DE10314962A1

DE10314962A1 - Dichtung für eine Betätigungseinrichtung

Info

Publication number: DE10314962A1
Application number: DE10314962A
Authority: DE
Inventors: Barbara Dipl.-Ing. Ester; Herbert Dipl.-Ing. Voit (Fh)
Original assignee: ZF Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2003-04-02
Filing date: 2003-04-02
Publication date: 2004-10-28

Abstract

Dichtung für eine Betätigungseinrichtung, umfassend einen Zylinder, in dem ein Kolben axial beweglich angeordnet ist, wobei der Zylinder und der Kolben einen mit einem Druckmedium gefüllten Arbeitsraum bilden, der von mindestens einer der besagten Dichtungen verschlossen wird, wobei die Dichtung eine den Arbeitsraum abdichtende Dichtlippe und einen axial dazu beabstandeten Abstreifer aufweist, wobei die Dichtung in einer Nut gekammert ist und in einem Ringraum zwischen dem Abstreifer und der abdichtenden Dichtlippe mit einer Schmierstofffüllung versehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtung für eine Betätigungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Aus der DE 100 18 649 A1 ist eine Betätigungseinrichtung bekannt, deren Arbeitsraum von einer Dichtung zwischen einem Kolben und einem Zylinder abgedichtet wird. Innerhalb des Arbeitsraums ist ein scheibenförmiger Dichtungsträger mit einer außenseitigen Dichtung angeordnet. Diese Bauweise bietet einige funktionale Vorteile. So vereinfacht sich die Außenkontur des Kolbens, da auf eine Nut für die Dichtung verzichtet werden kann. Des weiteren können Desachsierungsfehler zwischen dem Kolben und dem Zylinder kompensiert werden, indem der Dichtungsträger mit einem Toleranzausgleichsspiel zum Kolben im Zylinder zentrierbar ist.

Ein gravierender Nachteil dieser Konstruktion liegt im Preis. Metall-Elastomerverbindungsteile sind prinzipbedingt vergleichsweise teuer. Des weiteren muss der Dichtungsträger mit dem Kolben verbunden werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Dichtung zu realisieren, die einfach in der Montage ist und eine große Langzeitdichtwirkung gewährleistet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Dichtung eine den Arbeitsraum abdichtende Dichtlippe und einen axial dazu beabstandeten Abstreifer aufweist, wobei die Dichtung in einer Nut gekammert ist und in einem Ringraum zwischen dem Abstreifer und der abdichtenden Dichtlippe mit einer Schmierstofffüllung versehen ist.

Die Nut kann im Kolben oder im Zylinder ausgeführt sein und ermöglicht eine vergleichsweise elastische Dichtung, die auch in der Lage ist, einen Ausgleich der Toleranzen von Zylinder und Führungshülse herzustellen. Innerhalb der Dichtung sind drei Dichtungselemente vereinigt. In Richtung der Umgebung ist der Abstreifer angeordnet, der vor allem Staubpartikel abhalten soll. Die elastische Dichtung soll den Arbeitsraum zuverlässig abdichten, wobei die Schmierstofffüllung zwischen dem Abstreifer und der Dichtlippe als weitere Barriere wirkt. Insbesondere bei einem gasförmigen Druckmedium im Arbeitsraum erfüllt die Schmierstofffüllung eine zusätzliche Dichtwirkung. Des weiteren unterstützt sie im gewissen Maße die Dichtlippe, die dadurch vergleichsweise weicher ausgeführt werden kann.

Um auch über einen längeren Zeitraum einen ggf. auftretenden Schmierstoffverlust ausgleichen zu können, ist der mit einer Schmierstofffüllung versehene Ringraum mit mindestens einer Schmierstoffvorratstasche verbunden.

Schmierstoffverluste können z. B. dann auftreten, wenn die Dichtlippe oder der Abstreifer besonders stark verformt werden. Deshalb ist vorgesehen, dass die Schmierstoffvorratstasche am Grund des Ringraums angeordnet ist. In diesem Bereich wirkt sich die Verformung der Dichtlippe oder des Abstreifers am geringsten auf das Volumen des Ringraums aus, so dass ein weiterer Verlust von Schmierstoff minimiert ist.

Bei einer ersten Ausführungsform kommt eine Mehrzahl von Schmierstoffvorratstaschen zur Anwendung, die durch in Axialrichtung der Dichtung verlaufende Stege getrennt werden. Die Stege stützen die Dichtlippe und den Abstreifer zusätzlich.

