DE2246390A1

DE2246390A1 - Lippendichtung zur abdichtung eines axial beweglichen kolbens

Info

Publication number: DE2246390A1
Application number: DE2246390A
Authority: DE
Inventors: Horst Mogwitz
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co oHG
Priority date: 1972-09-21
Filing date: 1972-09-21
Publication date: 1974-03-28

Description

Lippendichtung zur Abdichtung eines axial beweglichen Kolbens Die Erfindung bezieht sich auf eine Lippendichtung zum Abdichten eines axial beweglichen Kolbens gegenüber einer Zylinderwandung, insbesondere für den Arbeitskolben eines Hauptzylinders einer hydraulischen Kraftfahrzeugbremse.
Als Primärmanschetten für Hauptzylirlder hydraulischer Bremsanlagen oder sonstiger hydraulischer -Betätigungseinrichtungen werden Lippendichtungen aligemein verwendet. Als Werkstoff wurde bisher Gummi bevorzugt, da er aufgrund seiner höhen Elastizität für diesen Anwendungsfall besonders geeignet erscheint. Nach dem Stand der Technik ist diese Elastizität erforderlich, daiuit sich die äußere Dichtlippe beim Rückhub des Arbeitskolbens durch auftretenden Unterdruck von der Wandung des Arbeitszylinders abheben kann und ein Durchfluß des Druckmittels vom rückwärtigen Kolbenraum in den Raum vor dem Arbeitskolben möglich ist.
Solche Lippendichtungen aus Gummi haben den Nachteil, daß sie Gegenüber der Wandung des Arbeitszylinders einen verhältnismäßig hohen Reibungskoeffizienten aufweisen und daß beim über fahren des bei solchen Betätigungszylindern vielfachwerforderlichen Schnüffelloches unmittelbar vor der Dichtung der vorderste Teil der Dichtlippe im Laufe der Zeit beschädigt wird, indem sich dort Riefen bilden.
Als ein Kunststoff mit sehr günstigen Festigkeitseigenschaften und einem gegenüber Gummi wesentlich geringeren Reibungskoeffizienten ist in den letzten Jahren Polytetrafluoräthylen bekannt geworden. Dieser Kunststoff hat aber nicht die für Lippendichtungen erforderliche Elastizität.
Zur Vermeidung der Beschädigung der Dichtlippe von Lippendichtungen ist es durch die GB-PS 1 002 251 bekannt, die Dichtung mit größerem axialem Spiel axial verschiebbar in einer Dichtnut des Kolbens vorzusehen und den kolbenseitigen Teil des Nutgrundes durch eine Bohrung mit dem Arbeitsraum vor dem Kolben zu verbinden. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß bei langsamer Bremsbetätigung das Druckmittel aus dem Arbeitsraum heraus über die Bohrung im Nutgrund und der Nachlaufbohrung in den Nachlaufbehälter gelangen kann. Dadurch wird eine Bremsbetätigung ausgeschlossen. Die bekannte Primärmanschette löst das erstgenannte Problem überhaupt nicht und das letzte nur unvollkomnen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Primärmanschette zu schaffen, die beim Überfahren der Schnüffelbohrung nicht beschädigt werden kann und gegenüber der Zylinderwandung einen geringen Reibungskoeffizienten hat.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die äußere Mantelfläche der Lippendichtung aus einem Material mit gegenüber der Zylinderwandung geringem Reibungskoeffizienten und hoher Verschleißfestigkeit besteht, während der übrige Teil der Lippendichtung im wesentlichen aus einem Material hoher Elastizität gebildet ist.
Die Vorteile der vorliegenden Erfindung liegen insbesondere darin, daß die Reibeigenschaften und damit der mechanische irkungsgrad des Zylinders und die Lebensdauer der Lippendichtung erheblich verbessert werden, ohne daß nachteilige Wirkungen eintreten.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Vier Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen: Figur 1 einen Ausschnitt eines Arbeitskolbens mit der erf indungsgemäßen Lippendichtung, Figur 2 einen Ausschnitt eines Arbeitskolbens mit einer radial nicht auf dem Arbeitskolben zentrierten Lippendichtung nach der Erfindung, Figur 3 einen Teil der Lippendichtung nach Figur 2, Figur 4 einen Ausschnitt eines Arbeitskolbens mit einer weiteren Ausführung der erfindungsgemäßen Lippendichtung, Figur 5 einen Ausschnitt eines Arbeitskolbens mit einer als Topfmanschette ausgebildeten Lippendichtung nach der Erfindung.
Die Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt eines Arbeitskolbens 1, der in einem Zylinder 2 axial beweglich ist. Der Zylinder 2 hat eine Zylinderwandung 3, gegenüber der der Kolben 1 mittels einer Lippendichtung 4 abgedichtet ist.
