eines ersten und eines zweiten zylindrischen Elements, wobei das erste Elemente eine flache Ringnut aufweist und das zweite Element eine der Nut gegenüberliegende zylindrische Oberfläche aufweist, wobei die Dichtungsstruktur in der Nut aufnehmbar ist. - Die
DE 10 2006 030 450 A1 beschreibt eine hydraulische Stellvorrichtung für die Betätigung einer Schaltstange eines Schaltgetriebes für Kraftfahrzeuge, mit einem in oder an einem Getriebegehäuse vorgesehenen Zylinderraum zur Aufnahme eines mit der Schaltstange wirkverbundenen Schaltkolbens, der den Zylinderraum in zwei Arbeitskammern unterteilt, die mittels einer am Schaltkolben angeordneten Dichtungsanordnung voneinander getrennt sind, wobei die Dichtungsanordnung ventilartig ausgebildet ist. - Die
DE 600 03 266 T2 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen eines Maschinenteils mit einem Körper, der mit einer in einer umlaufenden Nut des Körpers aufgespritzten Dichtung aus Kunststoff zum Bilden einer Dichtungslippe versehen ist, die wenigstens eine funktionelle Oberfläche in Kontakt mit einem anderen Maschinenteil aufweist. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kolben mit einer verbesserten Kolbendichtung und ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Kolbens anzugeben.
- Die Aufgabe wird hinsichtlich des Kolbens durch die Merkmale des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmale des Anspruchs 5 gelöst.
- Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
- Ein erfindungsgemäßer Kolben umfasst einen Kolbenkörper und eine Kolbendichtung. Der Kolbenkörper weist an einer Kolbenaußenseite eine ringförmig um eine Kolbenachse des Kolbens verlaufende Kolbenkörpernut auf. Die Kolbendichtung verläuft in der Kolbenkörpernut um die Kolbenachse, ist in der Kolbenkörpernut an den Kolbenkörper angeformt und einstückig ausgebildet. Ferner weist die Kolbendichtung zwei elastisch defomierbare Dichtlippen auf, die jeweils ringförmig um die Kolbenachse verlaufen und in einem undeformierten Zustand aus der Kolbenkörpernut herausragen.
- Die Anformung der Kolbendichtung an den Kolbenkörper in der Kolbenkörpernut realisiert vorteilhaft eine positionsgenaue und formschlüssige Verbindung der Kolbendichtung mit dem Kolbenkörper. Die einstückige Ausführung der Kolbendichtung hat gegenüber mehrteilig ausgebildeten Kolbendichtungen den Vorteil, dass die Kolbendichtung keine Komponenten aufweist, die sich gegeneinander verschieben können. Durch das Vorhandensein von zwei Dichtlippen kann die Kolbendichtung vorteilhaft in beiden Bewegungsrichtungen des Kolbens entlang der Kolbenachse dichtend wirken.
- Erfindungsgemäß bildet die Kolbendichtung einen Hohlraum mit einer außenseitigen Hohlraumöffnung, die von Dichtlippenenden der Dichtlippen berandet ist.
- Dadurch werden vorteilhaft elastische Verformungen der Dichtlippen in die Hohlraumöffnung hinein ermöglicht, ohne dass die Dichtlippen sich gegenseitig im Wege stehen.
- Erfindungsgemäß ist ein Entlüftungskanal vorgesehen, der durch den Kolbenkörper zu der Kolbendichtung und durch die Kolbendichtung zu dem von der Kolbendichtung gebildeten Hohlraum verläuft.
- Durch den Entlüftungskanal kann der Hohlraum vorteilhaft „atmen“, wenn er durch eine Innenoberfläche eines Zylinders, in dem sich der Kolben bewegt, verschlossen ist. Insbesondere kann in dem verschlossenen Hohlraum enthaltenes Gas durch den Entlüftungskanal entweichen.
- Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Kolbenkörpernut durch einen Nutgrund und zwei Nutseitenwandungen gebildet wird, und dass die Kolbendichtung an dem Nutgrund und den beiden Nutseitenwandungen anliegt.
- Dadurch kann die Kolbendichtung vorteilhaft in der Kolbenkörpernut nicht verrutschen, so dass insbesondere die Position der Dichtlippen fixiert ist.
- Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Kolbendichtung durch Spritzgießen aus einem dichtenden Kolbendichtungswerkstoff, beispielsweise aus hydriertem Acrylnitrilbutadien-Kautschuk oder Acrylatkautschuk oder Fluorkarbonkautschuk, gefertigt ist.
- Durch Spritzgießen kann insbesondere eine besonders dichte Anformung der Kolbendichtung an den Kolbenkörper erfolgen. Materialien wie hydrierter Acrylnitrilbutadien-Kautschuk, Acrylatkautschuk oder Fluorkarbonkautschuk eignen sich aufgrund ihrer elastischen Eigenschaften, ihrer Beständigkeit gegen chemisch aggressive Hydraulikflüssigkeiten und ihrer Temperaturbeständigkeit vorteilhaft als Kolbendichtungswerkstoffe.
- Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Kolbenkörpernut einen Nutgrund mit wenigstens einer ringförmig um die Kolbenachse verlaufenden und von der Kolbendichtung ausgefüllten Nutgrundvertiefung aufweist.
- Dadurch wird vorteilhaft eine formschlüssige Fixierung der Kolbendichtung in der Kolbenkörpernut verbessert.
- Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Kolbens wird zuerst der Kolbenkörper hergestellt und die Kolbendichtung wird nach Fertigstellung des Kolbenkörpers durch Spritzgießen mit einem die Kolbenkörpernut umgebenden Spritzgießwerkzeug in der Kolbenkörpernut an den Kolbenkörper angeformt.
- Bei dem Verfahren wird also die Kolbendichtung durch Einspritzen in die Kolbenkörpernut in einem Spritzgießverfahren direkt an den Kolbenkörper angespritzt. Gegenüber einer separaten Herstellung der Kolbendichtung mit anschließender Montage der Kolbendichtung entfällt dadurch nicht nur der Arbeitsschritt der Montage der Kolbendichtung bei der Herstellung des Kolbens, sondern es wird außerdem vorteilhaft vermieden, dass die Kolbendichtung bei ihrer Montage fehlerhaft montiert oder beschädigt wird. Außerdem sind durch die direkte Anformung der Kolbendichtung an den Kolbenkörper mittels Spritzgießens Fertigungstoleranzen bei der Herstellung des Kolbenkörpers für die Herstellung der Kolbendichtung weitgehend irrelevant.
- Zum Spritzgießen der Kolbendichtung wird ein ringartig die Kolbenkörpernut umgebendes Spritzgießwerkzeug verwendet, das aus zwei Werkzeughälften besteht, die jeweils halbringartig ausgebildet sind, um die Kolbenkörpernut herum angeordnet werden und in einer die Kolbenachse enthaltenden Ebene aneinander gefügt werden.
- Das Spritzgießen der Kolbendichtung mit einem derartigen zweiteiligen Spritzgießwerkzeug ermöglicht vorteilhaft ein einfaches Anordnen und Schließen des Spritzgießwerkzeugs um den Kolbenkörper zur Herstellung der Kolbendichtung sowie ein einfaches Öffnen des Spritzgießwerkzeugs nach der Herstellung der Kolbendichtung.
- Jede Werkzeughälfte besteht aus einer ersten Werkzeughälftenkomponente und einer zweiten Werkzeughälftenkomponente, wobei während des Spritzgießens die ersten Werkzeughälftenkomponenten in die Kolbenkörpernut hineinragen, und wobei die zweiten Werkzeughälftenkomponenten jeweils einen außerhalb der Kolbenkörpernut gelegenen Abschnitt einer ersten Werkzeughälftenkomponente umgeben und die Kolbenkörpernut auf sich axial gegenüber liegenden Seiten der ersten Werkzeughälftenkomponenten verschließen.
