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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft einen Dichtring, dessen Verwendung und einen Einrohr-Gasdruckstoßdämpfer, der den Dichtring umfasst, wobei der Dichtring einen Dichtkörper aus einem Dichtungswerkstoff und einen Stützkörper aus einem zähharten Werkstoff umfasst, wobei der Dichtkörper eine dynamisch beanspruchte Dichtlippe umfasst, wobei der Stützkörper stirnseitig einerseits zumindest zwei sich in axialer Richtung erstreckende und in radialer Richtung wirksame Federzungen aufweist, die einander in Umfangsrichtung mit Abstand benachbart zugeordnet sind, wobei die in Umfangsrichtung zueinander beanstandeten Federzungen sowie die Dichtlippe in einer gemeinsamen, gedachten Radialebene angeordnet sind und wobei die Federzungen jeweils eine Federkraft radial in Richtung der Dichtlippe aufweisen.
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Stand der Technik
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In der
DE 197 49 235 A1 ist eine Dichtungsanordnung offenbart, mit einem Stützkörper aus einem thermoplastischen Werkstoff, der Federzungen aufweist, um die Dichtlippe mit ausreichender radialer Vorspannung an eine abzudichtende Oberfläche eines abzudichtenden Maschinenelements anzupressen. Die geometrische Gestalt der Federzungen kann an den jeweiligen Anwendungsfall angepasst sein, zum Beispiel mit parallelem, schrägem, mäander- oder spiralförmigem Verlauf zur Achse des abzudichtenden Maschinenelements. Aus der
DE 36 40 577 C1 ist ein Lippendichtungsring bekannt, mit einer Dichtscheibe aus PTFE. Die Dichtscheibe wird durch einen U-förmigen Federstahlring mit der erforderlichen radialen Anpresskraft an eine abzudichtende Oberfläche eines abzudichtenden Maschinenelements angepresst. Der Federstahlring weist herausgestanzte Federzungen auf.
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Ein weiterer Dichtring ist aus der
DE 10 2015 008 401 A1 bekannt. Der Dichtkörper umfasst stirnseitig beiderseits jeweils eine dynamisch beanspruchte Dichtlippe, wobei der Stützkörper stirnseitig beiderseits jeweils eine sich in axialer Richtung erstreckende Armierung aufweist. Jede Armierung umschließt die entsprechende Dichtlippe radial außenumfangsseitig und ist kreisringförmig sowie, in Umfangsrichtung betrachtet, in sich geschlossen ausgebildet.
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Der vorbekannte Dichtring wird als Trennkolben in einem Einrohr-Gasdruckstoßdämpfer verwendet. Die einstückig mit dem Stützkörper ausgebildeten Armierungen sind vorgesehen, um eine verbesserte Formbeständigkeit des Dichtrings im Bereich seiner Dichtlippen zu bewirken. Einer Relaxation der Dichtlippen soll durch die Armierungen vorgebeugt werden.
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Dabei ist allerdings zu beachten, dass die Armierungen wegen ihrer in Umfangsrichtung in sich geschlossenen Ausgestaltung in radialer Richtung praktisch nicht flexibel sind und deshalb praktisch keine Radialkraft auf die entsprechenden Dichtlippen ausüben können. Insbesondere während einer langen Gebrauchsdauer kann betriebsbedingter Verschleiß der Dichtlippen durch die Armierungen nur unzureichend ausgeglichen werden, so dass der vorbekannte Dichtring dann nachteilige Gebrauchseigenschaften aufweist.
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Aus der
JP S63- 280 941 A ist ein Trennkolben eines Einrohr-Stoßdämpfers bekannt, wobei der Trennkolben einen Stützkörper aus einem zähharten Werkstoff und eine schwingfähige Membran aus einem gummielastischen Werkstoff umfasst, wobei die Membran im Wesentlichen kreisförmig ausgebildet ist. Außenumfangseitig ist der Stützkörper vollständig vom gummielastischen Werkstoff der Membran umschlossen, wobei aus dem gummielastischen Werkstoff zumindest zwei Hauptdichtlippen, bevorzugt zusätzlich eine Staublippe gebildet sind. Der Trennkolben ist durch die beiden Hauptdichtlippen an der Innenumfangsfläche des Arbeitszylinders des Stoßdämpfers abgestützt und durch diese, aus gummielastischem Werkstoff bestehenden Hauptdichtlippen, an der Innenumfangsfläche geführt.
