DE102020003818A1 - Device for sealing a piston unit, in particular for a vehicle, as well as assembly method and assembly device - Google Patents

Device for sealing a piston unit, in particular for a vehicle, as well as assembly method and assembly device Download PDF

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    • B60G2206/41—Dampers

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abdichten einer Kolbeneinheit, insbesondere für ein Fahrzeug, umfassend einen Zylinder (5), in welchem ein Kolben (7) beweglich gelagert ist, wobei in den beiden Endbereichen des Kolbens (7) gegensinnig je ein Dichtelement (9) angeordnet ist, welches mit einem Federelement (17, 19) zur definierten Anlage an einer Wand des Zylinders (5) ausgestattet ist und die Federelemente (17,19) ebenfalls zueinander gegensinnig positioniert sind. Bei einer Vorrichtung, welche einfach herzustellen ist, aber trotzdem die Dichtfunktion während einer Bewegung des Kolbens zuverlässig gewährleistet wird, ist der Kolben (7) mit einem Dichtband (3) versehen, welches an jedem Endbereich des Kolbens (7) ein Dichtelement (9) ausbildet, wobei in den beiden Endbereichen je eine U-förmige Auslegefeder (17, 19) gegensinnig eingelegt ist, die mit je einem Schenkel (17b, 19b) das zugeordnete Dichtelement (3) radial nach außen an die Wand des Zylinders (5) drückt und sich mit dem jeweils anderen Schenkel (17c, 19c) radial innen am Kolben (7) abstützt, wobei die Schenkelenden der Auslegefedern (17, 19) axial in gegensinniger Richtung abgestützt sind.The invention relates to a device for sealing a piston unit, in particular for a vehicle, comprising a cylinder (5) in which a piston (7) is movably mounted, with a sealing element (9) in opposite directions in each of the two end regions of the piston (7) is arranged, which is equipped with a spring element (17, 19) for defined contact on a wall of the cylinder (5) and the spring elements (17, 19) are also positioned in opposite directions to each other. In a device which is easy to manufacture, but which still reliably ensures the sealing function during movement of the piston, the piston (7) is provided with a sealing band (3) which has a sealing element (9) at each end area of the piston (7). forms, with a U-shaped extension spring (17, 19) being inserted in opposite directions in each of the two end regions, which presses the associated sealing element (3) radially outward against the wall of the cylinder (5) with one leg (17b, 19b) and the other leg (17c, 19c) is supported radially on the inside on the piston (7), the leg ends of the extension springs (17, 19) being supported axially in opposite directions.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abdichten einer Kolbeneinheit, insbesondere für ein Fahrzeug, umfassend einen Zylinder, in welchem ein Kolben beweglich gelagert ist, wobei in den beiden Endbereichen des Kolbens gegensinnig je ein Dichtelement angeordnet ist, welches mit einem Federelement zur definierten Anlage an einer Wand des Zylinders ausgestattet ist und die Federelemente ebenfalls zueinander gegensinnig positioniert sind, sowie ein Montageverfahren der Vorrichtung und eine Montagevorrichtung.The invention relates to a device for sealing a piston unit, in particular for a vehicle, comprising a cylinder in which a piston is movably mounted, with a sealing element each being arranged in opposite directions in the two end regions of the piston, which is arranged with a spring element for defined contact with a Wall of the cylinder is equipped and the spring elements are also positioned in opposite directions to each other, as well as an assembly method of the device and an assembly device.

Aus der US 4 743 033 A ist eine Dichtvorrichtung für Kolben bekannt, in der in den zwei Endbereichen des Kolbens zwei gegensinnig- je eine für je eine Orientierung der Hubbewegung des Kolbens vorwärts/rückwärts- ausgerichtete Dichtlippen zur Anlage an einer Zylinderwand mit je einem wiederrum gegensinnig angeordneten u-förmigen Federring für eine definierte Anlagekraft an der Zylinderwand ausgestattet sind. Dabei sind zwei separate Dichtringe mit je einem Federring vorgesehen, die die Federkraft zwischen zwei Elastomerwänden des Dichtringes erzeugen. Die Dichtringe werden mittels einer Verschraubung am Kolben montiert.From the U.S. 4,743,033 A a sealing device for pistons is known, in which in the two end regions of the piston two opposite directions - each one for an orientation of the stroke movement of the piston forwards / backwards - aligned sealing lips to rest on a cylinder wall with one in turn oppositely arranged U-shaped spring washer for a defined contact force on the cylinder wall. Two separate sealing rings, each with a spring ring, are provided, which generate the spring force between two elastomer walls of the sealing ring. The sealing rings are mounted on the piston by means of a screw connection.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Abdichten einer Kolbeneinheit anzugeben, welche einfach herzustellen ist, aber trotzdem die Dichtfunktion während einer Bewegung des Kolbens zuverlässig gewährleistet.The object of the invention is to provide a device for sealing a piston unit which is simple to manufacture, but nevertheless reliably ensures the sealing function during movement of the piston.

Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind.The invention results from the features of the independent claims. The dependent claims relate to advantageous developments and refinements. Further features, possible applications and advantages of the invention emerge from the following description and the explanation of exemplary embodiments of the invention which are shown in the figures.

Die Aufgabe ist mit einer Vorrichtung dadurch gelöst, dass der Kolben mit einem Dichtband versehen ist, welches an jedem Endbereich des Kolbens ein Dichtelement ausbildet, wobei in den beiden Endbereichen je eine U-förmige Auslegefeder gegensinnig eingelegt ist, die mit je einem Schenkel das zugeordnete Dichtelement radial nach außen an die Wand des Zylinders drückt und sich mit dem jeweils anderen Schenkel radial innen am Kolben abstützt, wobei die Schenkelenden der Auslegefedern axial in gegensinniger Richtung abgestützt sind. Dies hat den Vorteil, dass die Auslegefeder durch ihre allseitige Abstützung das Dichtband zuverlässig gegen die Zylinderwand und den Kolben drückt, so dass auch bei der Bewegung des Kolbens die Dichtheit gewährleistet ist.
Durch die axiale Abstützung sichert die Auslegefeder einerseits das Dichtband auf dem Kolben, andererseits kann durch die direkte Anlage am Kolben die radiale Dichtkraft besser abgestimmt werden.The object is achieved with a device in that the piston is provided with a sealing band which forms a sealing element at each end region of the piston, with a U-shaped extension spring being inserted in opposite directions in each end region, each with one leg being the associated Sealing element presses radially outwards against the wall of the cylinder and is supported with the respective other leg radially on the inside on the piston, the leg ends of the extension springs being axially supported in opposite directions. This has the advantage that the cantilever spring, because of its all-round support, reliably presses the sealing band against the cylinder wall and the piston, so that tightness is guaranteed even when the piston moves.
Due to the axial support, the extension spring on the one hand secures the sealing band on the piston, on the other hand the radial sealing force can be better coordinated through the direct contact with the piston.

Vorteilhafterweise stützt sich eine runde Schulter der U-förmigen Auslegefedern axial in der den Schenkelenden entgegengesetzten Richtung am Kolben ab. Dadurch wird die Dichtkraft des Dichtbandes weiter verbessert.A round shoulder of the U-shaped extension springs is advantageously supported axially on the piston in the direction opposite the leg ends. This further improves the sealing force of the sealing tape.

In einer Ausgestaltung weist der Kolben entlang dem Dichtband mehrere Stützkrägen auf. Neben der Verbesserung der Dichtheit wird die Position des Dichtbandes am Kolben zuverlässig fixiert.In one embodiment, the piston has several support collars along the sealing band. In addition to improving the tightness, the position of the sealing band on the piston is reliably fixed.

In einer Variante liegt das Dichtband direkt auf dem Kolben auf und weist dem Kolben zugewandt mehrere Ausnehmungen zur Aufnahme der Stützkrägen des Kolbens auf, wobei zwischen zwei Ausnehmungen jeweils eine Dichtlippe ausgebildet ist. Da die Dichtlippen formschlüssig in die Abstände der Stützkrägen eingreifen, wird die Fixierung des Dichtbandes am Kolben verbessert.In one variant, the sealing band rests directly on the piston and, facing the piston, has a plurality of recesses for receiving the support collars of the piston, a sealing lip being formed between each of the two recesses. Since the sealing lips engage positively in the distances between the support collars, the fixation of the sealing band on the piston is improved.

