DE2757520A1 - POETRY - Google Patents
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Description
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Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung für das rückseitige Ende eines Kolbens bzw. einer Kolbenstange eines Hauptzylinders, insbesondere für hydraulische Bremsanlagen in Fahrzeugen. The invention relates to a sealing arrangement for the rear End of a piston or a piston rod of a master cylinder, in particular for hydraulic brake systems in vehicles.
Bei derartigen Bremshauptzylindern treten im Gegensatz zur Primärdichtung, welche große Druckdifferenzen aufzunehmen hat, bei der hinter dieser Primärdichtung zwischen dem mit dem Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter verbundenen Raum und der Atmosphäre angeordneten Sekundärdichtung nur kleine Druckunterschiede auf. Für letztere Dichtung ist es aber von besonderer Bedeutung, daß Leckflüssigkeitsverluste weitgehend vermieden werden, daß kein Luftzutritt zur Bremsflüssigkeit eintreten kann und daß die Reibung, insbesondere die Losbrechreibung besonders gering ist.With such brake master cylinders, in contrast to the primary seal, which has to absorb large pressure differences, at the rear of this primary seal between the space connected to the brake fluid reservoir and the atmosphere arranged secondary seal on only small pressure differences. But it is special for the latter poetry Significance that leakage fluid losses are largely avoided, that no air can enter the brake fluid can and that the friction, in particular the breakaway friction, is particularly low.
Neuerdings ist man bestrebt/ die Kolbenrücksetzgeschwindigkeit weiter zu erhöhen, um im Falle einer Leckage ein schnelles Pumpen zu ermöglichen. Dabei treten aber Unterdrucke von ca. 0,5 - 0,8 atu auf, so daß an die Sekundärdichtung erhöhte Anforderungen an das Abdichten gegen Lufteintritt gestellt werden. Dies gilt in noch stärkerem Maße, wenn eine Vakuumbefüllung des Bremssystems mit einem absoluten Druck in der Größenordnung von einigen Torr vorgenommen wird.Efforts have recently been made to further increase the piston resetting speed in order to achieve a rapid one in the event of a leak Allow pumping. In this case, however, negative pressures of approx. 0.5-0.8 atu occur, so that increased demands are placed on the secondary seal to seal against air ingress. This is even more true when vacuum filling of the braking system is made with an absolute pressure of the order of a few Torr.
Es ist bekannt, als Sekundärdichtung eines Bremshauptzylinders eine Lippenmanschette vorzusehen, bei der die Lippe zur Flüssigkeitsseite hin gerichtet ist (DT-OS 16 30 422, GB-PS 10 01 990, DT-PS 14 80 264). Bei geringen Druckdifferenzen zwischen der Flüssigkeitsseite und der Atmosphäre hat sich eine derartige Dichtungsanordnung gut bewährt.It is known to provide a lip seal as the secondary seal of a brake master cylinder, with the lip facing the liquid side is directed towards (DT-OS 16 30 422, GB-PS 10 01 990, DT-PS 14 80 264). With small pressure differences between the Such a sealing arrangement has proven itself well on the liquid side and the atmosphere.
Bei größeren Druckunterschieden bei der Rücksetzbewegung desIn the case of greater pressure differences during the reset movement of the
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Kolbens hat man ein Abheben der Dichtungslippe von der Dichtungsfläche zu beheben versucht, indem man der Dichtungslippe einen höheren Anpreßdruck an die Dichtungsfläche beispielsweise mittels eines eingelegten Federrings verleiht. Dadurch wird aber die Reibung der Dichtungslippe an der Dichtungsfläche unerwünscht erhöht und somit die Standzeit der Lippenmanschette und zusätzlich die Rücksetzgeschwindigkeit des Kolbens vermindert.Piston, attempts have been made to fix the sealing lip lifting off the sealing surface by opening the sealing lip gives higher contact pressure to the sealing surface, for example by means of an inserted spring ring. But this will the friction of the sealing lip on the sealing surface undesirably increases and thus the service life of the lip seal and in addition, the resetting speed of the piston is reduced.
Weiterhin ist es zur Lösung dieses Problems bekannt, neben der Lippenmanschette luftseitig einen O-Ring in einer gesonderten Nut anzuordnen. Dieser O-Ring ist aber ebenfalls mit einer größeren Reibung und damit Abnutzung behaftet; hinzu kommt, daß eine zweite Nut erforderlich ist.It is also known to solve this problem, in addition to the lip cuff, an O-ring on the air side in a separate one To arrange groove. However, this O-ring is also subject to greater friction and thus wear; in addition, that a second groove is required.
