DE1986276U - Abdichtung zwischen zwei konzentrisch angeordneten rohrfoermigen bauteilen und einem zwischen den bauteilen angeordneten schlauch. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Abdichtung zwischen zwei konzentrisch mit geringem Radialabstand zueinander angeordneten rohrförmigen Bauteilen und einem zwischen den einander zugewandten Umfangsflächen der beiden rohrförmigen Bauteile angeordneten Schlauch aus flexiblem Material.

Die Erfindung eignet sich insbesondere für Motorfahrzeugfederungen, bei denen der Schlauch aus flexiblem Material eine elastische, flüssigkeitsdichte Rollmembran ist, die mit dem Zylinder bzw. der Kolbenstange eines hydraulischen Stoßdämpfers verbunden ist und Axialverschiebungen zwischen dem Zylinder und der Kolbenstange zulässt.

Es ist bereits eine vergleichbare Stoßdämpferabdichtung zwischen zwei konzentrisch mit geringem radialem Abstand zueinander angeordneten rohrförmigen Bauteilen und einem zwischen den einander zugewandten Umfangsflächen der beiden rohrförmigen Bauteile angeordneten Schlauch aus flexiblem Material bekannt, bei der eine flüssigkeitsdichte Verbindung der Bauteile dadurch geschaffen ist, dass diese Teile über einen Axialbereich gemeinsam mehrere abwechselnd hintereinander angeordnete ringförmige Vertiefungen und Vorsprünge aufweisen, so dass die Teile im Axialschnitt einen parallelen, etwa wellenförmigen Verlauf aufweisen. Dabei erfährt der zwischen den Bauteilen angeordnete Schlauch an keiner Stelle des Verbindungs- bzw. Abdichtungsbereichs eine erhöhte Zusammendrückung. Daher ist die Abdichtung vergleichsweise schlecht, weil der Schlauch nicht längs einer Umfangslinie mit entsprechend vergrößerter Kraft an die beiden Bauteile angedrückt ist. Außerdem führt die bekannte Ausbildung, bei welcher sich die Umfangsflächen der beiden Bauteile im Verbindungsbereich mit einheitlichem Abstand zueinander erstrecken auch zu einer vergleichsweise schlechten axialen Festlegung der Bauteile. Um trotzdem eine gute Abdichtung zu erreichen, ist es daher zumindest erforderlich, eine Mehrzahl von hintereinander angeordneten ringförmigen Vertiefungen und Vorsprüngen vorzusehen. Hierbei ergibt sich jedoch in nachteiliger Weise ein erhöhter Raumbedarf für die Abdichtung und ein entsprechender zusätzlicher Aufwand. Außerdem schließt diese

Ausbildung, bei welcher die Bauteile über einen größeren axialen Bereich miteinander verbunden sind, ein gewisses Verschwenken der beiden Bauteile zueinander aus, bei dem diese eine exzentrische Lage zueinander einnehmen und ihre Achsen einen Winkel miteinander bilden. Eine derartig starre Verbindung der Bauteile ist jedoch häufig ungünstig, da sie ein gewisses automatisches Einstellen der Bauteile gegenüber anderen Teilen ausschließt.

Es ist ferner eine abgedichtete Anordnung mit zwei rohrförmigen Bauteilen und einem zwischenliegenden schlauchartigen Teil aus Kunststoff bekannt, bei der die Bauteile durch einen vergleichsweise dicken Wulst in einem entsprechend großen Abstand zueinander gehalten sind. An der Außenumfangsfläche des inneren Bauteils sind im Wulstbereich mehrere ringförmige Vertiefungen vorgesehen, die auf beiden Seiten allmählich in die Umfangsfläche übergehen. Am äußeren Bauteil sind den Vertiefungen gegenüberliegende Sicken vorgesehen, so dass auch hier die Bauteile im wesentlichen parallel zueinander verlaufen und sich die vorgenannten Nachteile ergeben. Im Übrigen lässt sich in dem vergleichsweise dicken Wulst keine lokalisierte, zu einer guten Abdichtung führende Vorspannung erzielen, und es besteht auch die Gefahr, dass die Bauteile sich axial zueinander verschieben.