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Aus der
DE 10 2011 083 744 A1 sind eine Dichtung und ein Einrohrdämpfersystem bekannt, umfassend einen Trennkolben, der ähnlich dem Trennkolben aus der zuvor beschriebenen
JP S63- 280 941 A ausgebildet ist. Auch dieser Trennkolben umfasst einen Stützkörper aus einem zähharten Werkstoff und eine schwingfähige Membran aus einem gummielastischen Werkstoff, die im Wesentlichen kreisförmig ausgebildet ist. Der Trennkolben ist auch in diesem Fall durch Dichtlippen aus gummielastischem Werkstoff im Arbeitszylinder des Stoßdämpfers geführt.
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Aus der
DE 20 51 595 A ist ein weiterer Trennkolben, insbesondere für hydropneumatische Einrohrstoßdämpfer, bekannt. Dieser vorbekannte Trennkolben unterscheidet sich von den beiden zuvor beschriebenen Trennkolben insofern nicht, als er durch Dichtlippen aus gummielastischem Werkstoff im Arbeitszylinder des Einrohrstoßdämpfers abgestützt und geführt ist. Ein Kontakt des Innenumfangs des Arbeitszylinders mit dem Stützkörper des Trennkolbens erfolgt nicht.
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Aus der
US 4 502 575 A ist ein Einrohr- Stoßdämpfer mit einem Trennkolben bekannt. Der Trennkolben ist als Kreisscheibe ausgeführt und weist außenumfangsseitig eine radial nach außen offene, umfangsseitig umlaufende Nut auf, in der ein Dichtring aus gummielastischem Werkstoff zur Abdichtung gegenüber dem Innenumfang des Arbeitszylinders angeordnet ist.
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Ein weiterer Stoßdämpfer ist aus der
US 2009/0145708 A1 bekannt. Innerhalb des Stoßdämpfers sind Überströmvorrichtungen angeordnet, die Ventile aufweisen, um einen Austausch eines abzudichtenden Mediums von einem abzudichtenden Raum in den anderen zuzulassen.
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Darstellung der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Dichtring der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass die dynamisch beanspruchte Dichtlippe des Dichtkörpers gleichbleibend gute Gebrauchseigenschaften während einer langen Gebrauchsdauer aufweist, insbesondere dass betriebsbedingter Verschleiß der Dichtlippe vom Dichtring selbsttätig ausgeglichen wird und dadurch die Relaxation der Dichtlippe auf ein Minimum reduziert ist. Die Dichtlippe soll während ihrer bestimmungsgemäßen Verwendung eine abzudichtende Oberfläche eines abzudichtenden Maschinenelements während einer langen Gebrauchsdauer mit einer weitestgehend gleichbleibenden radialen Vorspannung dichtend berühren. Außerdem soll der Dichtring höherfrequente und kleinamplitudige Schwingungen aufnehmen können.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen der Ansprüche 1, 11 und 13 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug.
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Zur Lösung der Aufgabe ist ein Dichtring vorgesehen, umfassend einen Dichtkörper aus einem Dichtungswerkstoff und einen Stützkörper aus einem zähharten Werkstoff, wobei der Dichtkörper eine dynamisch beanspruchte Dichtlippe umfasst, wobei der Stützkörper stirnseitig einerseits zumindest zwei sich in axialer Richtung erstreckende und in radialer Richtung wirksame Federzungen aufweist, die einander in Umfangsrichtung mit Abstand benachbart zugeordnet sind, wobei die in Umfangsrichtung zueinander beanstandeten Federzungen sowie die Dichtlippe in einer gemeinsamen, gedachten Radialebene angeordnet sind und wobei die Federzungen jeweils eine Federkraft radial in Richtung der Dichtlippe aufweisen, wobei der Stützkörper, im Schnitt betrachtet, kreisringförmig mit T-förmigem Profil ausgebildet ist, wobei das Profil einen Axialschenkel und einen sich vom Axialschenkel radial nach innen erstreckenden Radialschenkel aufweist und wobei der Radialschenkel radial innenumfangsseitig eine schwingfähig ausgebildete Membran aus einem elastomeren Werkstoff flüssigkeitsdicht umschließt.
