DE19822805C2 - Dichtungsanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung mit den Merkmalen des Ober­ begriffs des Patentanspruchs 1.

Als Stand der Technik ist aus DE 297 20 483 U1 eine in eine Kolben-Zylinder- Einheit integrierte Dichtungsanordnung bekannt, welche zur Zentrierung des In­ nenzylinders der Kolbeneinheit entweder einen separaten Zentrierring oder ei­ nen in den Führungskörper einer Führungs-Dichtungs-Einheit integrierten Zen­ trierring aufweist. Die vorgeschlagene Lösung zur Fixierung des Innenzylinders ist montageunfreundlich und besitzt kompliziert geformte Bauteile.

Im DE 87 10 208 U1 wird eine fluidgefüllte Kolben-Zylinder-Einheit beschrie­ ben, bei welcher der Weg der Kolbenstange mit Führungskolben aus dem Ge­ häuse heraus über Abstandshalter begrenzt wird. Die beschriebene Kolben- Zylinder-Einheit besitzt keinen Innenzylinder und ist als Ein-Rohr-Zylinder- Einheit ausgeführt. Auch die in der US 4,934,668 beschriebene Zylinder- Einheit ist als Ein-Rohr-Einheit mit einem Außenzylinder realisiert, wobei die Kolbenstange über mehrere Dichtlippen gegenüber einem Trägerelement ab­ gedichtet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine z. B. in eine Kolben-Zylinder- Einheit integrierbare Dichtungsanordnung anzubieten, bei der eine kostengün­ stige und montagefreundliche Fixierung eines Innenzylinders bzgl. des Kolbens ge­ währleistet ist.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patent­ anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung werden durch die weiteren Unteransprüche 2-14 realisiert.

Bei der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung ist das Zentrierelement zur Fixierung des Innenzylinders des Kolbens in das Dichtelement eingeformt. Im Gegensatz zum genannten Stand der Technik ist somit kein separater Zentrierring mehr erforderlich und das Dichtelement mit integriertem Zentrierelement kann prozeßfreund­ lich auf dem Träger als Mehrkomponententeil angebracht werden. Dabei können vereinfachte Spritzwerkzeuge ohne zusätzliche Schieber verwendet werden.

Das Zentrierelement kann als umlaufender oder unterbrochener Zentrierring ausgebildet sein, der voll- oder teilumfänglich den Innenzylinder des Kol­ bens kontaktiert und fixiert. Das Zentrierelement kann auch zusätzliche Formelement aufweisen, welche eine formflüssige Verbindung mit korre­ spondierenden Formelementen des Innenzylinders eingehen. Hierdurch wird eine besonders sichere Fixierung und Zentrierung des Innenzylinders reali­ siert.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das Zentrierelement mehrere einzelne voneinander getrennte Zentriervorsprünge oder Zentrier­ bünde aufweisen, wodurch der Innenzylinder punktuell kontaktiert und fi­ xiert wird.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann das Zentrierelement sowohl umlaufende Zentrierringbereiche die auch zusätzliche Zentrierbünde aufweisen, wenn dies die Einsatzbedingungen oder Benutzungsanforderun­ gen der Dichtungsanordnung erfordern.

Die Fixierung des Innenzylinders durch das Zentrierelement kann dadurch erfolgen, daß der umlaufende Innenzylinder an der Außenseite des Zentrie­ relements (z. B. des Zentrierrings und/oder der Zentrierbünde) anliegt und von diesem fixiert wird.

In einer weiteren Ausführungsform kann das Zentrierelement auch Außen­ bereiche des Innenzylinders kontaktieren und fixieren.

Generell ist es auch möglich Mischformen vorzusehen, so daß in einzelnen Bereichen des Zentrierelements eine Außen- und in anderen Bereichen eine Innenkontaktierung des Innenzylinders erfolgt.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführung können das Dichtelement und/oder der Träger der Dichtungsanordnung eine oder mehrere Strömungs­ öffnungen aufweisen, um eine Strömungsverbindung des Druckmediums zwischen den vor und nach dem Kolben angeordneten Innenräumen einer Kolben-Zylinder-Einheit über ein parallel zur Außenseite des Innenzylinders und innerhalb des Außenzylinders des Kolbens verlaufenden Strömungska­ nal zu ermöglichen.

