DE1056892B - Abdichtung fuer eine laengsbewegliche Stange, insbesondere fuer die Kolbenstange eines hydraulischen Teleskopstossdaempfers - Google Patents

Description

Bei Stoßdämpfern bereitet die Abdichtung der aus dem Zylinder austretenden Kolbenstange besonders dann Schwierigkeiten, wenn es sich um Teleskopstoßdämpfer handelt, bei denen die Flüssigkeitsfüllung unter Wirkung eines hohen Gasdruckes steht. Für solche Stoßdämpfer ist bereits eine Abdichtung bekannt, die aus einer zwischen zwei Scheiben oder Wänden aus festem Werkstoff angeordneten, gegebenenfalls in radialer Richtung vorgespannten Scheibe aus nachgiebigem Werkstoff besteht. Auch diese Dichtung aber zeigt nach einiger Betriebszeit ein Nachlassen der Dichtungsfähigkeit infolge eingetretenen Verschleißes. Ferner sind Dichtungen in Form von Platten, Ringen, Stäben od. dgl. bekannt, deren Dichtungsstoff aus Kunststoff besteht, denen gegebenenfalls auch noch Trägerstoffe, wie z. B. Fasern, Gewebe, Metalle oder Graphit, beigegeben sein können. Auch sind Stopfbüchsen für Hochdruckkessel nicht mehr neu, bei denen das zwischen zwei Scheiben bzw. Hülsen aus festem Werkstoff angeordnete Dichtungselement aus Gummi oder nachgiebigem Kunststoff, insbesondere aus Polyvinylchlorid, besteht.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Abdichtung für eine längs bewegliche Stange, insbesondere für die Kolbenstange eines hydraulischen Teleskopstoßdämpfers, die mit einer zwischen zwei Scheiben oder Wänden aus festem Werkstoff angeordneten, gegebenenfalls in Radialrichtung vorgespannten Dichtungsscheibe aus Kunststoff versehen ist. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abdichtung zu schaffen, die selbst höchsten Beanspruchungen gewachsen ist und eine wesentlich längere Lebensdauer als die bekannten Abdichtungen aufweist. Das wird gemäß der Erfindung im wesentlichen dadurch erzielt, daß die mindestens in ihrem an der Kolbenstange anliegenden Teil aus einem abriebfesten Kunststoff bestehende Dichtungsscheibe zentrisch zu der Durchtrittsöffnung für die Stange eine ihre Wandstärke verringernde, kegelige Vertiefung aufweist und in diesem Bereich durch einen Kegel aus Wärme gut leitendem Werkstoff abgestützt ist.

Für die Abdichtung nach der Erfindung ist es also zunächst wesentlich, daß als Werkstoff für die Dichtungsscheibe mindestens teilweise ein abriebfester Kunststoff verwendet wird. Solche Kunststoffe sind in neuerer Zeit verhältnismäßig zahlreich auf den Markt gekommen. Für die Durchführung der Erfindung kommen von derartigen Kunststoffen insbesondere solche in Betracht, die erst bei höherer Temperatur in einen zähflüssigen plastischen Zustand übergehen. Die Auswahl eines derartigen Werkstoffes trifft die Erfindung deshalb, weil bei sehr schnellen Hin- und Herbewegungen der Kolbenstange eines Stoßdämpfers infolge der Reibung zwischen Abdichtung
für eine längsbewegliche Stange,
insbesondere für die Kolbenstange
eines hydraulischen Teleskopstoßdämpfers

Anmelder:
Christian Marie
Lucien Louis Bourcier de Carbon,
Neuilly_r Seine (Frankreich)

Vertreter: Dr.-Ing. G. Eichenberg
und Dipl.-Ing. H. Sauerland, Patentanwälte,
Düsseldorf, Cecilienallee 76

Dipl.-Ing. Dr.-Ing. Hans Reifurth,
Ennep etal- Altenvo er de,
und Günter Frenzel, Ennepetal-Milspe,
sind als Erfinder genannt worden

Dichtung und Kolbenstange Temperaturen auftreten können, die weit über 100° C liegen. Wenn beispielsweise ein Kraftfahrzeug eine längere Strecke auf einer mit Kopfsteinpflaster ausgeführten Straße zurücklegt, so treten bei hoher Geschwindigkeit des Fahrzeuges Schwingungen von sehr hoher Frequenz auf, die trotz ihrer geringen Amplitude zu so hohen Temperaturen führen, daß der Werkstoff der Dichtung plastisch zu werden beginnt.