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Ein solcher Dichtring hat während seiner bestimmungsgemäßen Verwendung den Vorteil, dass die dynamisch beanspruchte Dichtlippe des Dichtkörpers durch die in radialer Richtung wirksamen Federzungen während einer langen Gebrauchsdauer des Dichtrings stets mit gleichbleibender radialer Anpresskraft an eine abzudichtende Oberfläche eines abzudichtenden Maschinenelements angepresst wird. Im Gegensatz zu der zuvor beschriebenen Armierung, die, in Umfangsrichtung betrachtet, in sich geschlossen ausgebildet ist, können die Federzungen durch ihre Flexibilität jeweils eine Federkraft radial in Richtung der Dichtlippe ausüben. Durch die Flexibilität der Federzungen kann die Federkraft, mit der die Dichtlippe an eine abzudichtende Oberfläche eines abzudichtenden Maschinenelements angepresst werden soll, konstruktionsbedingt eingestellt werden. Diese konstruktionsbedingte Einstellung erfolgt durch die Dimensionierung der Federzungen, wie zum Beispiel durch deren Breite und/oder deren Länge und/oder deren Dicke. Die Federzungen können dabei konstruktiv derart ausgelegt sein, dass die radiale Vorspannung der Dichtlippe, auf die sie wirken, funktionstechnisch individualisiert an den jeweiligen Anwendungsfall angepasst ist. Es besteht zum Beispiel die Möglichkeit, die Vorspannung gerade so einzustellen, dass die Dichtlippe während der bestimmungsgemäßen Verwendung des Dichtrings einerseits sicher abdichtet, andererseits die radiale Vorspannung, mit der die Dichtlippe die abzudichtende Oberfläche des abzudichtenden Maschinenelements berührt, minimiert ist. Durch eine minimierte Reibung wird nicht nur der Verschleiß der dynamisch beanspruchten Dichtlippe reduziert, sondern auch die Verlustleistung. Auch das Ansprechverhalten eines Maschinenelements, in dem der Dichtring zur Anwendung gelangt, kann durch die minimierte Reibung besonders feinfühlig eingestellt werden. Das ist dann von hervorzuhebendem Vorteil, wenn der Dichtring beispielsweise als Trennkolben in einem Einrohr- Gasdruckstoßdämpfer Verwendung findet. Eine minimierte Reibung ist generell immer vorteilhaft, insbesondere auch dann, wenn der Dichtring in einer Waschmaschine oder als Ventilschaftdichtung Verwendung findet.
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Des Weiteren ist von Vorteil, dass die in radialer Richtung wirksamen Federzungen eine Verschleißkompensation der dynamisch beanspruchten Dichtlippe durch einen Nachstelleffekt bewirken. In dem Maße, in dem die dynamisch beanspruchte Dichtlippe betriebsbedingt abrasiv verschleißt, wird sie durch die Federzungen in radialer Richtung nachgestellt. Die Dichtwirkung und die radiale Anpresskraft bleiben dadurch während einer langen Gebrauchsdauer stets konstant.
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Der Stützkörper ist, im Schnitt betrachtet, kreisringförmig mit T-förmigem Profil ausgebildet, wobei das Profil einen Axialschenkel und einen sich vom Axialschenkel radial nach innen erstreckenden Radialschenkel aufweist. Für einen Dichtring, der als Trennkolben in einem Einrohr-Gasdruckstoßdämpfer Verwendung findet, ist ein solcher Stützkörper von besonderem Vorteil. Der Dichtring kann dadurch innerhalb des Arbeitszylinders eines Einrohr-Gasdruckstoßdämpfers bedarfsweise hin und her bewegt werden, ohne zu verkanten.