- Diese Ausbildung der beiden Werkzeughälften ermöglicht ein gestaffeltes Öffnen der Werkzeughälften nach der Herstellung der Kolbendichtung, bei dem die Werkzeughälftenkomponenten nacheinander von der Kolbendichtung getrennt werden. Dadurch kann vorteilhaft eine Schädigung der hergestellten Kolbendichtung beim Öffnen des Spritzgießwerkzeugs vermieden werden.
- Eine Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass der Kolbenkörper durch Spritzgießen hergestellt wird, wobei ein Ende einer Kolbenstange umspritzt wird, so dass dieses Ende der Kolbenstange nach der Herstellung des Kolbenkörpers in den Kolbenkörper eingelassen ist.
- Diese Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht vorteilhaft die Realisierung einer formschlüssigen Verbindung des Kolbenkörpers mit einer Kolbenstange bereits während der Herstellung des Kolbenkörpers, so dass keine zusätzliche Montage des Kolbenkörpers an der Kolbenstange anfällt.
- Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen und Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
-
1 eine Schnittdarstellung einer Kolben-Zylinder-Anordnung und einer Kolbenstange, -
2 eine perspektivische Darstellung eines Kolbens und einer Kolbenstange, -
3 einen Ausschnitt einer Schnittdarstellung eines Kolbens und einer Kolbenstange, und -
4 eine Schnittdarstellung eines Kolbens, einer Kolbenstange und eines Spritzgießwerkzeugs. - Einander entsprechende Teile sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
-
1 zeigt eine Schnittdarstellung einer hydraulischen Kolben-Zylinder-Anordnung100 und einer Kolbenstange3 . Die Kolben-Zylinder-Anordnung100 umfasst einen Kolben1 und einen Zylinder5 , in dem der Kolben1 entlang einer Kolbenachse13 beweglich angeordnet ist. -
2 zeigt den Kolben1 und die Kolbenstange3 in einer perspektivischen Darstellung. -
3 zeigt einen Ausschnitt einer Schnittdarstellung des Kolbens1 und der Kolbenstange3 . - Der Kolben
1 umfasst einen Kolbenkörper7 und eine Kolbendichtung9 . Der Kolbenkörper7 weist an einer Kolbenaußenseite eine ringförmig um eine Kolbenachse13 des Kolbens1 verlaufende Kolbenkörpernut11 auf. Die Kolbendichtung9 verläuft in der Kolbenkörpernut11 ringfömig um die Kolbenachse13 und ist an die Kolbenkörpernut11 angeformt und einstückig ausgebildet. Die Kolbendichtung9 weist zwei elastisch defomierbare Dichtlippen15 ,17 auf, die jeweils ringförmig um die Kolbenachse13 verlaufen und in einem undeformierten Zustand aus der Kolbenkörpernut11 herausragen. - Ferner weist der Kolbenkörper
7 eine Kolbenausnehmung19 auf, in der ein kolbenseitiges Ende der Kolbenstange3 aufgenommen ist, wobei eine Längsachse der Kolbenstange3 mit der Kolbenachse13 zusammenfällt. Die Außenoberfläche des kolbenseitigen Endes der Kolbenstange3 weist ringförmig um die Kolbenachse13 verlaufende Kolbenstangennuten21 auf. Die Wandung der Kolbenausnehmung19 liegt dicht an der Außenoberfläche des kolbenseitiges Endes der Kolbenstange3 an, so dass der Kolbenkörper7 in die Kolbenstangennuten21 hineinragt und das kolbenseitige Ende der Kolbenstange3 formschlüssig mit dem Kolbenkörper7 verbunden ist. - Der Zylinder