Um die in der Dichtung entstehende Reibungswärme zu verkleinern, schlägt die Erfindung vor, die Berührungsfläche zwischen Kolbenstange und Dichtung klein zu halten und zugleich für gute Wärmeabfuhr der in der kleineren Fläche entstehenden Wärme zu sorgen. Aus diesem Grunde ist bei der Abdichtung nach der Erfindung der die kegelige Vertiefung ausfüllende und die Dichtungsscheibe in diesem Bereich abstützende Kegel aus Wärme gut leitendem Werkstoff vorgesehen. Infolge der verringerten entstehenden Wärme und der guten Wärmeableitung bleibt der Werkstoff der Dichtungsscheibe bei der neuen Abdichtung selbst bei höchsten Beanspruchungen in dem eine gute Abdichtung gewährleistenden nachgiebigen Normalzustand, ohne durch Temperatureinwirkung plastisch zu werden. Infolge-

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Claims (2)

dessen ist eine vorzügliche Abdichtung bei langer Lebensdauer gegeben. Die Abdichtung nach der Erfindung wird vorzugsweise so ausgeführt, daß die Wandstärke der Dichtungsscheibe an der Durchtrittsstelle der Kolbenstange etwa halb so groß ist wie außerhalb des Bereiches der Vertiefung. Besonders gute Ergebnisse lassen sich erzielen, wenn der öffnungswinkel des Kegels der Vertiefung 70 bis 75° beträgt. Der Druck, unter dem die Dichtungsscheibe radial an der Kolbenstange anliegt, kann vorteilhaft dadurch eingestellt werden, daß die Dichtungsscheibe unter Wirkung einer axial gerichteten, durch eine Verschraubung od. dgl. einstellbaren Pressung steht. Zur Vermeidung eines zu hohen Preßdruckes kann dabei mit der die Pressung bewirkenden Verschraubung eine Feder in Reihe geschaltet sein, die vorzugsweise als Tellerfeder in Form einer gelochten kegeligen Scheibe ausgeführt wird. Die Erfindung sei an Hand der Zeichnung, in der drei Ausführungsbeispiele dargestellt sind, näher erläutert. Fig. 1 zeigt eine Kolbenstangenabdichtung, bei der die Dichtungsscheibe keiner Pressung in axialer Richtung unterworfen ist; Fig. 2 stellt eine Abdichtung dar, bei der die Dichtungsscheibe mittels einer Verschraubung in axialer Richtung gepreßt ist; in Fig. 3 schließlich ist eine Abdichtung dargestellt, bei der die durch eine Verschraubung einstellbare axiale Pressung der Dichtungsscheibe durch eine zwischengeschaltete Tellerfeder begrenzt ist. In das Ende des Zylinders 1 eines Stoßdämpfers ist eine Abdichtung eingesetzt, die aus zwei Scheiben 2, 3 aus festem Werkstoff und einer zwischen diesen befindlichen Scheibe 4 aus nachgiebigem Werkstoff besteht. Die Scheiben 2, 3, 4 werden durch Sprengringe 5, 6 in ihrer Lage gehalten. Mit 7 ist die Kolbenstange des Stoßdämpfers bezeichnet. Gemäß der Erfindung ist die Dichtungsscheibe 4 mit einer kegeligen Vertiefung versehen, in der ein Kegel 8 aus Wärme gut leitendem Werkstoff angeordnet ist. Um zu vermeiden, daß von außen her Staub, Schmutz od. dgl. an die Dichtung gelangt, ist bei dem Ausführungsbeispiel noch eine zweite umgekehrt angeordnete Abdichtung vorgesehen. Auf der Scheibe 3 ist eine einen Dichtungsring 9 enthaltende Metallkappe 10 befestigt. Auch der Dichtungsring 9 weist eine kegelige Vertiefung auf, in der ein Stützkegel 11 aus Wärme gut leitendem Werkstoff angeordnet ist. Während der Dichtungsring 4 den Zylinderraum des Stoßdämpfers nach außen abdichtet und das Entweichen von Bremsflüssigkeit verhindert, bewirkt der Dichtungsring 9 eine Abdichtung gegen von außen auf der Kolbenstange 7 heranbewegte Verunreinigungen. Er verhindert so das Eindringen von Staub und Schmutz und erhöht damit die Lebensdauer des Dichtungsringes 4. Ein besonderer Vorteil der neuen Abdichtung ist, daß durch die Verringerung der Berührungsflächen zwischen den Dichtungsringen und der Kolbenstange bei gleichzeitiger Verringerung der Flächenpressung eine leichtere Verschiebbarkeit der Kolbenstange gegeben ist. Dies wirkt sich auf die Fahreigenschaften des mit dem Stoßdämpfer ausgerüsteten Fahrzeuges günstig aus. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in Fig. 1. Soweit die Teile abweichend ausgeführt sind, wurde dem betreffenden Bezugszeichen der Index a angehängt. Ein Unterschied gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 besteht hauptsächlich insofern, als in diesem Falle der Dichtungsring 4 dadurch unter axiale Pressung gesetzt werden kann, daß der Scheibenkörper 2 a einen rohrartigen Ansatz aufweist, auf dem eine Kappe IOa verschraubbar ist. Die KappelOa drückt dabei auf die Scheibe 3 und setzt so den Dichtungsring 4 unter axiale Pressung. Für die Abdichtung gegenüber dem Zylinder 1 ist ein besonderer Dichtungsring 4 a vorgesehen, der durch Verschraubung der Kappe 10 a auf dem Rohransatz des Scheibenkörpers 2 a gleichfalls unter axiale Pressung gesetzt und so an die Wandung des Zylinders 1 angepreßt wird. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist an Stelle einer einstückigen Dichtungsscheibe wiederum eine Dichtungsscheibe 4 und ein Dichtungsring 4a benutzt. Auf beide wirkt in axialer Richtung die Scheibe 3 a, die unter Wirkung einer Tellerfeder 12 so steht. Diese Tellerfeder stützt sich an einem Schraubdeckel 13 ab, der auf den mit Gewinde versehenen Rand des Zylinders 1 aufgeschraubt ist. Mittels dieser Verschraubung kann die auf die Scheibe 3 a mittels der Tellerfeder 12 ausgeübte Druckkraft und damit die axiale Pressung der Dichtungsscheibe 4 und des Dichtungsringes 4a eingestellt werden. In diesem Falle ist der zweite Dichtungsring 9 und sein Stützkegel 11 in eine ringförmige Aussparung des Schraubdeckels 13 eingesetzt. Mittels einer Schraubkappe 14 kann die axiale Pressung, unter der der Dichtungsring 9 steht, eingestellt werden. Die Dichtungsscheiben bestehen bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen ganz aus abriebfestem Kunststoff. Thermoplastische Kunststoffe weisen teilweise eine geringere Nachgiebigkeit auf, als es für die Erzielung der notwendigen radialen Anpressung an die Kolbenstange erwünscht ist. Gute Ergebnisse erhält man in solchen Fällen, wenn nur ein innerer Ringteil der Dichtungsscheibe aus solchem Kunststoff und der übrige Teil aus nachgiebigerem Werkstoff besteht. Vorzugsweise wird dabei der mittlere Ringteil mit einem kegeligen Flansch von verhältnismäßig dünner, gleichmäßiger Wandstärke versehen, der sich beim Verbinden der beiden Teile der Dichtungsscheibe in eine entsprechende Aussparung des zweiten Teiles legt und die kegelige Vertiefung bildet bzw. auskleidet. Die Verbindung der beiden Teile miteinander kann je nach Werkstoff durch Kleben, Vulkanisieren oder Schweißen erfolgen. Patentansprüche:

1. Abdichtung für eine längsbewegliche Stange, insbesondere für die Kolbenstange eines hydraulischen Teleskopstoßdämpfers, mit einer zwischen zwei Scheiben oder Wänden aus festem Werkstoff angeordneten, gegebenenfalls in Radialrichtung vorgespannten Dichtungsscheibe aus Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens in ihrem an der Kolbenstange (7) anliegenden Teil aus einem abriebfesten Kunststoff bestehende Dichtungsscheibe (4) zentrisch zu der Durchtrittsöffnung für die Stange (7) eine ihre Wandstärke verringernde, kegelige Vertiefung aufweist und in diesem Bereich durch einen Kegel (8) aus Wärme gut leitendem Werkstoff abgestützt ist.

2. Abdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke der Dichtungsscheibe (4) an der Durchtrittsstelle der Kolben-