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Der Radialschenkel umschließt radial innenumfangsseitig eine schwingfähig ausgebildete Membran aus einem elastomeren Werkstoff flüssigkeitsdicht. Die Membran ist zur Aufnahme der zuvor beschriebenen Schwingungen in Richtung der eingeleiteten Schwingungen schwingfähig.
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Erst dann, wenn die Schwingungsamplituden der Membran so groß werden, dass die Membran die eingeleiteten Schwingungen nicht mehr aufzunehmen vermag, bewegt sich der zum Beispiel als Trennkolben ausgebildete Dichtring innerhalb eines Arbeitszylinders eines Einrohr-Gasdruckstoßdämpfers in axialer Richtung hin und her.
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Die Dichtlippe und die Membran können bevorzugt einstückig ineinander übergehend und materialeinheitlich ausgebildet sein, wobei die Membran ein sich in radialer Richtung erstreckendes, ebenes und kreisscheibenförmiges Zentrum aufweist. Das kreisscheibenförmige Zentrum weist zur Aufnahme höherfrequenter und kleinamplitudiger Schwingungen eine ausgezeichnete Beweglichkeit in Richtung der eingeleiteten Schwingungen auf.
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Eine weiter verbesserte Beweglichkeit der Membran in Richtung der eingeleiteten Schwingungen weist diese auf, wenn sie außenumfangsseitig rollbalgartig ausgebildet ist und zumindest eine in Umfangsrichtung umlaufende und in axialer Richtung offene, C-förmige Falte aufweist, die das Zentrum außenumfangsseitig umschließt. Durch die C-förmige, rollbalgartig Gestalt der Membran können bei der Aufnahme von Schwingungen gebrauchsdauerverringernde Zugspannungen innerhalb der Membran, die aus einem gummielastischen Werkstoff besteht, vermieden werden. Die C-förmige, rollbalgartige Falte bewirkt eine Abroll-Bewegung der Membran im Bereich der Falte bei Einleitung von Schwingungen in den Arbeitszylinder eines Einrohr-Gasdruckstoßdämpfers.
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Es kann vorgesehen sein, dass das Verhältnis aus größter Ausdehnung des Dichtrings in axialer Richtung und größter axialer Ausdehnung der Falte 1 bis 1,5 beträgt. Durch ein derartiges Verhältnis weist der Dichtring einerseits kompakte Abmessungen in axialer Richtung auf und außerdem gleichbleibend gute Gebrauchseigenschaften bezüglich der Aufnahme von eingeleiteten Schwingungen während einer langen Gebrauchsdauer.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass der Stützkörper zumindest acht Federzungen aufweist, die gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt angeordnet sind. Hierbei ist von Vorteil, dass die Dichtlippe, in Umfangsrichtung betrachtet, in radialer Richtung gleichmäßig an eine abzudichtende Oberfläche eines abzudichtenden Maschinenelements angepresst wird. Weiter bevorzugt sind zumindest 16 Federzungen vorgesehen, die gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt angeordnet sind. Je mehr Federzungen in radialer Richtung auf die dynamisch beanspruchte Dichtlippe wirken, desto gleichmäßiger wird die Dichtlippe an das abzudichtende Maschinenelement dichtend angepresst.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass die Dichtlippe die Federzungen radial außenumfangsseitig umschließt. Ein solcher Fall liegt zum Beispiel vor, wenn der Dichtring als Trennkolben in einem Einrohr-Gasdruckstoßdämpfer Verwendung findet.