Bei diesem Ausführungsbeispiel soll es sich um den Arbeitskolben eines Hauptzylinders für eine Kraftfahrzeugbremse handeln. Die Abbildung zeigt den Kolben 1 in Ruhestellung. In dieser Lage mündet hinter dem Kolben eine Nachlaufbohrung 5, während unmittelbar vor der Lippendicktung 4 ein Schnüffelloch 6 in den Zylinder 2 mündet. Die Nachlaufbohrung 5 und das Schnüffelloch 6 stehen in Verbindung mit einem nicht dargestellten Nach auf behälter. Die Lippendichtung 4 ist als Doppellippennutringdichtung ausgebildet und hat eine äußere Dichtlippe 7, welche sich gegen die Zylinderwandung 3 anlegt sowie eine innere Dichtlippe 8. Die Lippendichtung 4 ist in eine Abstufung 9 des Arbeitskolbens 1 eingelegt. Die Abstufung 9 wird durch einen Federteller 10 in axialer Richtung abgeschlossen, derart, daß die Lippendichtung 4 in der Abstufung 9 axiales Spiel hat. Gegen den Federteller 10 liegt eine Rückstellfeder 11 an, so daß der Arbeitskolben 1 nach Brensbetätigung in die dargestellte Position zurückgelangt.
Bei Rückbewegung des Arbeitskolbens 1 ist es erforderlich, daß die Bremsflüssigkeit aus einem Raum 13 hinter dem Arbeitskolben in einen Raum 14 vor dem Arbeitskolben strömen kann. Hierzu hat der S<beitskolben 1 über den Umfang verteilt iaehrere Bohrungen 15, die beim Arbeitshub des Kolbens 1 durch die Lippendichtung 4 verschlossen sind. Bei Rückhub des Kolbens verschiebt sich die Lippendichtung 4 axial gegen den Federteller 10, so daß ein Zwischenraum zwischen der Lippendichtung 4 und einer Stirnfläche 16 der Abstufung 9 entsteht. Da die Lippendichtung im wesentlichen aus Gummi gefertigt und dadurch elastisch ist, kann sich bei Rückbewegung des Arbeitskolbens 1 die innere Dichtlippe 3 vom Grund der Abstufung 9 abheben, so daß ein Nachsaugweg vom Raum 13 hinter dem Arbeitskolben durch die Bohrung 15 entlang der Stirnfläche 16 und entlang dem Grund der Abstufung 9 in den Raum 14 vor dem Arbeitskolben entsteht.
Die äußere Dichtlippe 7 liegt mit einer äußeren Mantelfläche 17 gegen die Zylinderwandung 3 an. Erfindungsgemäß besteht die äußere Mantelfläche 17 aus einem Material mit gegenüber der Zylinderwandung 3 geringem Reibungskoeffizienten und hoher Verschleißfestigkeit. Besonders günstig ist es,hierzu eine Folie 18 aus PolyEtrafluoräthylen auf den Gummikörper der Lippendichtung 4 aufzuvulkanisieren. Zur Erhöhung der Verschleißfestigkeit und Lebensdauer der Lippendichtung 4 kann das Polytetrafluoräthylen auch mit Kohle, Graphit oder Bronze gefüllt. sein.
Die Folie kann auch aus ähnlichen geeigneten thermoplastischen Kunststoffen bestehen.
Bei dgm dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist auch der Rücken der Lippendichtung 4 mit einer solchen Kunststofffolie überzogen. Durch diese Maßnahme erhöht sich zusätzlich die Lebensdauer solcher Dichtungen, ohne daß ihre Funktion nachteilig beeinflußt wird.
Gewisse Fälle machen es erforderlich, Flüssigkeitsdichtungen, wie zum Beispiel Tqpfmanschetten oder Nutrinumanschetten, ohne radiale Zentrierung auf dem Kolben, also schwimmend im Arbeitszylinder anzuordnen. Dabei ist es nicht möglich, wie beim Ausführungsbeispiel nach Figur 1, eine radial dichtende, flexible Dichtlippe vorzusehen. In vorteilhafter Weiterbildung wird in solchen Fällen der notwendige Dichteffekt durch zwei auf dem Rücken der Lippendichtung oder der Kolbenstirnseite -angeordnet, konzentrische Ringwulste erreicht. Zur näheren Erläuterung wird nunmehr auf die Figuren 2 bis 5 Bezug genommen.
Dabei sind funktionell gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen wie in Figur 1.
Die Figuren 2 und 3 zeigen eine Lippendichtung 4, die zum Grund der Ahstufung 9 ein beträchtliches Spiel hat. Es entsteht dadurch an dieser Stelle'ein Ringraum 20. Auf dem der Stirnfläche 16 der Abstufung 9 zugewandten Rücken der Lippendichtung 4 sind zwei konzentrische Ringwulste 19 und 19' vorgesehen. Die Lippendichtung 4 liegt mit ihrer Dichtlippe gegen die Zylinderwandung 3 an und stützt sich mit den Ringwulsten 19 und 19' an der Stirnfläche 16 ab. Beim Nachsaugen, d. h. Rückgang des Kolbens nach einem Arbeitshub in die Ausgangsstellung hebt die Lippendichtung 4 mit ihren Ringwülsten 19-und 19' von der Stirnfläche' 16 ab und gibt den Weg für den Flüssigkeitsstrom vom Raum 13 über die Bohrungen 15 entlang der Stirnfläche 16 über den Ringraum 20 in den Raum 14 frei. Die axiale Begrenzung des Hubes der Lippendichtung wird durch den Federteller 10, der sich an der Stirnfläche des Kolbens abstützt, übernommen.
Das Ausführungsbeispiel nach Figur 4 unterscheidet sich von dem nach den Figuren 2 und 3 dadurch, daß statt an der Lippendichtung 4 Ringwülste 21 und 22 an der Stirnfläche 16 der Abstufung 9 vorgesehen sind, die die gleiche Bedeutung haben, wie die Ringwülste 19 und 19' der Lippendichtung 4 nach den Figuren 2 und 3.
Die Figur 5 zeigt einen Arbeitskolben 1 mit einer Topfmanschette 23. Auch bei dieser Ausführung sind an der Topfmanschette 23 Dichtwulste 19 und 19' vorgesehen, mit denen sich die Topfmanschette 23 dichtend gegen die vordere Stirnseite 24 des Arbeitskolbens 1 abstützt. Ein tellerförmig gebogener Federteller 10 begrenzt wiederum die axiale Verschiebbarkeit der Topfmanschette.
Um den Ruckstrom von Flüssigkeit zu ermöglichen, sind eine oder mehrere Durchlaufbohrungen 25 in der Lippendichtung 4 vorgesehen.