Es ist bereits eine andere Abdichtung zwischen zwei ringförmigen Bauteilen und einem zwischen diesen angeordneten

Schlauchstück bekannt, bei welchem in dem einen Bauteil eine einzige Sicke vorgesehen ist, während die der Sicke zugewandte Umfangsfläche des anderen Bauteils glatt ausgeführt ist. Obwohl bei dieser Ausführung kein paralleler Verlauf der einander zugewandten Umfangsflächen der Bauteile vorhanden ist, kann auch diese Ausführung die vorgenannten Nachteile nicht ausschließen. Zwar erlaubt diese bekannte Ausbildung ein gewisses Verschwenken der beiden Bauteile, angesichts der glatten Umfangsfläche des einen Bauteils sind die beiden Bauteile jedoch nicht oder nur in geringem Maße gegen axiale Relativbewegungen gesichert, und dementsprechend besteht auch die Gefahr, dass die Anordnung undicht wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, bei einer Anordnung der eingangs genannten Art die Abdichtung so auszubilden, dass die vorgenannten Nachteile vermieden sind, die Abdichtung also auf einfache Weise mit geringem Aufwand herzustellen ist, und bei einer guten axialen Festlegung der rohrförmigen Bauteile ihr gegenseitiges Verschwenken in einer Axialebene in einem gewissen Ausmaß gestattet, ohne dass dadurch die Abdichtung beeinträchtigt ist.

Erfindungsgemäß ist die Abdichtung zwischen zwei konzentrischen mit geringem Radialabstand zueinander angeordneten rohrförmigen Bauteilen und einem zwischen den einander zugewandten Umfangsflächen der beiden rohrförmigen Bauteile angeordneten Schlauch aus flexiblem Material, insbesondere als abgedichtete Verbindung zwischen dem Zylinder bzw. der Kolbenstange eines hydraulischen Stoßdämpfers und einer Rollmembran, bei der in der einen Umfangsfläche eine ringförmige Vertiefung und in der anderen Umfangsfläche eine auf diese ringförmige Vertiefung vorspringende Sicke ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmige Vertiefung eine der vorspringenden Sicke zugewandte, nur leicht gerundete oder gebrochene scharfkantige Schulter aufweist, wobei der Schlauch zwischen der Ringschulter und der Sicke eingespannt ist.

Bei dieser Ausbildung ist der Schlauch längs einer der Ringschulter entsprechenden Umfangslinie zwischen der Ringschulter und der Sicke zusammengedrückt, so dass sich eine vergleichsweise hohe, im wesentlichen auf eine Umfangslinie konzentrierte Abdichtungskraft zwischen den Bauteilen und dem Schlauch ergibt. Gleichzeitig ist durch das Zusammenwirken zwischen der Ringschulter und der Sicke eine axiale Festlegung der Bauteile zumindest in der einen Richtung gegeben. Ferner können die beiden Bauteile, die im wesentlichen nur längs einer der Ringschulter entsprechenden Umfangslinie miteinander verbunden bzw. verspannt sind, in gewissem Ausmaß verschwenkt werden, wobei sie dann eine leicht exzentrische Lage zueinander einnehmen. Außerdem ist die Herstellung der erfindungsgemäßen Abdichtung besonders einfach und kostensparend auszuführen. Es wird lediglich in dem einen rohrförmigen Bauteil eine Vertiefung mit einer Ringschulter ausgebildet, dann werden die beiden rohrförmigen Bauteile und der Schlauch sich axial in- bzw. übereinander erstreckend angeordnet, und in das andere rohrförmige Bauteil wird in der Radialebene der Vertiefung eine Sicke eingedrückt.

Zweckmäßigerweise ist die ringförmige Vertiefung eine Ringnut mit auf beiden Seiten der Radialebene der Sicke gelegenen Ringschultern. In diesem Falle sind zwei den beiden Ringschultern zugeordnete Dichtungsstellen vorhanden, die sich längs den Ringschultern zugeordneten Umfangslinien erstrecken. Hierbei sind die beiden rohrförmigen Bauteile in axialer Richtung beidseitig festgelegt. Jede Relativbewegung zwischen den beiden Bauteilen in Axialrichtung würde zu einem erhöhten Zusammendrücken des Schlauchs an der einen oder der anderen Dichtungsstelle und damit zu einer Rückstellkraft führen.

Folgt Figurenbeschreibung Seite 3 folgende

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Zeichnungen eines Ausführungsbeispiels näher erläutert:

Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch eine Federungseinheit für ein Motorfahrzeug mit einer abgedichteten Anordnung, Fig. 1A ist ein Ausschnitt in vergrößertem Maßstab, Fig. 2 und 3 sind ein Längs- bzw. Querschnitt, die das Verfahren zur Herstellung der abgedichteten Anordnung gemäß Fig. 1 darstellen.