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Ein Einrohr-Gasdruckstoßdämpfer, bei dem ein solcher Trennkolben zur Anwendung gelangt, umfasst einen Arbeitszylinder mit einem Gasreservoir und einem Ölreservoir, wobei das Gasreservoir und das Ölreservoir in axialer Richtung benachbart zueinander angeordnet und durch den Trennkolben mediumsdicht voneinander getrennt sind, wobei der Trennkolben im Arbeitszylinder in axialer Richtung schwimmend geführt ist und wobei im Ölreservoir ein mit einer Kolbenstange ortsfest verbundener Arbeitskolben in axialer Richtung hin und her beweglich angeordnet ist. Hierbei ist von Vorteil, dass durch eine schwingfähige Membran, die einen zentral angeordneten Bestandteil des Trennkolbens bildet, höherfrequente und kleinamplitudige Schwingungen aufgenommen werden. Unter kleinamplitudigen und hochfrequenten Schwingungen werden in diesem Zusammenhang Schwingungen verstanden, mit einer Amplitude von wenigen Millimetern und einer Frequenz von > 10 Hz. Solche Schwingungen werden durch die Kolbenstange und den ortsfest mit der Kolbenstange verbunden Arbeitskolben zum Beispiel dann in den Arbeitszylinder des Einrohr-Gasdruckstoßdämpfers eingeleitet, wenn ein mit Einrohr-Gasdruckstoßdämpfern ausgestattetes Kraftfahrzeug über ebene Fahrbahnen mit guter Oberfläche, zum Beispiel über Autobahnen, gefahren wird. Während der Fahrt werden die zuvor genannten, höherfrequenten und kleinamplitudigen Schwingungen mittels der Kolbenstange und des Arbeitskolbens in das Ölreservoir des Arbeitszylinders eingeleitet. Würde bei einem Einrohr-Gasdruckstoßdämpfer ein Trennkolben zur Anwendung gelangen, wie er aus dem Stand der Technik bekannt ist, nämlich ein Trennkolben, der durch einen starren metallischen Körper gebildet ist, der außenumfangsseitig von einer Dichtung umschlossen ist, die die Innenwand des Arbeitszylinders dichtend anliegend berührt, würden diese kleinamplitudigen und höherfrequenten Schwingungen in die Dichtung übertragen und somit Komfortnachteile und höheren Dichtungsverschleiß verursachen. Erst bei Einleitung von tieferfrequenten Schwingungen mit größerer Amplitude würde sich der Trennkolben phasenverschoben zu den eingeleiteten Schwingungen in axialer Richtung hin und her bewegen, wobei dazu, ausgehend vom im Arbeitszylinder relativ stillstehenden Trennkolben, zunächst die Haftreibung zwischen dem Arbeitszylinder und dem Trennkolben überwunden werden muss. Dieses Losbrechen des Trennkolbens aus seiner Ruheposition, bezogen auf den Arbeitszylinder, wirkt sich nachteilig auf das Ansprechverhalten und die Lebensdauer des Dämpfers aus, nämlich derart, dass sich kurzzeitig die Dämpfkraft erhöht, aber auch die axiale Kolbendichtung schneller verschleißt und somit zwischen Gas- und Ölraum nicht mehr zufriedenstellend abgedichtet wird.
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Durch die vorteilhafte Wirkung der Federzungen auf die dynamisch beanspruchte Dichtlippe ist es für die meisten Anwendungsfälle ausreichend, wenn der Dichtkörper nur eine einzige dynamisch beanspruchte Dichtlippe aufweist, um zwei Räume zuverlässig gegeneinander abzudichten. Die Verwendung nur einer einzigen dynamisch beanspruchten Dichtlippe hat den Vorteil, dass der Dichtring einfach und kostengünstig herstellbar ist und besonders reibungsarm betrieben werden kann. Gelangen beispielsweise, wie im eingangs genannten Stand der Technik, zwei mit axialem Abstand zueinander benachbarte dynamisch beanspruchte Dichtlippen zur Anwendung, ist die Reibung deutlich erhöht und das Ansprechverhalten, beispielsweise dann, wenn der Dichtring als Trennkolben in einem Einrohr-Gasdruckstoßdämpfer Verwendung findet, relativ verschlechtert.
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Der Dichtkörper und der Stützkörper sind bevorzugt stoffschlüssig miteinander verbunden. Die stoffschlüssige Verbindung wird beispielsweise dadurch erzeugt, dass der Dichtkörper an den Stützkörper angespritzt ist. Ein solches Fertigungsverfahren ist einfach, kostengünstig und prozesssicher durchführbar. Durch die stoffschlüssige Verbindung sind Dichtkörper und Stützkörper mediumsdicht miteinander verbunden.