Alternativ besteht die Möglichkeit, dass die Schmierstoffvorratstasche von mindestens einer konzentrisch zum Ringraum angeordneten Nut gebildet wird.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung weist die Dichtung eine Nutgrunddichtfläche auf, deren Rückseite zum Arbeitsraum ausgerichtet ist. Über die Rückseite der Nutgrunddichtfläche kann druckabhängig die Vorspannung der Dichtung innerhalb der Nut gesteigert werden.

Derselbe Effekt wird auch für die Dichtlippe ausgenutzt, indem die Dichtlippe der Dichtung und die Rückseite zur Nutgrunddichtfläche durch einen in Richtung des Arbeitsraums ausgerichteten Ringgraben getrennt sind.

Gemäß einem vorteilhaften Unteranspruch ist zwischen dem Abstreifer und einer axialen Anschlagfläche der Dichtung in einer Nutseitenwand der Nut für die Dichtung eine umlaufende Vertiefung eingeformt. Aufgrund der Vertiefung verlängert sich der Abstreifer, so dass bei einer vorgegebenen Elastizität der Abstreifer etwas stärker ausgeführt werden kann, das sich positiv auf die Lebensdauer des Abstreifers auswirkt.

In diesem Sinne kann zusätzlich oder alternativ zwischen dem Abstreifer und der axialen Anschlagfläche ein axialer Versatz ausgeführt sein.

Damit für einen besonders lang ausgeführten Abstreifer eine genügende Bewegungsfreiheit besteht, ist an der Nutseitenwand unterhalb des Abstreifers eine Fase angeformt.

Zur Vermeidung von Deformationen der gesamten Dichtung innerhalb der Nut ist die Breite der Nut größer als die axiale Erstreckung der Nutgrunddichtfläche.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.
Es zeigt:
1 Schnittdarstellung von einer Betätigungseinrichtung
2 u. 3 Erfindungsgemäße Dichtung als Einzelteil
4 bis 6 Varianten der Dichtung gemäß den 2 und 3
Die 1 zeigt eine vereinfachte Darstellung einer Betätigungseinrichtung 1 für eine Reibungskupplung. Innerhalb eines Zylinders 3 ist axial beweglich ein Kolben 5 angeordnet, wobei der Zylinder und der Kolben einen Arbeitsraum 7 bilden, dessen Volumen über eine nicht dargestellte Anschlussöffnung willkürlich mit einem Druckmedium in flüssiger oder gasförmiger Form gefüllt werden kann.
Der Kolben gleitet auf einer Führungshülse 9, die fest mit dem Zylinder verbunden ist. Zwischen dem Kolben und der Führungshülse sind Führungsbänder 11 eingelegt, die eine Zentrierfunktion übernehmen. Innerhalb des Arbeitsraums 7 kann eine Vorlastfeder 13 zwischen dem Kolben und dem Zylinder verspannt sein, die den Kolben 5 gegen ein Lager 15 drückt.
Die Dichtflächen zwischen dem Kolben und dem Zylinder und dem Kolben und der Führunghülse werden von Dichtungen 17; 19 verschlossen. Wie aus den 2 und 3 ersichtlich ist, ist der prinzipielle Aufbau der beiden Dichtungen gleich. Für beide Dichtungen verfügt der Kolben über eine Nut 21; 23, in der die Dichtung gekammert ist.
Wie aus den 2 und 3 ersichtlich ist, verfügen beide Dichtungen über eine dynamische Dichtlippe 25, die in Richtung des Arbeitsraums 7 ausgerichtet ist. Dazu beabstandet in Richtung der Atmosphäre ist ein Abstreifer 27 ausgeführt, wobei ein Ringraum 29 zwischen der Dichtlippe und dem Abstreifer mit einer Schmierstofffüllung 31 versehen ist. Damit die Dichtlippe 25 nicht durch die Nut 21; 23 hinterströmt werden kann, verfügen die Dichtungen 17; 19 über eine statische Nutgrunddichtflä che 33, deren Rückseite 35 zum Arbeitsraum 7 ausgerichtet ist. Die Dichtung 25 und die Rückseite 35 zur Nutgrunddichtfläche 33 sind durch einen in Richtung des Arbeitsraums 7 ausgerichteten Ringgraben 37 getrennt. Dadurch werden eine Oberseite 39 der Dichtlippe 25 und die Rückseite 35 mit Druckmedium beaufschlagt und sorgen für eine Vorspannung auf die Dichtlippe bzw. die Nutgrunddichtfläche.
Wie bereits beschrieben verfügen beide Dichtungen 17; 19 über einen Abstreifer 27. Zwischen dem Abstreifer 27 und einer axialen Anschlagfläche 41, die an einer Nutseitenwand der Nut 21 oder 23 anliegt, ist eine umlaufende Vertiefung 43 eingeformt. Die verformbare Länge des Abstreifers kann dadurch vergleichsweise groß ausgeführt werden. Zusätzlich kann zwischen dem Abstreifer 27 und der axialen Anschlagfläche 41 noch ein axialer Versatz 45 ausgeführt sein, der zu einer zusätzlichen Verlängerung des Abstreifers führt.
In der 1 ist erkennbar, dass die Nutbreite der Nuten 21; 23 etwas größer dimensioniert ist als die Dichtung 17; 19. Es wird damit zuverlässig vermieden, dass die Dichtung 17; 19 in axialer Richtung deformiert wird und ggf. Leckagen aufkommen lässt. Zusätzlich ist an der Nutseitenwand der Nut 23 unterhalb des Abstreifers 27 eine Fase 47 oder alternativ ein größerer Radius angeformt, um einen Freiraum für eine elastische Verformung des Abstreifers zu gewährleisten.
Die 4 zeigt eine Abwandlung der Dichtungen 19, die zusätzlich zu dem mit einer Schmierstofftüllung 31 versehenen Ringraum 29 zwischen der Dichtlippe 25 und dem Abstreifer 27 eine Anzahl von konzentrisch am Grund des Ringraums angeordneten Nuten 49 aufweist, die eine Schmierstoffvorratstasche bilden. Bei einem Reibkontakt des Abstreifers 27 und/oder der Dichtlippe 25 mit dem Zylinder kann der Ringraum 29 durch die elastischen Dichtungsbereich verkleinert werden, wodurch Schmierstoff aus dem Ringraum verdrängt wird. Die Schmierstoffvorratstasche in Form der Nuten 49 sorgt dafür, dass zumindest ein Minimum an Schmierstoff im Ringraum 29 verbleibt.
Die 5 und 6 zeigen eine Alternativvariante bei der am Grund des Ringraums 29 einzelne Schmierstofftaschen 51 vorliegen, die durch in Axialrichtung der Dichtung verlaufende Stege 53 (6) getrennt werden. Aufgrund der Stege 53 werden die Fußbereiche der Dichtlippe und des Abstreifers verstärkt. Des weiteren kann auch in Umfangsrichtung z. B. bei einseitiger Erwärmung nicht die gesamte Schmierstofffüllung aus dem Ringraum 29 abfließen, da die Stege Barrieren bilden. Selbstverständlich kann die Geometrie nach den 4 bis 6 auch bei der Dichtung 17 zwischen dem Kolben und der Führungshülse eingesetzt werden.