In der DT-OS 16 55 271 ist eine Sekundärdichtung für einen Hauptbremszylinder mit zwei Lippendichtungen in zwei getrennten Nuten angegeben, bei der die Dichtungslippen jeweils entgegengesetzt nach außen weisen. Diese Anordnung weist zwar eine geringe Reibung und eine gute Abdichtung gegen Lufteintritt auf, ist aber aufwendiger und hat einen großen Raumbedarf.In the DT-OS 16 55 271 is a secondary seal for one Brake master cylinder specified with two lip seals in two separate grooves, in which the sealing lips are opposite in each case pointing outwards. Although this arrangement has low friction and a good seal against air ingress, but is more complex and takes up a lot of space.
Ferner ist in der US-PS 23 40 466 ein Hauptbremszylinder beschrieben, dessen im Querschnitt U-förmige Sekundärdichtung zur Flüssigkeitsseite hin eine Dichtungslippe und luftseitig eine Dichtungsschulter besitzt und in der Nut durch einen Steg gehaltert ist. Diese Anordnung ist durch die Form der Dichtungsmanschette und den zusätzlichen Steg in der Nut ebenfalls aufwendig. Furthermore, a master cylinder is described in US-PS 23 40 466, Its secondary seal, which is U-shaped in cross section, has a sealing lip on the liquid side and one on the air side Has sealing shoulder and is held in the groove by a web. This arrangement is due to the shape of the sealing sleeve and the additional ridge in the groove is also expensive.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und bU-lige Sekundärdichtungsanordnung für einen Bremshauptzylinder, insbesondere in Fahrzeugen, anzugeben, die auch bei Vakuum imThe invention is based on the object of providing a simple and bulky secondary seal arrangement for a brake master cylinder, in particular in vehicles, which can also be used with vacuum in the
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Zylinder eine gute Abdichtung gegen Lufteintritt bei geringem Reibungswiderstand gewährleistet.Cylinder ensures a good seal against air ingress with low frictional resistance.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mit leichter radialer Vorspannung in einer Ringnut des Kolbens bzw. der Zylinderwand eine an der Zylinderwand bzw. der Kolbenstange gleitbar dichtend anliegende elastische Scheibendichtung angeordnet ist, deren im Querscnnitt radiale Höhe die axiale Breite wesentlich übertrifft.This object is achieved in that with slight radial prestress in an annular groove of the piston or the cylinder wall one on the cylinder wall or the piston rod Slidably sealing elastic disk seal is arranged, the radial height of which in the cross section is the axial width significantly exceeds.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die vorgeschlagene Dichtungsanordnung mit einfachen Mitteln auch bei Fertigungstoleranzen die gestellte Aufgabe löst. Dabei haben die vorgeschlagene tonnenförmig ausgebildete, radiale Dichtungsfläche der Scheibendichtung den Vorteil der geringeren Reibung und die vorgeschlagene zylinderfömnig ausgebildete, radialeDichtungsflache den Vorteil der höheren Dicht- und Abstreifwirkung. The advantages achieved by the invention are in particular that the proposed sealing arrangement with simple Means solves the task at hand even with manufacturing tolerances. The proposed barrel-shaped, radial Sealing surface of the disk seal has the advantage of lower friction and the proposed cylindrical, radial sealing surface the advantage of the higher sealing and wiping effect.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Scheibendichtung auf wenigstens einer Seite mit einem Stützring versehen, um die Scheibendichtung in einer definierten Lage in der Ringnut zu halten.In a further advantageous embodiment of the invention is the Disk seal provided with a support ring on at least one side to keep the disk seal in a defined position to hold in the ring groove.
Im Rahmen einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, zur zusätzlichen Abdichtung gegen Flüssigkeitsverlust in der Ringnut des Kolbens bzw. der Zylinderwand auf der Flüssigkeitsseite eine Lippenmanschette mit einer zur Flüssigkeitsseite weisenden Lippe vorzusehen, die von der Scheibendichtung durch einen Stützring getrennt ist.In the context of a further advantageous embodiment of the invention it is proposed to provide additional sealing against loss of fluid in the annular groove of the piston or the cylinder wall on the liquid side to provide a lip cuff with a lip facing the liquid side, which is from the Washer seal is separated by a support ring.
Die vorgeschlagene Dichtungsanordnung ist weiterhin einfach und billig in der Herstellung, da nur eine Ringnut ohne StegThe proposed sealing arrangement is still simple and cheap to manufacture, since there is only one annular groove without a web
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erforderlich ist und die herkömmliche Lippenmanschette beibehalten werden kann. Hinzu kommt eine leichte Montage der beiden voneinander unabhängigen Dichtungselemente, die im Bedarfsfall auch einzeln ausgetauscht werden können.is required and maintains the traditional lip cuff can be. In addition, the two independent sealing elements are easy to assemble can also be exchanged individually.