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Der Stützkörper kann aus einem polymeren Werkstoff bestehen. Solche Stützkörper weisen ein nur geringes Gewicht auf, sind einfach herstellbar und lassen sich, wie zuvor bereits ausgeführt, einfach, kostengünstig und prozesssicher mit einem zur Anwendung gelangenden Dichtkörper mediumsdicht verbinden.
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Der beanspruchte Dichtring kann als Ventilschaftdichtung oder als Dichtung in Hydraulik- oder Pneumatik-Zylindern Verwendung finden.
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Oder der beanspruchte Dichtring kann als Trennkolben in einem Einrohr-Gasdruckstoßdämpfer oder vergleichbaren Anwendungen mit Kolbenspeicher verwendet werden.
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Außerdem betrifft die Erfindung einen Einrohr-Gasdruckstoßdämpfer, umfassend einen Arbeitszylinder mit einem Gasreservoir und einem Ölreservoir, wobei das Gasreservoir und das Ölreservoir in axialer Richtung benachbart zueinander angeordnet und durch einen Trennkolben mediumsdicht voneinander getrennt sind, wobei der Trennkolben durch einen Dichtring, wie zuvor beschrieben, gebildet ist, wobei der Trennkolben im Arbeitszylinder in axialer Richtung schwimmend gelagert ist und wobei im Ölreservoir ein mit einer Kolbenstange ortsfest verbundener Arbeitskolben in axialer Richtung hin und her beweglich angeordnet ist. Durch die nur eine zur Anwendung gelangende, dynamisch beanspruchte Dichtlippe kann der Trennkolben innerhalb des Arbeitszylinders zwischen Gasreservoir und Ölreservoir mit geringer Reibung und deshalb besonders feinfühlig ansprechend hin und her bewegt werden. Die Federzungen drücken die Dichtlippe durch ihrer Federkraft in radialer Richtung nur so stark an die Innenumfangswand des Arbeitszylinders an, wie es erforderlich ist, um das Gasreservoir und das Ölreservoir mediumsdicht voneinander zu trennen. In Abhängigkeit von den jeweiligen Gegebenheiten des Anwendungsfalles werden die Federzungen in Breite und/oder Länge und/oder Dicke konstruktionsbedingt variiert, um eine für den jeweiligen Anwendungsfall ideale Federkraft zu erhalten, mit der die Federzungen auf die Dichtlippe wirken und gegebenenfalls betriebsbedingten Verschleiß der Dichtlippe ausgleichen.
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Figurenliste
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Zwei Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Dichtrings und ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Einrohr-Gasdruckstoßdämpfers, in dem ein erfindungsgemäßer Dichtring zur Anwendung gelangt, werden nachfolgen anhand der 1 bis 4 näher erläutert.
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Diese zeigen jeweils in schematischer Darstellung:
- 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Dichtrings, der als Trennkolben in einem Einrohr-Gasdruckstoßdämpfer gemäß 4 Verwendung findet,
- 2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Dichtrings,
- 3 einen Stützkörper, wie er in den 1 und 2 zur Anwendung gelangt,
- 4 ein Ausführungsbeispiel eines Einrohr-Gasdruckstoßdämpfers, in dem der als Trennkolben ausgebildete Dichtring gemäß 1 zur Anwendung gelangt.
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Ausführung der Erfindung
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In den 1 und 2 ist jeweils ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dichtrings gezeigt. Jeder Dichtring umfasst einen Dichtkörper 1 aus einem Dichtungswerkstoff.
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Außerdem umfasst der Dichtring einen Stützkörper 2 aus einem zähharten Werkstoff. Der zähharte Werkstoff ist in den hier gezeigten Ausführungsbeispielen ein polymerer Werkstoff.
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Der Dichtkörper 1 umfasst nur eine einzige stirnseitig 4 einerseits angeordnete und dynamisch beanspruchte Dichtlippe 3, wobei der Stützkörper 2 ebenfalls stirnseitig 4 einerseits sich in axialer Richtung 5 erstreckende, in radialer Richtung 6 wirksame Federzungen aufweist. Die Federzungen 7 sind einander in Umfangsrichtung 8 mit Abstand benachbart zugeordnet, wobei die in Umfangsrichtung 8 zueinander beabstandeten Federzungen 7 sowie die Dichtlippe 3 in einer gemeinsamen, gedachten Radialebene 9 angeordnet sind. Durch diese Anordnung in einer gemeinsamen Radialebene 9 weisen die Federzungen 7 jeweils eine Federkraft radial in Richtung der Dichtlippe 3 auf.