5 ist als ein Hydraulikzylinder ausgebildet und als ein Hohlkörper ausgebildet, dessen Zylinderinnenoberfläche23 in einem Bereich, in dem sich der Kolben1 bewegt, als ein Kreiszylindermantel ausgeführt ist, und der mit einer den Kolben1 umgebenden Hydraulikflüssigkeit25 , beispielsweise einem Hydrauliköl, befüllt ist. - Die Kolbenkörpernut
11 wird durch einen Nutgrund27 und zwei Nutseitenwandungen29 ,31 gebildet. Der Nutgrund27 weist zwei ringförmig um die Kolbenachse13 verlaufende Nutgrundvertiefungen33 ,35 aufweist, die jeweils einen Randbereich des Nutgrunds27 bilden. Jede Nutseitenwandung29 ,31 schließt sich an eine Nutgrundvertiefung33 ,35 an. In dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel ist jede Nutseitenwandung29 ,31 als eine planare kreisringförmige Oberfläche ausgebildet, die senkrecht auf der Kolbenachse13 steht. Alternativ kann wenigstens eine Nutseitenwandung29 ,31 jedoch auch nicht-planar ausgebildet sein und/oder eine Flächennormale aufweisen, die nicht parallel zu der Kolbenachse13 ist. - Die Kolbendichtung
9 liegt dichtend an dem Nutgrund27 einschließlich beider Nutgrundvertiefungen33 ,35 und an beiden Nutseitenwandungen29 ,31 an. Die beiden Dichtlippen15 ,17 bilden jeweils einen Randbereich der Kolbendichtung9 und laufen in dem dargestellten Ausführungsbeispiel voneinander abgewinkelt aufeinander zu, so dass sie Dichtlippenenden37 aufweisen, die von dem Kolbenkörper7 nach außen abstehen und voneinander einen Abstand aufweisen, der geringer ist als die Ausdehnung der Kolbenkörpernut11 entlang der Kolbenachse13 . In alternativen Ausführungsbeispielen können die Dichtlippen15 17 auch in anderer Weise aus der Kolbenkörpernut11 herausragen, beispielsweise derart, dass sie nicht aufeinander zulaufen, sondern auseinander laufen oder parallel zueinander verlaufen. - Die Kolbendichtung
9 füllt die Kolbenkörpernut11 nicht vollständig aus, sondern bildet einen Hohlraum39 mit einer außenseitigen Hohlraumöffnung41 , die von den Dichtlippenenden37 berandet ist. - Die Umfänge beider Dichtlippen
15 ,17 sind in ihrem undeformierten Zustand größer als der Umfang einer Kontur der Zylinderinnenoberfläche23 in einer zur Kolbenachse13 senkrechten Querschnittsebene. Wenn der Kolben1 gemäß1 in dem Zylinder5 angeordnet ist, erstrecken sich beide Dichtlippen15 ,17 jeweils bis zu der Zylinderinnenoberfläche23 des Zylinders5 , wobei ihre Dichtlippenenden37 jeweils an der Zylinderinnenoberfläche23 anliegen und jede Dichtlippe15 ,17 elastisch deformiert ist. Dadurch dichten die Dichtlippen15 ,17 und die Zylinderinnenoberfläche23 den von der Kolbendichtung9 gebildeten Hohlraum39 ab. - Der Kolben
1 weist einen Entlüftungskanal43 auf, der in dem dargestellten Ausführungsbeispiel von einer Stirnseite45 des Kolbenkörpers7 durch den Kolbenkörper7 zu dem Nutgrund27 der Kolbenkörpernut11 und von dem Nutgrund27 durch die Kolbendichtung9 zu dem Hohlraum39 verläuft. Dabei verläuft ein erster Kanalabschnitt43.1 des Entlüftungskanals43 von der Stirnseite45 des Kolbenkörpers7 axial, d. h. parallel zu der Kolbenachse13 , durch den Kolbenkörper7 und ein zweiter Kanalabschnitt43.2 des Entlüftungskanals43 verläuft radial, d. h. senkrecht zu der Kolbenachse13 , von einem Ende des ersten Kanalabschnitts43.1 durch den Kolbenkörper7 und die Kolbendichtung9 zu dem Hohlraum39 . In alternativen Ausführungsbeispielen kann der Entlüftungskanal43 auch anders verlaufen, beispielsweise von einer der Stirnseite45 gegenüber liegenden Grundseite46 des Kolbenkörpers7 durch den Kolbenkörper7 zu dem Nutgrund27 und von dort durch die Kolbendichtung9 zu dem Hohlraum39 . - Ferner ist an der Stirnseite