Die in Fig. 1 gezeigte Federungseinheit entspricht in ihrer allgemeinen Konstruktion der im Zusammenhang mit Fig. 1 der Zeichnungen in der Beschreibung der parallel laufenden deutschen Patentanmeldung G 45 941, eingereicht am 4.2.1966, beschriebenen Anordnung und kann an Stelle derselben verwendet werden. Die Einheit umfasst einen hydraulischen Stoßdämpfer 10 mit einem in einem Zylinder 14 gleitenden, mit Ventil versehenen Kolben 12. Im Gebrauch ist der Zylinder 14 durch einen herkömmlichen Einbauring und eine Buchse, die hier nicht gezeigt sind, an einer Hinterradaufhängung befestigt, während eine am Kolben 12 befestigte Kolbenstange 16 an ihrem freien Ende am Chassis oder Rahmen des Fahrzeuges durch einen ähnlichen Einbauring befestigt ist. Die Kolbenstange 16 erstreckt sich durch eine Endkappe 18 für den Zylinder 14, die gleichfalls eine Führung für die Kolbenstange darstellt. Eine Flüssigkeitsdichtung 20 ist an der Endkappe 18 vorgesehen, um ein Entweichen der Stoßdämpferflüssigkeit aus dem Zylinder 14 an der Kolbenstange 16 entlang zu verhindern. Um die Verdrängung der Stoßdämpferflüssigkeit durch die Bewegung der Kolbenstange 16 in den und aus dem Zylinder 14 zu gestatten, ist an dem der Endkappe 18 entgegengesetzten Ende des Zylinders ein gasgefüllter Raum 22 vorgesehen, wobei das Gas in diesem Raum 22 durch einen freien Kolben 24 von der hydraulischen Flüssigkeit im restlichen Zylinder 14 getrennt ist.

Eine Flüssigkeitskammer 26 ist um den freien Bereich der Kolbenstange 16 herum vorgesehen. Ein Ende der Kammer 26 ist von einem an das freie Ende der Kolbenstange 16 angeschweißten Becher 28 verschlossen. Ein zylindrisches Rohr 30 ist an der Peripherie des Bechers 28 befestigt, erstreckt sich über und umgibt den freien Bereich der Kolbenstange 16 und einen Teil des Zylinders 14. Eine elastische, nicht dehnbare, rohrförmige Membran 32 verbindet den Zylinder 14 mit dem Becher 28 und bildet eine sich abwälzende Dichtung für die Kammer 26 zwischen dem Zylinder 14 und dem Becher 28, wobei ein U-Bogen 38 in der Membran zwischen der Außenwand des Zylinders 14 und der Innenwand des Rohres 30 abrollt. Abgesehen davon, dass das Rohr 30 eine Unterstützung für die Membran 32 bildet, wirkt es auch als Schmutz- und Steinschutz für denjenigen Bereich des Zylinders 14, auf dem sich der U-Bogen 38 abrollt. Ein nicht gezeigtes Rohrverbindungsstück am Becher 28 bildet eine Öffnung zum Hindurchströmen von Luft in die und aus der Kammer 26. Beim Gebrauch wird der Druck in der Kammer 26 beispielsweise auf einem Wert von 4,218 kg/cm[hoch]2 (60 p.s.i.) gehalten, so dass eine in günstiger Weise parallel mit dem Stoßdämpfer 10 wirkende Federkraft geschaffen wird.

Soweit bisher beschrieben, entspricht die erfindungsgemäße Anordnung der in der oben genannten Beschreibung erläuterten, abgesehen davon, dass die Art der Befestigung und Abdichtung der rohrförmigen Membran 32 am Becher 28 und Rohr 30 gemäß der vorliegenden Erfindung getroffen ist. Der Becher 28 ist an der Außenseite mit einer Nut 42 von rechteckigem Querschnitt versehen, die ein Paar einander gegenüberliegender, sich in Umfangsrichtung erstreckender Schultern bildet. Die Wand des Rohres 30 ist derartig gestaucht, dass ein sich zur Nut 42 erstreckender Vorsprung 44 gebildet wird, wodurch die rohrförmige Wand der Membran 32 zwischen dem Vorsprung 44 und den die Nut 42 begrenzenden und mit dem Vorsprung konvergierenden Schultern zusammengepresst gehalten wird.

Es hat sich herausgestellt, dass bei dieser Anordnung eine völlig befriedigende, dichte Anbringung der Membran am Rohr und am Becher erzielt wird, bei der die Membran unter Belastung fest verankert bleibt. Vermutlich beruht die feste Verankerung darauf, dass der Vorsprung 44 bestrebt ist, sich axial in Richtung der Belastung zu bewegen und dadurch die Membran enger an die benachbarten Schultern zu drücken, die in das Material hineingreifen. Deshalb müssen die Schultern scharf umgrenzt sein, jedoch nicht so scharf, dass sie in das Gummi einschneiden. Aus diesem Grund sind die Schultern, wie gezeigt, leicht abgerundet. Der Becher 28 ist ebenfalls durch den gegenseitigen Eingriff zwischen Vorsprung und Nut mechanisch mit dem Rohr 30 verkeilt.

