DE10342273A1

DE10342273A1 - Dichtungsring für eine Kolbenstange, insbesondere für eine Kolbenstange eines Schwingungsdämpfers

Info

Publication number: DE10342273A1
Application number: DE2003142273
Authority: DE
Inventors: Sergius Friesen; Georg Klöker; Ralf Liebschwager; Marco Schreiner
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2003-09-12
Filing date: 2003-09-12
Publication date: 2005-04-07

Abstract

Bei einem Dichtungsring (6; 25) für eine Kolbenstange eines Schwingungsdämpfers sind zur Abdichtung vorgesehene Gleitflächen an Abschnitten aus Elastomermaterial mit einer reibungsmindernden Beschichtung (15, 16, 17; 30) versehen. An dem Dichtungsring (6; 25) können Elastomermaterialien verwendet werden, die allein keine ausreichenden Lebensdauer- und Reibeigenschaften aufweisen. Durch die Bewehrung des Dichtungsrings (6; 25) an den besonders beanspruchten Gleitflächen mit einer reibungsmindernden Beschichtung werden die gegebenenfalls nachteiligen Eigenschaften des verwendeten Elastomermaterial überwunden. Zudem können weichere Elastomermaterialien als bisher für eine Kolbenstangendichtung zum Einsatz kommen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Dichtungsring für eine Kolbenstange, insbesondere für eine Kolbenstange eines Schwingungsdämpfers.

Solche Dichtungsringe weisen üblicherweise eine oder mehrere Gleitflächen aus Elastomermaterial auf, die im Einbauzustand gegen eine im Regelfall metallische Gegenfläche anliegen, um zum Beispiel einen Schwingungsdämpfer im Bereich der bewegbaren Kolbenstange abzudichten.

Die Gleitflächen sind dabei einem erhöhten Verschleiß unterworfen. Dies kann zu Undichtigkeiten und im ungünstigsten Fall zu einem Funktionsversagen führen. Weiche Elastomermaterialien ermöglichen zwar im Prinzip eine bessere Dichtwirkung, da sie sich gut gegen die jeweilige Gegenfläche andrücken lassen. Sie bedingen jedoch in den meisten Fällen gleichzeitig ein erhöhtes Losbrechmoment beim Einsetzen einer Bewegung und weisen auch sonst höhere Reibwerte auf. Die Folge hiervon ist ein schneller Verschleiß.

Durch härtere Materialien lassen sich das Losbrechmoment und der Reibwert vermindern. Jedoch ist die Dichtwirkung mitunter nicht ausreichend. Zudem sind entsprechende Dichtungen empfindlich gegen Maßabweichungen und Querkräfte. Bei einem Versatz können leicht Leckagespalte auftreten.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Dichtungsring mit einem verbesserten Ansprech- und Verschleißverhalten zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch einen Dichtungsring nach Patentanspruch 1 gelöst. Der erfindungsgemäße Dichtungsring zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass zur Abdichtung vorgesehene Gleitflächen an Abschnitten aus Elastomermaterial mit einer reibungsmindernden Beschichtung versehen sind.

Diese Lösung bietet den Vorteil, dass an dem Dichtungsring Elastomermaterialien verwendet werden können, die allein keine ausreichenden Lebensdauer- und Reibeigenschaften aufweisen. Durch die Bewehrung des Dichtungsrings an den besonders beanspruchten Gleitflächen mit einer reibungsmindernden Beschichtung werden die gegebenenfalls nachteiligen Eigenschaften des verwendeten Elastomermaterials überwunden.

Zudem können weichere Elastomermaterialien als bisher für eine Kolbenstangendichtung zum Einsatz kommen.

Die Verwendung bisher nicht-geeigneter Materialien bietet darüber hinaus ein erhebliches Kosteneinsparungspotential in bezug auf den verwendeten Werkstoff.

Weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen angegeben.