In einer Ausführungsform verläuft jede Auslegefeder um den Kolben herum. Damit wird die Empfindlichkeit der so erzeugten Vorspannung und damit des Reibungswiderstandes und der Dichtigkeit der Dichteinheit gegenüber Fertigungsstreuungen der beteiligten Bauelemente reduziert.In one embodiment, each extension spring extends around the piston. This reduces the sensitivity of the preload generated in this way and thus of the frictional resistance and the tightness of the sealing unit with regard to manufacturing deviations of the components involved.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montage eines Dichtbandes in eine Kolbeneinheit, insbesondere für einen hydraulischen Dämpfer in einem Fahrzeug. Bei einem Verfahren, bei welchem die Vorrichtung einfach herzustellen ist und die Dichtfunktion während einer Bewegung des Kolbens zuverlässig gewährleistet wird, wird die U-förmige Auslegefeder in eine, ein umlaufendes Profil aufweisende Montagevorrichtung eingesteckt, wobei dieses gegenüber einem Kolben bei einer vorübergehenden Unterbindung einer Federung fixiert wird und anschließend das Dichtband aufgelegt wird.Another aspect of the invention relates to a method for assembling a sealing band in a piston unit, in particular for a hydraulic damper in a vehicle. In a method in which the device is easy to manufacture and the sealing function is reliably ensured during a movement of the piston, the U-shaped extension spring is inserted into a mounting device having a circumferential profile, this being compared to a piston in the event of a temporary suspension of suspension is fixed and then the sealing tape is applied.

Vorteilhafterweise wird das Dichtband unter dessen Aufweitung über die montierte Auslegefeder und den Kolben gezogen. Mit Hilfe der Aufweitung kann das Dichtband in nur einem Montageschritt auf den Kolben aufgelegt werden.The sealing band is advantageously pulled over the mounted extension spring and the piston while expanding. With the help of the expansion, the sealing tape can be placed on the piston in just one assembly step.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Montagevorrichtung zur Montage des Dichtbandes an einer Kolbeneinheit. Bei dieser einfachen Montagevorrichtung ist ein umlaufendes Profil einer Innenform einer zu montierenden Auslegefeder zum Einstecken in das Dichtband angepasst und ein konischer Aufschiebebereich zur Weitung des Dichtbandes bei der Montage am Kolben vorgesehen.Another aspect of the invention relates to a mounting device for mounting the sealing band on a piston unit. In this simple assembly device, a circumferential profile of an inner shape of a cantilever spring to be assembled is adapted for insertion into the sealing band and a conical push-on area is provided for expanding the sealing band during assembly on the piston.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale können für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung bilden, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separater Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Further advantages, features and details emerge from the following description, in which at least one exemplary embodiment is described in detail - possibly with reference to the drawing. Described and / or graphically represented features can form the subject matter of the invention individually or in any meaningful combination, optionally also independently of the claims, and in particular can also be the subject matter of one or more separate applications. Identical, similar and / or functionally identical parts are provided with the same reference symbols.

Es zeigen:

  • 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
  • 2 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Montagevorrichtung,
  • 3 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Montageverfahrens.
Show it:
  • 1 an embodiment of the device according to the invention,
  • 2 an embodiment of the assembly device according to the invention,
  • 3 an embodiment of the assembly method according to the invention.