45 des Kolbenkörpers7 ein Permanentmagnet47 angeordnet, der formschlüssig in einer stirnseitigen Magnethalterung48 des Kolbenkörpers7 gehalten wird. Der Permanentmagnet47 dient zur Erfassung einer Position des Kolbens1 in dem Zylinder5 durch einen an dem Zylinder5 angeordneten (nicht dargestellten) magnetischen Positionssensor, mit dem die Position des Permanentmagneten47 erfasst wird. -
4 zeigt eine Schnittdarstellung des Kolbens1 , der Kolbenstange3 und eines Spritzgießwerkzeugs50 zur Herstellung der Kolbendichtung9 durch Spritzgießen. Das Spritzgießwerkzeug50 besteht aus zwei Werkzeughälften52 ,54 , die jeweils halbringartig ausgebildet sind, um die Kolbenkörpernut11 herum angeordnet werden und in einer die Kolbenachse13 enthaltenden Ebene zu dem ringartig die Kolbenkörpernut11 umgebenden Spritzgießwerkzeug50 aneinander gefügt werden. - Jede Werkzeughälfte
52 ,54 besteht aus einer ersten Werkzeughälftenkomponente52.1 ,54.1 und einer zweiten Werkzeughälftenkomponente52.2 ,54.2 . Wenn das Spritzgießwerkzeug50 zum Spritzgießen um die Kolbenkörpernut11 herum angeordnet ist, ragen die ersten Werkzeughälftenkomponenten52.1 ,54.1 in die Kolbenkörpernut11 hinein und füllen den Raumbereich des Hohlraums39 aus. Eine erste Werkzeughälftenkomponente52.1 weist außerdem eine Werkzeugnase56 auf, die den Raumbereich des durch die Kolbendichtung9 verlaufenden Teils des Entlüftungskanals43 ausfüllt. Beide ersten Werkzeughälftenkomponenten52.1 ,54.1 sind von den Nutseitenwandungen29 ,31 der Kolbenkörpernut11 beabstandet, so dass sie die Kolbenkörpernut11 nicht vollständig verschließen. Ferner sind die beiden ersten Werkzeughälftenkomponenten52.1 ,54.1 auch von dem Nutgrund27 beabstandet. - Die zweiten Werkzeughälftenkomponenten
52.2 ,54.2 umgeben jeweils einen außerhalb der Kolbenkörpernut11 gelegenen Abschnitt der ersten Werkzeughälftenkomponente52.1 ,54.1 der jeweiligen Werkzeughälfte52 ,54 und verschließen die Kolbenkörpernut11 auf sich axial gegenüber liegenden Seiten der ersten Werkzeughälftenkomponenten52.1 ,54.1 . Jede Werkzeughälftenkomponente52.1 ,54.1 ,52.2 ,54.2 weist wenigstens eine in4 nicht dargestellte Spritzgießöffnung zu der Kolbenkörpernut11 auf, durch die ein Kolbendichtungswerkstoff zur Herstellung der Kolbendichtung9 in die Kolbenkörpernut11 einspritzbar ist. - Bei der Herstellung des Kolbens
1 wird zunächst der Kolbenkörper7 durch Spritzgießen aus einem Kolbenkörperwerkstoff hergestellt, wobei das kolbenseitige Ende der Kolbenstange3 umspritzt wird. Nach dem Aushärten des Kolbenkörperwerkstoffs wird das Spritzgießwerkzeug50 um die Kolbenkörpernut11 herum angeordnet und die Kolbendichtung9 mit dem Spritzgießwerkzeug50 durch Spritzgießen aus dem Kolbendichtungswerkstoff hergestellt, wobei der Kolbendichtungswerkstoff in den Raumbereich zwischen der Kolbenkörpernut11 und dem Spritzgießwerkzeug50 eingespritzt wird bis er diesen Raumbereich ausfüllt. - Nach dem Aushärten des Kolbendichtungswerkstoffs wird das Spritzgießwerkzeug