Der Träger besteht aus einem Hartkunststoff und wird von dem als Weich­ teil ausgebildeten Dichtelement überdeckt. Zur Unterstützung des Dichtele­ ments insbesondere im Bereich des in das Dichtelement integrierten Zentrie­ relements weist der Träger der Dichtungsanordnung vorteilhafterweise un­ terstützende Vorsprünge auf, die punktweise oder umlaufend angeordnet sein können. Hierdurch wir die Stabilität der Dichtungsanordnung im Be­ reich des Zentrierelements erhöht.

Der Vorsprung bzw. die Einzelvorsprünge oder Vorsprungbünde können in dem Bereich, in dem sie die Unterseite des Zentrierelements kontaktieren, einen konvexen Verlauf aufweisen um auftretende Axialkräfte seitlich nach innen und außen abzuleiten.

Wenn der Vorsprung einen konkaven Verlauf aufweist, werden auftretende Axialkräfte direkt in den Träger eingeleitet und es folgt eine Stabilisierung und Lagefixierung des Dichtelements auf dem Träger.

Wenn der Vorsprung konisch verläuft, also nach außen oder innen geneigt ist, werden auftretende Axialkräfte entweder nach außen in Richtung Au­ ßenzylinder oder nach innen in Richtung Kolbenstange abgeleitet.

Die bisherigen Oberflächenverläufe beziehen sich auf die innere Kontaktflä­ che zwischen dem Vorsprung des Trägers und der Unterseite des Zentriere­ lements im Dichtelement.

An der Außenseite der Dichtungsanordnung kann das Dichtelement im Be­ reich des Zentrierelements ebenfalls konvex oder konisch ausgebildet sein, um entsprechende Federungscharakteristiken oder gewünschte Ableitungs­ richtungen von Axialkräften zu bewirken.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform dient das Zentrierelement nicht zur Fixierung und Zentrierung des Innenzylinders des Kolbens sondern dient in einer Doppelfunktion auch als Anschlag für die Unterseite des sich einer Endposition befindlichen Kolbens der Kolben-Zylinder-Einheit. Dabei wird der Kolben und damit die Kolbenstange federnd abgedämpft.

Wenn die Oberfläche des Zentrierelements der Dichtungsanordnung und die Unterseite des Kolbens aufeinander abgestimmte korrespondierende Ober­ flächenverläufe aufweisen kann bei der Abfederung des Kolbens in der An­ schlagposition zusätzlich eine Positionsfixierung des Kolbens stattfinden.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in den Zeichnungsfiguren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung der Dichtungsanordnung in einer Kol­ ben-Zylinder-Einheit,

Fig. 2 eine Draufsicht der Dichtungsanordnung,

Fig. 3 ein Schnitt I. nach Fig. 2 der Dichtungsanordnung sowie

Fig. 4a-d unterschiedliche Oberflächenverläufe von Dichtelement und Träger der Dichtungsanordnung.

Fig. 1 zeigt den unteren Bereich einer Kolben-Zylinder-Einheit mit einem Au­ ßenzylinder 5 und einer Kolbenstange 3, die in einem Innenzylinder 6 über den Kolben 4 und eine aus dem Träger 1 und dem Dichtelement 2 gebildete Dich­ tungsanordnung geführt ist.

Innenraum 7 ist über den Überströmkanal 13 und die Strömungsöffnung 12 mit Innenraum 8 verbunden, so daß eine Strömungsbewegung des Druckmediums stattfinden kann.

Der Innenzylinder 6 wird über den Zentrierring 9 des Dichtelements 2 fixiert und zentriert. Der Zentrierring 9 kontaktiert dabei den Innenzylinder 6 direkt und kann diesen damit besonders sicher aufnehmen.

Fig. 2 zeigt eine aus Träger 1 und Dichtelement 2 gebildete Dichtungsan­ ordnung in der Draufsicht. Der umlaufende Zentrierring 9 des Dichtelements 2 verjüngt sich an zwei gegenüberliegenden Ausnehmungen 11 und 11' je­ weils auf einen Steg 10 und 10'.

Im Bereich der Ausnehmungen 11 und 11' besitzt das Dichtelement 2 wie in Fig. 3 dargestellt Strömungsöffnungen 12 die den Innenraum 8 mit dem Überströmkanal 13 verbinden (vgl. Fig. 1). Diese Strömungsöffnungen 12 müssen nicht ausgebildet sein, so daß der Zentrierring 9 auch umlaufend in voller Breite ausgeführt sein kann und keine Verjüngung durch Stege 10 oder 10' vorgesehen sein kann (nicht abgebildet).