Als Beispiel werden unten die tatsächlichen Dimensionen einer

Ausführungsform angegeben, wobei die Bezugszeichen denen der Fig. 1 A entsprechen:

OD = 51,69/51,56 mm GD = 49,28/49,02 mm W = 7,62 mm (2,035"/2,030") (1,940"/1,930") (0,30")

U = 2,69/2,39 mm (0,106"/0,094")

ID = 54,74/54,36 mm G = 1,22 mm R = 3,81 mm T = 1,52 mm (2,155"/2,140") (0,048") (0,150") (0,060") (NOM)

Die abgedichtete Verbindung ist ohne weiteres herzustellen und hat den weiteren Vorteil, dass keine Metall-Metall Verbindung besteht, so dass leichte Winkelbewegungen und Exzentrizität des Bechers gegenüber dem Rohr aufgenommen werden können. Dies wiederum ermöglicht es, den Becher fest mit der Kolbenstange 16 zu verbinden, wodurch die Schwierigkeit umgangen wird, eine elastische, flüssigkeitsdichte Verbindung zwischen dem Becher und der Kolbenstange herstellen zu müssen.

Ein Verfahren zur Herstellung der abgedichteten Verbindung ist in den Fig. 2 und 3 gezeigt. Die drei rohrförmigen Teile 28, 30 und 32 werden lose zusammengebaut, und dann werden mehrere (geeigneterweise drei) Walzen 48 gegenüber der vorgeformten Nut 42 von außen gegen den Becher gepresst, während die Anordnung der drei rohrförmigen Teile gedreht wird, so dass die Wand des

Rohres 30 gestaucht wird, um den Vorsprung 44 zu bilden. Die Walzen 48 können schrittweise zwischen aufeinanderfolgenden Umdrehungen des Werkstückes nach innen gepresst werden. Jede Walze ist mit einem Profil versehen, welches einen konvexen, mittleren Bereich 48A zwischen parallelen Flanken 48B aufweist, wobei die Flanken dazu dienen, das Rohr 30 beim Verformen abzustützen und dadurch die dem Vorsprung benachbarten Bereiche parallel zu halten.

Es sind natürlich im Rahmen der Erfindung viele Abwandlungen möglich. Zum Beispiel können die äußeren rohrförmigen Teile mit einer vorgeformten Nut versehen sein, während die inneren mit einem nach außen ragenden Vorsprung versehen werden.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel kann die oben beschriebene Art und Weise der Befestigung der Membran auch an der Verbindungsstelle zwischen Membran und Zylinder 14 verwendet werden anstatt des gezeigten einfachen Haltebandes 34. Die Erfindung könnte beispielsweise auch bei einem Doppelrohr-Stoßdämpfer und vielen anderen Konstruktionen verwendet werden. Bei der Ausführung des Verfahrens können die Druckwalzen durch ein Werkzeug mit Klauen zum Stauchen der Rohrwand ersetzt werden. Dies erfordert möglicherweise keine Umdrehung des Werkstückes gegenüber dem Werkzeug; allerdings muß die Arbeit wahrscheinlich in zwei Stufen ausgeführt werden, zwischen denen das Werkstück teilweise gedreht wird.

Claims (2)

1. Abdichtung zwischen zwei konzentrisch mit geringem Radialabstand zueinander angeordneten rohrförmigen Bauteilen und einem zwischen den einander zugewandten Umfangsflächen der beiden rohrförmigen Bauteile angeordneten Schlauch aus flexiblem Material, insbesondere als abgedichtete Verbindung zwischen dem Zylinder bzw. der Kolbenstange eines hydraulischen Stoßdämpfers und einer Rollmembran, bei der in der einen Umfangsfläche eine ringförmige Vertiefung und in der anderen Umfangsfläche eine auf diese ringförmige Vertiefung vorspringende Sicke ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmige Vertiefung (42) eine der vorspringenden Sicke (44) zugewandte, nur leicht gerundete oder gebrochene scharfkantige Ringschulter aufweist, wobei der Schlauch (32) zwischen der Ringschulter und der Sicke eingespannt ist.

2. Abdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmige Vertiefung eine Ringnut (42) mit auf beiden Seiten der Radialebene der Sicke (44) gelegenen Ringschultern ist.