In 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, wie diese in hydraulischen Dämpfern, insbesondere in Fahrzeugen, eingesetzt wird. Die Vorrichtung 1 weist ein Dichtband 3 auf, welches zwischen einer Wandung eines Zylinders 5 und einem in dem Zylinder 5 beweglich gelagerten Kolben 7 anliegt. An seinen Enden besitzt das Dichtband 3 je ein Dichtelement 9, während dazwischen in vorgegebenen Abständen Dichtlippen 11 ausgebildet sind, die in Richtung des Kolbens 7 weisen. Zwischen den Dichtlippen 11 sind Ausnehmungen 13 vorgesehen, in welche ebenfalls mittig am Kolben 7 ausgebildete Stützkrägen 15 formschlüssig eingreifen, so dass das Dichtband 3 direkt an dem Kolben 7 anliegt. Die Vorspannung des Dichtbandes 3 auf die Wand des Zylinders 5 wird durch eine zwischen Dichtband 3 und Kolben 7 liegende, um den Kolben 7 herumgreifende, einen U-förmigen Querschnitt aufweisende Auslegefeder 17, 19 erzeugt, die aus Kunststoff oder aus einem metallischen Material besteht und mit engen Toleranzen gefertigt wird. Eine solche Auslegefeder 17, 19 ist an jedem Ende des Dichtbandes 3 vorgesehen, wobei sich die beiden Auslegefedern 17 und 19 gegensinnig gegenüberliegen, das heißt, dass ihre offenen Bereiche 17a, 19a voneinander wegweisen. Ein Schenkel 17b, 19b jeder Auslegefeder 17, 19 drückt das Dichtelement 9 des Dichtbandes 3 radial an die Wand des Zylinders 5, während der andere Schenkel 17c, 19c jeder Auslegefeder 17, 19 sich radial am Kolben 7 abstützt. Eine runde Schulter 17d, 19d der Auslegefedern 17, 19 stützt sich axial in die entgegengesetzte Richtung am Kolben 7 ab.In 1 an embodiment of a device according to the invention is shown as it is used in hydraulic dampers, in particular in vehicles. The device 1 has a sealing tape 3 on which between a wall of a cylinder 5 and one in the cylinder 5 movably mounted piston 7th is applied. The sealing tape has at its ends 3 one sealing element each 9 , while sealing lips in between at predetermined intervals 11 are formed in the direction of the piston 7th point. Between the sealing lips 11 are recesses 13th provided, in which also in the center of the piston 7th trained support collars 15th engage positively so that the sealing tape 3 directly on the piston 7th is applied. The pretension of the sealing tape 3 on the wall of the cylinder 5 is by an between sealing tape 3 and piston 7th lying to the piston 7th extending extension spring having a U-shaped cross section 17th , 19th generated, which consists of plastic or a metallic material and is manufactured with close tolerances. Such an extension spring 17th , 19th is at each end of the sealing tape 3 provided, with the two extension springs 17th and 19th oppositely facing, that is, their open areas 17a , 19a point away from each other. One thigh 17b , 19b each extension spring 17th , 19th presses the sealing element 9 of the sealing tape 3 radially on the wall of the cylinder 5 while the other leg 17c , 19c each extension spring 17th , 19th radially on the piston 7th supports. A round shoulder 17d , 19d of the extension springs 17th , 19th is supported axially in the opposite direction on the piston 7th from.

2 zeigt eine Montagevorrichtung 21 für die Vorrichtung 1. Diese Montagevorrichtung 21 umfasst einen Grundkörper 23, welcher entlang seiner Längserstreckung in seiner Form 25 an die Innenform der Auslegefeder 17, 19 angepasst ist. Die Außenwand 27 des Grundkörpers 23 ist umlaufend abgeschrägt. 2 shows a mounting device 21st for the device 1 . This jig 21st comprises a base body 23 , which along its length in its shape 25 to the inner shape of the extension spring 17th , 19th is adapted. The outside wall 27 of the main body 23 is beveled all around.

Mit Hilfe von 3 soll die Montage der Vorrichtung 1 mit Hilfe der beschriebenen Montagevorrichtung 21 näher erläutert werden. Die Montagevorrichtung 21 wird derart in die Auslegefeder 17, 19 gesteckt, dass die Auslegefeder 17, 19 gegenüber dem Kolben 7 fixiert und deren Federung während des Montagevorganges unterbunden wird. Über die schräge Außenwand 27 wird anschließend das Dichtband 3 kontinuierlich aufgeweitet und über die Auslegefeder 17, 19 und den Kolben 7 geschoben. Nach dem Aufziehen des Dichtbandes 3 erfolgt ein finaler Beschnitt des Dichtbandes 3 und die Montagevorrichtung 21 wird entfernt.With the help of 3 intended to assemble the device 1 using the assembly device described 21st are explained in more detail. The assembly device 21st is so in the extension spring 17th , 19th put that the extension spring 17th , 19th opposite the piston 7th fixed and their suspension is prevented during the assembly process. Via the sloping outer wall 27 is then the sealing tape 3 continuously expanded and over the extension spring 17th , 19th and the piston 7th pushed. After pulling on the sealing tape 3 a final cut of the sealing tape takes place 3 and the mounting device 21st will be removed.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • US 4743033 A [0002]US 4743033 A [0002]

Claims (8)