Das Dichtelement 2 besitzt an der Innenseite eine Stangendichtung 14 zur Abdichtung gegenüber der Kolbenstange 3 und an der Außenseite eine Zy­ linderdichtung 15 zur Abdichtung gegenüber dem Außenzylinder 5.

Der Zentrierring 9 ist durch den Vorsprung 16 des Trägers 1 unterstützt, wodurch sich falls erforderlich eine weitere Stabilisierung des Dichtele­ ments 2 im Bereich des Zentrierrings durch den als Hartkunststoffteil aus­ gebildeten Träger 1 einstellt.

In den Fig. 4a-d sind verschiedene Oberflächenverläufe des Zentrier­ rings 9 und des Vorsprungs 16 dargestellt.

Fig. 4a zeigt einen Vorsprung 16, der mit einer konvexen Oberfläche einen ebenfalls mit konvexer Oberfläche versehenen Zentrierring 9 unterstützt. Aus Fig. 4b geht ein Vorsprung 16 mit einen konkaven Oberflächenverlauf hervor.

Generell kann der Vorsprung 16 ebenso wie der Zentrierring 9 umlaufend ausgebildet sein oder den Zentrierring 9 nur teilumfänglich unterstützen. Die gewählten Oberflächenverläufe des Vorsprungs 16 und des Zentrierrings 9 können an die jeweiligen Erfordernisse (z. B. Dämpfung oder Kraftablei­ tung) angepaßt werden.

Zur Ableitung auftretender Axialkräfte nach außen bzw. innen besitzen der Vorsprung 16 und der Zentrierring 9 konisch nach außen (Fig. 4c) bzw. nach innen (Fig. 4d) geneigte Verläufe.

Wenn der Zentrierring auch als Anschlag für die Unterseite 17 des Kolbens 4 dient und somit einen "Zentrieranschlagring" bildet, eignet sich insbeson­ dere die in Fig. 4b dargestellte Ausführungsform mit einem konkav verlau­ fenden Vorsprung 16 und einem konvex verlaufenden Zentrierring 9 wegen der damit verbundenen vorteilhaften Federungs- und Dämpfungseigenschaf­ ten.

Claims (14)

1. Dichtungsanordnung mit einem Träger (1) zur Anbringung eines Dichtele­ ments (2) zur Abdichtung relativ zueinander bewegter Maschinenteile, nämlich Kolbenstangendichtung zur Abdichtung einer axial bewegbaren Kolbenstange (3) eines Kolbens (4) für Fluiddämpfer, Luft- und Hydrau­ likzylinder mit einem Außenzylinder (5) und einem konzentrisch dazu an­ geordneten Innenzylinder (6), wobei das Dichtelement (2) mit einem Trä­ ger (1) als Mehrkomponentenbauteil verbunden und das Mehrkomponen­ tenbauteil innerhalb des Außenzylinders (5) angeordnet und mit einem Zentrierelement zur Fixierung des Innenzylinders (6) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentrierelement in das Dichtelement (2) eingeformt ist, wobei durch das Dichtelement (2) sowohl eine Abdichtung des Trägers (1) gegenüber der Kolbenstange (3) als auch gegenüber dem Innenzylinder (6) erfolgt.

2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentrierelement einen Zentrierring (9) aufweist.

3. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentrierelement mehrere Zentrierbünde aufweist.

4. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentrierelement an seiner Außenseite vom Innenzylinder (6) kontaktiert wird.

5. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentrierelement an seiner Innenseite vom Innenzylinder (6) kontaktiert wird.

6. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (2) und/oder der Träger (1) mindestens eine Strömungsöffnung (12) aufweist.

7. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (1) mindestens ei­ nen axial gerichteten Vorsprung (16) zur Unterstützung des Zentrierele­ ments des Dichtelements (2) aufweist.

8. Dichtungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (16) bezüglich der Unterseite (17) des Kolbens (4) konvex verläuft.

9. Dichtungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (16) bezüglich der Unterseite (17) des Kolbens (4) konkav verläuft.

10. Dichtungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (16) bezüglich der Unterseite (17) des Kolbens (4) konisch verläuft und nach innen oder außen geneigt ist.

11. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentrierelement bezüglich der Unterseite (17) des Kolbens (4) konvex verläuft.

12. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentrierelement bezüglich der Unterseite (17) des Kolbens (4) konisch verläuft und nach außen oder innen geneigt ist.

13. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentrierelement als An­ schlag für den Kolben (4) dient.

14. Dichtungsanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberflächenverlauf des Zentrierelements (9) mit dem Oberflächenverlauf der Unterseite (17) des Kolbens (4) korrespondiert.