Nachfolgend wird die Erfindung in zwei Ausführungsbeispielen anhand schematischer Zeichnungen näher beschrieben. Dabei sind nur die für die Erfindung wesentlichen Teile dargestellt. In der Zeichnung zeigenThe invention is described in more detail below in two exemplary embodiments with reference to schematic drawings. Are there only the parts essential to the invention are shown. Show in the drawing
Fig. 1 einen Axialschnitt durch die Hälfte des rückwärtigen Teils eines hydraulischen Bremshauptzylinders, bei dem eine Dichtungsanordnung nach der Erfindung für das rückwärtige Ende eines Kolbens vorgesehen ist, und1 shows an axial section through half of the rear part of a hydraulic brake master cylinder, in which a sealing arrangement according to the invention is provided for the rear end of a piston, and
Fig. 2 einen Axialschnitt durch die Hälfte des rückwärtigen Teils eines hydraulischen Bremshauptzylinders, bei dem eine erfindungsgemäße Dichtungsanordnung bei einer Kolbenstange Verwendung findet.2 shows an axial section through half of the rear part of a hydraulic brake master cylinder, in which a sealing arrangement according to the invention is used in a piston rod finds.
Fig.1 zeigt den rückwärtigen Teil eines Hauptzylinders 1, in dessen Bohrung 2 ein Kolben 3 gleitbar angeordnet ist. Dieser Kolben 3 wird in seiner Ruhestellung durch eine nicht dargestellte Druckfeder auf der Flüssigkeitsseite 4 des Hauptzylinders 1 mit seinem hinteren Kolbenende 5 zur Anlage an einen Anlagesprengring 6 gebracht, der in einer in der Zylinderwand 7 des Hauptzylinders 1 in der Nähe des offenen Endes 8 des Hauptzylinders 1 ausgebildeten Nut 9 sitzt.Fig.1 shows the rear part of a master cylinder 1, in the bore 2 of which a piston 3 is slidably arranged. This piston 3 is in its rest position by a not shown Compression spring on the liquid side 4 of the master cylinder 1 with its rear piston end 5 for contact with a contact snap ring 6 brought in one in the cylinder wall 7 of the master cylinder 1 in the vicinity of the open end 8 of the master cylinder 1 formed groove 9 is seated.
Ein Lecken von Flüssigkeit aus dem Hauptzylinder 1 und einLeakage of liquid from the master cylinder 1 and a
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Ansaugen von Außenluft in den Hauptzylinder 1 wird durch eine erfindungsgemäße Dichtungsanordnung verhindert, die in einer Ringnut 10 sitzt, die im Kolben 3 nahe dem hinteren Kolbenende ausgebildet ist.Sucking in of outside air into the master cylinder 1 is prevented by a sealing arrangement according to the invention, which in a Ring groove 10 is seated, which is formed in the piston 3 near the rear end of the piston.
Diese Dichtungsanordnung besteht aus einer an sich bekannten Lippenmanschette 11 auf der Flüssigkeitsseite 4 der Ringnut 10, deren Lippe 12 zur Flüssigkeitsseite 4 gerichtet ist. Auf der Luftseite 13 der Ringnut 10 ist eine Scheibendichtung 14 angeordnet, deren radiale Höhe im Querschnitt die axiale Breite wesentlich übertrifft, und die durch einen Stützring 15 von der Lippenmanschette 11 getrennt ist. Dabei wird für die Scheibendichtung 14 ein Verhältnis von radialer Höhe zu axialer Breite von zwei bis zehn, bevorzugt sechs, vorgeschlagen.This sealing arrangement consists of a lip seal 11 known per se on the liquid side 4 of the annular groove 10, the lip 12 of which is directed towards the liquid side 4. A disk seal 14 is arranged on the air side 13 of the annular groove 10, whose radial height in cross section significantly exceeds the axial width, and by a support ring 15 of the Lip cuff 11 is separated. It is used for the washer seal 14, a ratio of radial height to axial width of two to ten, preferably six, is proposed.