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In den hier gezeigten Ausführungsbeispielen umschließt die Dichtlippe 3 die Federzungen 7 radial außenumfangsseitig. Die Federkraft der Federzungen 7 wirkt radial nach außen.
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Auf der den Federzungen 7 axial abgewandten Seite ist der Stützkörper 2 mit einem Führungssteg 22 versehen, durch den der Dichtring an einer abzudichtenden Fläche eines abzudichtenden Maschinenelements geführt wird.
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Der Dichtkörper 1 und der Stützkörper 2 sind als Verbundteil ausgebildet und stoffschlüssig miteinander verbunden.
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Um eine gleichmäßige radiale Anpressung der Dichtlippe 3 in Richtung einer abzudichtenden Oberfläche eines abzudichtenden Maschinenelements zu erreichen, sind die Federzungen 7 gleichmäßig in Umfangsrichtung 8 verteilt. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel gelangen 30 Federzungen 7 zur Anwendung.
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In jedem der Ausführungsbeispiele ist der Stützkörper 2, im gezeigten Schnitt betrachtet, kreisringförmig mit T-förmigem Profil ausgebildet. Das Profil umfasst einen Axialschenkel 10 und einen sich vom Axialschenkel 10 radial nach innen erstreckenden Radialschenkel 11.
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Innenumfangsseitig ist der Radialschenkel 11 mit einer in axialer Richtung 5 schwingfähig ausgebildeten Membran 12 verbunden, die aus dem Dichtungswerkstoff besteht, aus dem auch die Dichtlippe 3 besteht. Die Dichtlippe 3 und die Membran 12 sind einstückig ineinander übergehend und materialeinheitlich ausgebildet.
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In 1 ist das kreisscheibenförmige Zentrum 13 der Membran 12 durch eine in Umfangsrichtung 8 umlaufende und in axialer Richtung 5 offene, C-förmige Falte 14 mit dem Innenumfang des Radialschenkels 11 verbunden. Im hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Verhältnis aus größter Ausdehnung des Dichtrings in axialer Richtung und größter axialer Ausdehnung der Falte 14 1.
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In 1 ist der Dichtring als Trennkolben 15 des Einrohr-Gasdruckstoßdämpfers 16 aus 4 ausgebildet.
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In 2 ist die Membran 12, in radialer Richtung 6 betrachtet, ballig ausgebildet.
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In 3 ist der Stützkörper 2 als Einzelteil gezeigt. Stirnseitig einerseits 4 weist der Stützkörper 2 die Federzungen 7 auf, stirnseitig andererseits den umfangsseitig umlaufenden, in sich geschlossen ausgebildeten Führungssteg 22.
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Die Federzungen 7 sind einander in Umfangsrichtung 8 mit Abstand benachbart zugeordnet und während der bestimmungsgemäßen Verwendung des Trennkolbens in radialer Richtung derart vorgespannt, dass sie jeweils eine Federkraft radial nach außen auf die Dichtlippe 3 ausüben.
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In 4 ist ein Ausführungsbeispiel eines Einrohr-Gasdruckstoßdämpfers 16 dargestellt. Der Einrohr-Gasdruckstoßdämpfer 16 umfasst einen Arbeitszylinder 17 mit einem Gasreservoir 18 und einem Ölreservoir 19, wobei das Gasreservoir 18 und das Ölreservoir 19 in axialer Richtung benachbart zueinander angeordnet und durch den Trennkolben 15 mediumsdicht voneinander getrennt sind. Der Trennkolben 15 ist im Arbeitszylinder 17 in axialer Richtung 5 schwimmend gelagert, wobei im Ölreservoir 19 ein mit einer Kolbenstange 20 ortsfest verbundener Arbeitskolben 21 in axialer Richtung 5 hin und her beweglich angeordnet ist. Der Trennkolben 15 ist mittels der Dichtlippe 3 und mittels des Führungsstegs 22 an der Innenumfangswand des Arbeitszylinders 17 geführt.