50 geöffnet. Dabei werden zunächst die zweiten Werkzeughälftenkomponenten52.2 ,54.2 in einander entgegengesetzten, durch die Pfeile in4 angedeuteten Richtungen von der Kolbendichtung9 entfernt. Anschließend werden die ersten Werkzeughälftenkomponenten52.1 ,54.1 in einander entgegengesetzten, durch die Pfeile in4 angedeuteten Richtungen von der Kolbendichtung9 entfernt, wobei in dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Dichtlippen15 ,17 jeweils einmalig deformiert werden. - Der Kolbenkörperwerkstoff ist ein härteres Material als der Kolbendichtungswerkstoff. Als Kolbenkörperwerkstoff wird ein formstabiler, medienbeständiger Thermoplast, beispielsweise ein glasfaserverstärktes Polyphthalamid wie PPA-GF50 oder PPA-GF30 oder ein glasfaserverstärktes Polyamid wie PA66-GF50 oder PA66-GF30 verwendet. Der Kolbendichtungswerkstoff ist ein Dichtungsmaterial, das im ausgehärteten Zustand elastisch deformierbar ist und gegen die Stoffe, denen die Kolbendichtung
9 im Zylinder5 ausgesetzt ist, d. h. in dem oben genannten Beispiel gegen die Hydraulikflüssigkeit, beständig und temperaturbeständig in einem von der jeweiligen Verwendung abhängigen Temperaturintervall, beispielsweise von -40°C bis 150°C, ist. Beispielsweise wird als Kolbendichtungswerkstoff hydrierter Acrylnitrilbutadien-Kautschuk oder Acrylatkautschuk oder Fluorkarbonkautschuk verwendet. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Kolben
- 3
- Kolbenstange
- 5
- Zylinder
- 7
- Kolbenkörper
- 9
- Kolbendichtung
- 11
- Kolbenkörpernut
- 13
- Kolbenachse
- 15, 17
- Dichtlippe
- 19
- Kolbenausnehmung
- 21
- Kolbenstangennut
- 23
- Zylinderinnenoberfläche
- 25
- Hydraulikflüssigkeit
- 27
- Nutgrund
- 29, 31
- Nutseitenwandung
- 33, 35
- Nutgrundvertiefung
- 37
- Dichtlippenende
- 39
- Hohlraum
- 41
- Hohlraumöffnung
- 43
- Entlüftungskanal
- 43.1, 43.2
- Kanalabschnitt
- 45
- Stirnseite
- 46
- Grundseite
- 47
- Permanentmagnet
- 48
- Magnethalterung
- 50
- Spritzgießwerkzeug
- 52, 54
- Werkzeughälfte
- 52.1, 54.1
- erste Werkzeughälftenkomponente
- 52.2, 54.2
- zweite Werkzeughälftenkomponente
- 56
- Werkzeugnase
- 100
- Kolben-Zylinder-Anordnung
Claims (6)
- Kolben (1) mit einem Kolbenkörper (7) und einer Kolbendichtung (9), wobei - der Kolbenkörper (7) an einer Kolbenaußenseite eine ringförmig um eine Kolbenachse (13) des Kolbens (1) verlaufende Kolbenkörpernut (11) aufweist - und die Kolbendichtung (9) in der Kolbenkörpernut (11) ringfömig um die Kolbenachse (13) verläuft, - in der Kolbenkörpernut (11) an den Kolbenkörper (7) angeformt ist, - einstückig ausgebildet ist, - zwei elastisch defomierbare Dichtlippen (15, 17) aufweist, die jeweils ringförmig um die Kolbenachse (13) verlaufen und in einem undeformierten Zustand aus der Kolbenkörpernut (11) herausragen, - und einen Hohlraum (39) mit einer außenseitigen Hohlraumöffnung (41) bildet, die von Dichtlippenenden (37) der Dichtlippen (15, 17) berandet ist, - gekennzeichnet durch einen Entlüftungskanal (43), der durch den Kolbenkörper (7) zu der Kolbendichtung (9) und durch die Kolbendichtung (9) zu dem von der Kolbendichtung (9) gebildeten Hohlraum (39) verläuft.