Claims

Dichtung für eine Betätigungseinrichtung, umfassend einen Zylinder, in dem ein Kolben axial beweglich angeordnet ist, wobei der Zylinder und der Kolben einen mit einem Druckmedium gefüllten Arbeitsraum bilden, der von mindestens einer der besagten Dichtung verschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (17; 19) eine den Arbeitsraum (7) abdichtende Dichtlippe (25) und einen axial dazu beabstandeten Abstreifer (27) aufweist, wobei die Dichtung (17; 19) in einer Nut (21; 23) gekammert ist und in einem Ringraum (29) zwischen dem Abstreifer (27) und der abdichtenden Dichtlippe (25) mit einer Schmierstofffüllung (31) versehen ist.
Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mit einer Schmierstofffüllung (31) versehene Ringraum (29) mit mindestens einer Schmierstoffvorratstasche (49; 51) verbunden ist.
Dichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmierstoffvorratstasche (49; 51) am Grund des Ringraums (29) angeordnet ist.
Dichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Schmierstoffvorratstaschen (51) zur Anwendung kommen, die durch in Axialrichtung der Dichtung (17; 19) verlaufende Stege (53) getrennt werden.
Dichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmierstoffvorratstasche von mindestens einer konzentrisch zum Ringraum (29) angeordneten Nut (49) gebildet wird.
Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (17; 19) eine Nutgrunddichtfläche (33) aufweist, deren Rückseite (35) zum Arbeitsraum (7) ausgerichtet ist.
Dichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippe (25) der Dichtung (17; 19) und eine Rückseite (35) zur Nutgrunddichtfläche (33) durch einen in Richtung des Arbeitsraums (7) ausgerichteten Ringgraben (37) getrennt sind.
Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Abstreifer (27) und einer axialen Anschlagfläche (41) der Dichtung (17; 19) in einer Nutseitenwand der Nut (21; 23) für die Dichtung (17; 19) eine umlaufende Vertiefung (43) eingeformt ist.
Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Abstreifer (27) und der axialen Anschlagfläche (43) ein axialer Versatz (45) ausgeführt ist.
Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Nutseitenwand unterhalb des Abstreifers (27) eine Fase (47) angeformt ist.
Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Nut (19; 21) größer ist als die axiale Erstreckung der Nutgrunddichtfläche (33).