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Das Gasreservoir 18 dient zum Volumen- und Temperaturausgleich im Arbeitszylinder 17, wobei innerhalb des Arbeitszylinders 17 üblicherweise ein Basisinnendruck von etwa 20 bis 30 bar herrscht. Dieser Basisinnendruck ist erforderlich, um zu verhindern, dass beim Einfedern die Ölsäule im Ölreservoir 19 auf der dem Gasreservoir 18 axial abgewandten Seite des Arbeitskolbens 21 abreist, dadurch Kavitation entsteht und die Gebrauchseigenschaften des Einrohr-Gasdruckstoßdämpfers 16 nachteilig beeinflusst werden.
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Beim Einfahren der Kolbenstange 20 und des ortsfest mit der Kolbenstange 20 verbundenen Arbeitskolbens 21 in das Ölreservoir 19 wird der Trennkolben 15 axial in das Gasreservoir 18 verschoben, wodurch der Druck stirnseitig beiderseits des Trennkolbens 15 - im Gasreservoir 18 und auch im Ölreservoir 19 - zunimmt. Das Gasreservoir 18 gleicht das Volumen der durch die Kolbenstange 20 und den Arbeitskolben 21 verdrängten Ölmenge durch Kompression aus. Gleichzeitig wird das Öl auf der dem Gasreservoir 18 zugewandten Seite des Arbeitskolbens 21 durch am/im Arbeitskolben 21 sitzende Dämpfungsventile hindurchgedrückt. Der hierdurch entstehende Widerstand erzeugt die Druckhubdämpfung beim Einrohr-Gasdruckstoßdämpfer. Aufgrund von Wärmeentwicklung durch die Dämpfung am Arbeitskolben 21 dehnt sich das Öl aus. Auch dieser Effekt wird durch das Volumen im Gasreservoir 18 ausgeglichen.
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Beim Ausziehen der Kolbenstange 20 und des ortsfest damit verbundenen Arbeitskolbens 21 wird das Öl in umgekehrter Richtung durch die Dämpfungsventile am/im Arbeitskolben 21 hindurchgedrückt. Der hierbei entstehende Widerstand bildet die Zughubdämpfung des Einrohr-Gasdruckstoßdämpfers 16. In manchen Betriebszuständen des Einrohr-Gasdruckstoßdämpfers soll verhindert werden, dass sich der Trennkolben 15 in axialer Richtung 5 zwischen dem Gasreservoir 18 und dem Ölreservoir 19 hin und her bewegt. Ein solcher Betriebszustand liegt zum Beispiel dann vor, wenn höherfrequente und kleinamplitudige Schwingungen durch den Einrohr-Gasdruckstoßdämpfer 16 aufgenommen werden sollen. Das kann der Fall sein, wenn ein mit Einrohr-Gasdruckstoßdämpfern 16 ausgerüstetes Fahrzeug über eine Autobahn gefahren wird. In einem solchen Betriebszustand werden kleinamplitudige und höherfrequente Schwingungen in den Stoßdämpfer eingeleitet, die durch die Membran 12 des Trennkolbens 15 aufgenommen werden. Die Aufnahme erfolgt ausschließlich durch die Beweglichkeit der gummielastischen Membran 12; eine Bewegung der Dichtlippe 3 und des Führungsstegs 22 relativ zum Arbeitszylinder 17 erfolgt in einem solchen Betriebszustand nicht.
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Hierbei ist von Vorteil, dass sich das Ansprechverhalten des Einrohr-Gasdruckstoßdämpfers 16 und somit das Komfortempfinden im Fahrzeug verbessert, da bei kleinen Amplituden die Ausgleichsarbeit durch die Membran 12 erfolgt. Außerdem erhöht sich dadurch auch die Lebensdauer der primären Kolbenabdichtung, und die Kälteeigenschaften können durch Werkstoffe und entsprechende Geometrien der Primärdichtungen verbessert werden.