Vorzugsweise kommen die erfindungsgemäßen Dichtungsringe als Kolbenstangendichtungen bei Schwingungsdämpfern aller Art zum Einsatz, die hier ebenfalls beansprucht werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:
1 eine Schnittansicht einer Kolbenstangendichtung nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem Zweirohrdämpfer einer Kraftfahrzeugvorderachse,
2 eine räumliche Darstellung des Dichtungsrings der Kolbenstangendichtung aus 1,
3 eine Schnittansicht einer Kolbenstangendichtung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem Zweirohrdämpfer einer Kraftfahrzeughinterachse, und
4 eine Schnittansicht einer Kolbenstangendichtung nach einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem Einrohrdämpfer.
Das erste Ausführungsbeispiel in den 1 und 2 zeigt einen Zweirohrdämpfer einer Kraftfahrzeugvorderachse mit einem Außenrohr 1, einem Innenrohr 2, einer Kolbenstange 3 und einer Kolbenstangenführung 4. In das Außenrohr 1 ist von oben eine Kolbenstangendichtung 5 eingesetzt, welche sowohl gegen das Außenrohr 1 als auch gegen die Kolbenstange 3 abdichtet.
Die Kolbenstangendichtung 5 ist als Dichtungsring 6 ausgebildet. In dem ersten Ausführungsbeispiel umfaßt der Dichtungsring 6 einen Grundkörper 7 aus Elastomermaterial sowie einen Dichtungskern 8 aus einem härteren Werkstoff wie beispielsweise Stahl. Der Dichtungskern 8 weist einen rechteckigen Querschnitt auf und erstreckt sich ringförmig um die Kolbenstange 3. Dabei ist der Dichtungskern 8 zumindest abschnittsweise in das Elastomermaterial des Grundkörpers 7 eingebettet.
Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Grundkörper 7 des Dichtungsrings 6 eine zentrale Öffnung 9 mit einer oberen Dichtkante 10 und einer unteren Dichtkante 11 auf. Diese liegen im Zusammenbauzustand radialelastisch gegen die Kolbenstange 3 an. Während die obere Dichtkante 10 im wesentlichen aufgrund der Elastizität des über den Dichtkern 8 axial vorstehenden Ringabschnitts 12 gegen die Kolbenstange 3 gedrückt wird, ist im Bereich radial um die untere Dichtkante 11 eine Ringfeder 13 vorgesehen.
Weiterhin ist an der Unterseite des Grundkörpers 7 eine axial abstehende Dichtlippe 14 ausgebildet, welche gegen die Oberseite der Kolbenstangendichtung 4 drückt. Diese Dichtlippe 14 ist radial um die Ringfeder 13 angeordnet.
Eine Besonderheit des Dichtungsrings 6 besteht darin, dass die zur Abdichtung vorgesehenen Gleitflächen an Abschnitten aus Elastomermaterial mit einer reibungsmindernden Beschichtung versehen sind. Dies sind hier insbesondere die obere Dichtkante 10, die untere Dichtkante 11 und die Dichtlippe 14. In 1 ist die Beschichtung mit den Bezugszeichen 15, 16 und 17 angedeutet.
Die Beschichtung 15, 16 und 17 ist dabei vorzugsweise lediglich an den beanspruchten Flächen, nämlich den genannten Gleitflächen vorgesehen. Dies ermöglicht die Verwendung kostengünstiger oder besonders weicher Elastomermaterialien für den Grundkörper 7.
Es ist jedoch auch möglich, den gesamten Dichtungsring 6 mit einer Beschichtung zu versehen. Dies erfolgt vorzugsweise vor dem Einbau desselben in den Schwingungsdämpfer. Weiterhin ist es möglich, die Beschichtung erst nach dem Zusammenbau bzw. Einbau des Dichtungsrings 6 vorzunehmen, so dass dann sowohl der Dichtungsring 6 sowie umliegende Komponenten des Schwingungsdämpfers gemeinsam mit einer reibungsmindernden Beschichtung versehen sind.
Die Beschichtung kann beispielsweise ein Lack sein. Möglich ist auch eine Beschichtung, die im Dünnschicht-Plasmaverfahren oder in einem CVD- oder PVD-Verfahren aufgebracht worden ist.
Das zweite Ausführungsbeispiel in 3 zeigt ebenfalls einen Dichtungsring für eine Kolbenstange, und zwar anhand eines Zweirohrdämpfers für eine Hinterachse. Dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechende Komponenten sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen, die zur Unterscheidung 11 um ein Hochkomma ergänzt sind. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist der Dichtungsring 6' nun nicht unmittelbar an dem Außenrohr 1' des Schwingungsdämpfers 11 abgestützt, sondern vielmehr in eine Ausnehmung 18' der Kolbenstangenführung 4' eingesetzt, welche ihrerseits in dem Außenrohr 1' des Schwingungsdämpfers festgelegt ist. Dabei wird ein radialer Außenabschnitt 19' des Dichtungsrings axial zwischen der Kolbenstangenführung 4' und einem nach innen ungebogenen Endabschnitt 20' des Außenrohrs 1' eingespannt. Die Beschichtung kann wie im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel erläutert ausgeführt werden.
Eine Verwendungsmöglichkeit des erfindungsgemäßen Dichtungsrings im Verbund mit einem Einrohrdämpfer ist in 4 dargestellt. Diese zeigt ein Außenrohr 21, eine Kolbenstange 22 und eine Kolbenstangenführung 23, die in dem Außenrohr 21 axial festgelegt ist. Die Kolbenstangenführung 23 weist eine Ausnehmung 24 auf, in der ein Dichtungsring 25 aufgenommen ist, der im Zusammenbauzustand gegen die Kolbenstange 22 abdichtet.
Der Dichtungsring 25 umfaßt einen Grundkörper 26 aus Elastomermaterial und ein Dichtungshalteblech 27 aus einem härteren Werkstoff wie z. B. Stahl. Das Dichtungshalteblech 27 ist als flache Scheibe ausgebildet, die mit einer Nut 28 in der Ausnehmung 24 der Kolbenstangenführung 23 verrastet wird. Das Elastomermaterial des Grundkörpers 26 füllt die Ausnehmung 24 zumindest teilweise und bildet eine ringförmige Dichtkante 29 aus, welche radial gegen die Kolbenstange 22 drückt.
Auch hier ist die zur Abdichtung vorgesehene Gleitfläche, nämlich die Dichtkante 29 mit einer reibungsmindernden Beschichtung 30 versehen.
Wie in dem ersten Ausführungsbeispiel kann auch hier die Beschichtung 30 lediglich an den beanspruchten Flächen vorgesehen werden. Es ist jedoch auch möglich, den gesamten Dichtungsring 25 mit einer Beschichtung zu versehen. Dies erfolgt vorzugsweise vor dem Einbau desselben in den Schwingungsdämpfer. Weiterhin kann die Beschichtung erst nach dem Zusammenbau bzw. Einbau des Dichtungsrings 25 vorgenommen werden, so dass dann sowohl der Dichtungsring 25 sowie umliegenden Komponenten des Schwingungsdämpfers gemeinsam mit einer reibungsmindernden Beschichtung versehen sind.