- Kolben (1) nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenkörpernut (11) durch einen Nutgrund (27) und zwei Nutseitenwandungen (29, 31) gebildet wird, und dass die Kolbendichtung (9) an dem Nutgrund (27) und den beiden Nutseitenwandungen (29, 31) anliegt. - Kolben (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbendichtung (9) durch Spritzgießen aus einem dichtenden Kolbendichtungswerkstoff, insbesondere aus hydriertem Acrylnitrilbutadien-Kautschuk oder Acrylatkautschuk oder Fluorkarbonkautschuk, gefertigt ist.
- Kolben (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenkörpernut (11) einen Nutgrund (27) mit wenigstens einer ringförmig um die Kolbenachse (13) verlaufenden und von der Kolbendichtung (9) ausgefüllten Nutgrundvertiefung (33, 35) aufweist.
- Verfahren zur Herstellung eines Kolbens (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - zuerst der Kolbenkörper (7) hergestellt wird, - die Kolbendichtung (9) nach Fertigstellung des Kolbenkörpers (7) durch Spritzgießen mit einem die Kolbenkörpernut (11) umgebenden Spritzgießwerkzeug (50) in der Kolbenkörpernut (11) an den Kolbenkörper (7) angeformt wird, - wobei zum Spritzgießen der Kolbendichtung (9) ein ringartig die Kolbenkörpernut (11) umgebendes Spritzgießwerkzeug (50) verwendet wird, das aus zwei Werkzeughälften (52, 54) besteht, die jeweils halbringartig ausgebildet sind, um die Kolbenkörpernut (11) herum angeordnet werden und in einer die Kolbenachse (13) enthaltenden Ebene aneinander gefügt werden, - dadurch gekennzeichnet, dass jede Werkzeughälfte (52, 54) aus einer ersten Werkzeughälftenkomponente (52.1, 54.1) und einer zweiten Werkzeughälftenkomponente (52.2, 54.2) besteht, wobei während des Spritzgießens die ersten Werkzeughälftenkomponenten (52.1, 54.1) in die Kolbenkörpernut (11) hineinragen, und wobei die zweiten Werkzeughälftenkomponenten (52.2, 54.2) jeweils einen außerhalb der Kolbenkörpernut (11) gelegenen Abschnitt einer ersten Werkzeughälftenkomponente (52.1, 54.1) umgeben und die Kolbenkörpernut (11) auf sich axial gegenüber liegenden Seiten der ersten Werkzeughälftenkomponenten (52.1, 54.1) verschließen.
- Verfahren nach
Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenkörper (7) durch Spritzgießen hergestellt wird, wobei ein Ende einer Kolbenstange (3) umspritzt wird, so dass dieses Ende der Kolbenstange (3) nach der Herstellung des Kolbenkörpers (7) in den Kolbenkörper (7) eingelassen ist.
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