Claims

Patentansprüche

Lippendichtung zum Abdichten eines axial beweglichen Kolbens gegenüber einer Zylinderwandung, insbesondere für den Arbeitskolben eines Hauptzylinders einer hydraulischen Kraftfahrzougbremse, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die äußere'Mantelfläche C17) der Lippendichtung (4) aus einem Material mit gegenüber der Zylinderwandung (3) geringem Reibungskoeffizienten und hoher Verscllleifestigkeit besteht, während der ührige Teil der Lippendichtung (4) im wesentlichen aus einem Material hoher Elastizität gebildet ist.
2. Lippendichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i chn e t , daß die äußere Mantelfläche (.17) durch eine aufvulkanisierte Folie C18) gebildet ist.
3. Lippendichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch. g e k e n n z e i c h n e t , daß die Folie aus Polytetrafluoräthylen besteht.
4. Lippendichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Folie aus mit Kohle, Graphit oder Bronze gefülltes Polytetrafluorät,hylen besteht,
5. Lippendichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, welche als Nutringdichtung ausgebildet ist und mit axialem Spiel in eine Nut des Arbeitskolbens eingelegt ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß durch das axiale Spiel in der Nut (9) und der Elastizität der inneren Dichtlippe (8) bei Rückbewegung des Arbeitskolbens (1) ein Nachsaugweg für das Druckmittel besteht.
6. Lippendichtung nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n z e i chnet, daß auch der Rücken der Lippendichtung (4) von einer Folie aus Polytetrafluoräthylen überzogen ist.
7. Lippendichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, welche als Nutringdichtung ausgebildet ist, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß auf dem Rücken der Lippendichtung (4) Ringwulste (19, 19') vorgesehen sind und zwischen dem Grund der Abstufung (9) und der Lippendichtung (4) ein Ringraum (20) vorhanden ist, so daß die Lippendichtung (4) nur durch die äußere Dichtlippe (7) radial zentriert ist.
8. Lippendichtung nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n z e i chn e t , daß an der Stirnflache (16) der Abstufun(3 (9) des Arbeitskolbens (1) Ringwulste (21, 22) vorgesehen sind.
9. Lippendichtung nach Anspruch 7 und 8, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Lippendichtung als TopfI,lanschette ausgebildet ist und ein oder mehrere Durchlaufbohrungen (25) im Recken der manschette aufweist.

L e e r s e i t e