1: Außenrohr
2: Innenrohr
3: Kolbenstange
4: Kolbenstangenführung
5: Kolbenstangendichtung
6: Dichtungsring
7: Grundkörper aus Elastomermaterial
8: Dichtungskern
9: zentrale Öffnung
10: obere Dichtkante
11: untere Dichtkante
12: ringförmiger Abschnitt
13: Ringfeder
14: Dichtlippe
15: Beschichtung
16: Beschichtung
17: Beschichtung
18: Ausnehmung
19: radialer Abschnitt
20: umgebogenes Ende
21: Außenrohr
22: Kolbenstange
23: Kolbenstangenführung
24: Ausnehmung
25: Dichtungsring
26: Grundkörper
27: Dichtungshalteplatte
28: Nut
29: Dichtkante
30: Beschichtung

Claims

Dichtungsring für eine Kolbenstange, insbesondere für eine Kolbenstange eines Schwingungsdämpfers, bei dem zur Abdichtung vorgesehene Gleitflächen an Abschnitten aus Elastomermaterial mit einer reibungsmindernden Beschichtung (15, 16, 17; 30) versehen sind.
Dichtungsring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (15, 16, 17; 30) lediglich partiell an dem Dichtungsring (6; 25) vorgesehen ist, nämlich ausschließlich an dessen Gleitflächen.
Dichtungsring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der gesamte Dichtungsring (6; 25) mit einer Beschichtung (15, 16, 17; 30) versehen ist.
Dichtungsring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsring (6; 25) sowie umliegende Komponenten des Schwingungsdämpfers im zusammengebauten Zustand gemeinsam mit einer Beschichtung versehen sind.
Dichtungsring nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (15, 16, 17; 30) ein Lack ist.
Dichtungsring nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (15, 16, 17; 30) im Dünnschicht-Plasmaverfahren aufgebracht ist.
Dichtungsring nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (15, 16, 17; 30) in einem CVD- oder PVD-Verfahren aufgebracht ist.
Dichtungsring nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsring (6; 25) einen metallischen Kern aufweist.
Dichtungsring nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsring (6) eine zentrale Öffnung (9) mit einer oberen Dichtkante (10) und einer unteren Dichtkante (11) aufweist, welche beide beschichtet sind.
Dichtungsring nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, der Dichtungsring (6) eine radial oder axial abstehende Dichtlippe (14) aufweist, welche zumindest an ihrer Dichtkante beschichtet ist (17).
Schwingungsdämpfer mit einem Dichtungsring (6; 25) nach einem der vorgenannten Ansprüche als Kolbenstangendichtung.