Durch die relativ große Querschnittshöhe der Scheibendichtung wird sichergestellt, daß die Scheibendichtung 14 auch bei Fertigungstoleranzen jeweils nur mit geringer Radialkraft und ausreichend nachgiebig an der Zylinderwand 7 anliegt, so daß keine unerwünschte größere Reibung entstehen kann. Da auch die Lippenmanschette 11 nur eine geringe Radialkraft gegen die Zylinderwand ausübt und der Stützring 15 die Zylinderwand 7 nicht berührt, besitzt die vorgeschlagene Dichtungsanordnung insgesamt eine geringe Reibung und eine dementsprechend hohe Standzeit.The relatively large cross-sectional height of the disk seal ensures that the disk seal 14 even with manufacturing tolerances in each case rests against the cylinder wall 7 with only a small radial force and sufficiently resiliently so that none unwanted greater friction can arise. Since the lip cuff 11 also has only a small radial force against the cylinder wall exercises and the support ring 15 does not touch the cylinder wall 7, the proposed sealing arrangement has a low overall Friction and a correspondingly long service life.
Bei der Vorwärtsbewegung des Kolbens 3 zur Flüssigkeitsseite 4 hin gewährleistet der Staudruck der Flüssigkeit ein ausreichend dichtendes Anliegen der Lippe 12 der Lippenmanschette 11 an der Zylinderwand 7, so daß ein Flüssigkeitsaustritt aus dem Hauptzylinder 1 verhindert wird. Bei der schnellen Rücksetzbewegung des Kolbens 3 zur Luftseite 13 hin wird durch die Scheibendichtung 14, die bei dieser Bewegung durch den Stützring 15 in einer definierten Lage in der Ringnut 10 gehalten wird, ein Ansaugen von Luft in den Hauptzylinder 1 von der Luftseite 13 her sicher vermieden. During the forward movement of the piston 3 towards the liquid side 4, the dynamic pressure of the liquid ensures sufficient sealing abutment of the lip 12 of the lip cuff 11 on the Cylinder wall 7, so that a leakage of liquid from the master cylinder 1 is prevented. During the quick reset movement of the piston 3 to the air side 13 is through the disk seal 14, which during this movement by the support ring 15 in a defined Position is held in the annular groove 10, a suction of air into the master cylinder 1 from the air side 13 is reliably avoided.
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Der Fig.2 entnimmt man eine abgeänderte Verwendung einer erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung. Eine Kolbenstange 21 eines nicht näher dargestellten Kolbens ist im rückwärtigen Teil eines Hauptzylinders 22 in einer Bohrung 23 gleitbar angeordnet. Ein Lecken von Flüssigkeit aus dem Hauptzylinder 22 und ein Ansaugen von Außenluft in den Hauptzylinder 22 wird durch eine erfindungsgemäße Dichtungsanordnung vermieden, die in einer Ringnut 24 in der Zylinderwand 25 in der Nähe des offenen Endes 26 des Hauptzylinders 22 angeordnet ist.FIG. 2 shows a modified use of one according to the invention Sealing arrangement. A piston rod 21 of a piston not shown in detail is in the rear part of a Master cylinder 22 slidably disposed in a bore 23. Leakage of liquid from master cylinder 22 and suction of outside air in the master cylinder 22 is avoided by a sealing arrangement according to the invention, which is in an annular groove 24 is arranged in the cylinder wall 25 in the vicinity of the open end 26 of the master cylinder 22.
Diese Dichtungsanordnung besteht aus einer an sich bekannten Lippenmanschette 27 auf der Flüssigkeitsseite 28 der Ringnut 24, deren Lippe 29 zur Flüssigkeitsseite 28 hin gerichtet ist. Von dieser Lippenmanschette 27, durch einen ersten Stützring 30 getrennt, ist eine Scheibendichtung 31 angeordnet, deren radiale Höhe im Querschnitt die axiale Breite wesentlich übertrifft, und die auf der Luftseite 32 der Ringnut 24 einen zweiten Stützring 33 aufweist. Dabei soll ebenfalls für die Scheibendichtung 31 ein Verhältnis von radialer Höhe zu axialer Breite von zwei bis zehn , bevorzugt sechs, gelten.This sealing arrangement consists of a lip seal 27 known per se on the liquid side 28 of the annular groove 24, the lip 29 of which is directed towards the liquid side 28. From this lip cuff 27, separated by a first support ring 30, a disk seal 31 is arranged, the radial height of which significantly exceeds the axial width in cross section, and which has a second support ring 33 on the air side 32 of the annular groove 24. This should also apply to the window seal 31 a ratio of radial height to axial width of two to ten, preferably six, apply.