Vorrichtung zum Abdichten einer Kolbeneinheit, insbesondere für ein Fahrzeug, umfassend einen Zylinder (5), in welchem ein Kolben (7) beweglich gelagert ist, wobei in den beiden Endbereichen des Kolbens (7) gegensinnig je ein Dichtelement (9) angeordnet ist, welches mit einem Federelement (17, 19) zur definierten Anlage an einer Wand des Zylinders (5) ausgestattet ist und die Federelemente (17,19) ebenfalls zueinander gegensinnig positioniert sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (7) mit einem Dichtband (3) versehen ist, welches an jedem Endbereich des Kolbens (7) ein Dichtelement (9) ausbildet, wobei in den beiden Endbereichen je eine U-förmige Auslegefeder (17, 19) gegensinnig eingelegt ist, die mit je einem Schenkel (17b, 19b) das zugeordnete Dichtelement (9) radial nach außen an die Wand des Zylinders (5) drückt und sich mit dem jeweils anderen Schenkel (17c, 19c) radial innen am Kolben (7) abstützt, wobei die Schenkelenden der Auslegefedern (17, 19) axial in gegensinniger Richtung abgestützt sind.Device for sealing a piston unit, in particular for a vehicle, comprising a cylinder (5) in which a piston (7) is movably mounted, a sealing element (9) being arranged in opposite directions in each of the two end regions of the piston (7), which is equipped with a spring element (17, 19) for defined contact on a wall of the cylinder (5) and the spring elements (17, 19) are also positioned in opposite directions to each other, characterized in that the piston (7) is provided with a sealing band (3) is provided, which forms a sealing element (9) at each end region of the piston (7), with a U-shaped extension spring (17, 19) being inserted in opposite directions, each with a leg (17b, 19b) which associated sealing element (9) presses radially outwards against the wall of the cylinder (5) and is supported with the respective other leg (17c, 19c) radially on the inside of the piston (7), the leg ends of the extension springs (17, 19) axially in contrary Direction are supported. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine runde Schulter (17d, 19d) der U-förmigen Auslegefedern (17, 19) sich axial in der den Schenkelenden entgegengesetzten Richtung am Kolben (7) abstützen.Device according to Claim 1 , characterized in that a round shoulder (17d, 19d) of the U-shaped extension springs (17, 19) are supported axially on the piston (7) in the direction opposite the leg ends. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (7) entlang dem Dichtband (3) mehrere Stützkrägen (15) aufweist.Device according to Claim 1 or 2 characterized in that the piston (7) has several support collars (15) along the sealing band (3). Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtband (3) direkt auf dem Kolben (7) aufliegt und dem Kolben (7) zugewandt mehrere Ausnehmungen (13) zur Aufnahme der Stützkrägen (15) des Kolbens (7) aufweist, wobei zwischen zwei Ausnehmungen (13) jeweils eine Dichtlippe (11) ausgebildet ist.Device according to Claim 3 , characterized in that the sealing band (3) rests directly on the piston (7) and facing the piston (7) has several recesses (13) for receiving the support collars (15) of the piston (7), with two recesses (13 ) a sealing lip (11) is formed in each case. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Auslegefeder (17, 19) um den Kolben (7) herum verläuft.Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that each extension spring (17, 19) runs around the piston (7). Verfahren zur Montage eines Dichtbandes an einer Kolbeneinheit, insbesondere für einen hydraulischen Dämpfer in einem Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass die U-förmige Auslegefeder (17, 19) in eine, ein umlaufendes Profil aufweisende Montagevorrichtung (21) eingesteckt wird, wobei diese gegenüber einem Kolben (7) bei einer vorübergehenden Unterbindung einer Federung fixiert wird und anschließend das Dichtband (3) über die Montagevorrichtung (21) auf den Kolben (7) aufgezogen wird.Method for mounting a sealing band on a piston unit, in particular for a hydraulic damper in a vehicle, characterized in that the U-shaped extension spring (17, 19) is inserted into a mounting device (21) having a circumferential profile, this being opposite to a Piston (7) is fixed in the event of a temporary suspension of suspension and then the sealing tape (3) is pulled onto the piston (7) via the assembly device (21). Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtband (3) unter dessen Aufweitung über die montierte Auslegefeder (17, 19) und den Kolben (7) gezogen wird.Procedure according to Claim 6 , characterized in that the sealing band (3) is pulled over the mounted extension spring (17, 19) and the piston (7) while expanding. Montagevorrichtung zur Montage eines Dichtbandes an einer Kolbeneinheit, dadurch gekennzeichnet, dass ein umlaufendes Profil (25) einer Innenform einer zu montierenden Auslegefeder (17, 19) zum Einstecken in die Auslegefeder (17, 19) angepasst ist und ein konischer Aufschiebebereich (27) für ein Dichtband (3) zur Weitung des Dichtbandes (3) bei der Montage am Kolben (7) vorgesehen ist.Assembly device for assembling a sealing band on a piston unit, characterized in that a circumferential profile (25) is adapted to an inner shape of a cantilever spring (17, 19) to be installed for insertion into the cantilever spring (17, 19) and a conical slide-on area (27) for a sealing band (3) is provided for expanding the sealing band (3) when it is mounted on the piston (7).
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