Durch ihre relativ große Querschnittshöhe liegt die Scheibendichtung 31 nur mit geringer Radialkraft und ausreichend nachgiebig an der Oberfläche 3 4 der Kolbenstange 21 an. Da auch die Lippenmanschette 27 nur eine geringe Radialkraft auf die Oberfläche 34 der Kolbenstange 21 ausübt und die Stützringe 30,33 die Oberfläche 34 nicht berühren, besitzt die vorgeschlagene Dichtungsanordnung insgesamt eine geringe Reibung und dementsprechend eine hohe Standzeit.Due to its relatively large cross-sectional height, the washer seal is located 31 on the surface 3 4 of the piston rod 21 only with a low radial force and with sufficient flexibility. There too Lip collar 27 only exerts a small radial force on the surface 34 of the piston rod 21 and the support rings 30, 33 do not touch the surface 34, the proposed sealing arrangement has overall low friction and accordingly a long service life.
Bei der Vorwärtsbewegung der Kolbenstange 21 zur Flüssigkeitsseite 28 hin gewährleistet der Staudruck der Flüssigkeit ein During the forward movement of the piston rod 21 towards the liquid side 28, the dynamic pressure of the liquid ensures a
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ausreichend dichtendes Anliegen der Lippe 29 der Lippenmanschette 27 an der Oberfläche 34 der Kolbenstange 21, so daß kein Flüssigkeitsverlust aus dem Hauptzylinder 22 eintreten kann. Bei der schnellen Rücksetζbewegung der Kolbenstange 21 zur Luftseite 32 hin wird durch die Scheibendichtung 31, die bei dieser Bewegung durch den zweiten Stützring 33 in einer definierten Lage gehalten wird, ein Ansaugen von Luft in den Hauptzylinder 22 von der Luftseite 32 her sicher vermieden. Der zwischen der Lippenmanschette 27 und der Scheibendichtung befindliche erste Stützring 30 dient hierbei zu einer zusätzlichen Fixierung der Scheibendichtung 31 in der definierten Position.sufficiently tight fit of the lip 29 of the lip seal 27 on the surface 34 of the piston rod 21, so that no loss of fluid from the master cylinder 22 can occur. During the rapid reset movement of the piston rod 21 to the air side 32 is through the disk seal 31, which during this movement by the second support ring 33 in a is held in a defined position, a suction of air into the master cylinder 22 from the air side 32 reliably avoided. The first support ring 30 located between the lip cuff 27 and the disk seal serves as an additional support ring Fixing the disk seal 31 in the defined position.
Die vorgeschlagene tonnenförmig ausgebildete/ radiale Dichtungsfläche der Scheibendichtung 14,31 hat dabei den Vorteil der geringeren Reibung und die vorgeschlagene zylinderförmig ausgebildete, radiale Dichtungsfläche den Vorteil der höheren Dicht- und Abstreifwirkung. Infolge der relativ großen radialen Höhe der Scheibendichtung 14,31 ändert sich auch im Falle eines auftretenden Verschleisses die Radialkraft nicht nennenswert, so daß ein ausreichend dichtendes Anliegen der Scheibendichtung 14,31 an der Zylinderwand 7 des Hauptzylinders 1 bzw. an der Oberfläche 34 der Kolbenstange 21 ohne größere Reibung gewährleistet ist.The proposed barrel-shaped / radial sealing surface of the disk seal 14.31 has the advantage of being smaller Friction and the proposed cylindrical, radial sealing surface have the advantage of higher sealing and Wiping effect. As a result of the relatively large radial height of the disk seal 14.31 also changes in the event of an occurrence The radial force does not wear significantly, so that the disk seal 14.31 guaranteed on the cylinder wall 7 of the master cylinder 1 or on the surface 34 of the piston rod 21 without major friction is.
Bedarfsweise kann die Scheibendichtung in nicht dargestellter Weise auch allein, auf einer oder auf beiden Seiten mit je einem Stützring versehen in einer Ringnut angeordnet sein.If necessary, the disk seal can also be used alone, in a manner not shown, on one or both sides with one each Support ring provided be arranged in an annular groove.
Die Lippenmanschetten 11, 27 sowie die Scheibendichtungen 14,31 bestehen vorzugsweise aus einem elastomeren oder plastomeren Werkstoff wie beispielsweise aus natürlichem oder synthetischem Kautschuk, und die Stützringe 15,30,33 aus einem geeigneten Kunststoff wie zum Beispiel aus Polytetrafluoräthylen mit dem Handelsnamen Teflon.The lip seals 11, 27 and the disk seals 14.31 are preferably made of an elastomeric or plastomeric material such as natural or synthetic Rubber, and the support rings 15,30,33 made of a suitable Plastic such as polytetrafluoroethylene with the Trade name Teflon.
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