DE3011135C2 - Lip seal - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Dicl-.ungsanordnung mit einer Lippendichtung für einen Lenkungsdämpfer mit einem Gehäuse, das an seinem Durchtrittsende für eine hin- und hergehende Kolbenstange einen radial nach innen weisenden Anschlag mit einer im Querschnitt in Richtung auf das abzudichtende Medium ansteigenden kegelringförmigen Gegenfläche aufweist, an der eine durch einen in einer Vertiefung der Lippendichtung liegenden Federring radial nach innen vorgespannte und sich auf der Kolbenstange abstützende Zusatzdichtlippe der Lippendichtung anliegt, die ferner eine dem abzudichtenden Medium zugekehrte, ebenfalls durch einen Federring radial nach innen vorgespannte und sich auf der Kolbenstange abstützende Hauptdichtlippe bildet, vor der eine Kolbenstangenführung liegt.The invention relates to a Dicl- a lip seal for a steering damper with a housing, which at its passage end for a reciprocating piston rod has a radially inwardly facing stop with a cross-section in Has direction of the medium to be sealed increasing conical ring-shaped counter surface on which a radially inwardly prestressed by a spring ring located in a recess in the lip seal and on the piston rod supporting additional sealing lip of the lip seal rests, which also has one of the facing the medium to be sealed, also biased radially inward by a spring ring and is formed on the piston rod supporting main sealing lip, in front of which a piston rod guide is located.
Durch das deutsche Gebrauchsmuster 70 08 844 ist "Λ eine Stangendichtung für Stoßdämpfer mit axial vorgeschalteter Manschette bekannt. Die Dichtung selber weist zwei eine Kolbenstange umschließende, federbelastete Dichtlippen auf, von denen die eine zum unter Druck stehenden Medium und die andere zur " Luitseite gerichtet ist. Die Dichtung ist radial innerhalb eines Anschlagkörpers angeordnet, der mit dem zylindrischen Rohr des Dämpfers durch Verschraubung verbunden ist. Der an der Luftseite des Dämpfers sich radial auf die Kolbenstange zu erstreckende Schenkel h0 des Anschlagkörpers weist in etwa die gleiche Kontur wie die zur Luftseite gerichtete Stirnfläche der Dichtlippe auf, ohne diese aber zu berühren. Mit dem Anschlagkörper verbunden und der luftseitig angeordneten Dichtlippe vorgelagert ist eine an beiden " Umfangsflächen profilierte Manschette, deren Aufgabe es ist. die eigentliche Dichtung vor von außen eindringendem Schmutz. Sand und Staub weitgehend zu schützen.Through the German Utility Model 70 08 844 "Λ a rod seal for shock absorber with axially upstream cuff known. Two The seal itself has a piston rod surrounds, spring-loaded sealing lips, of which one for pressurized medium and the other to" is directed Luitseite . The seal is arranged radially inside a stop body which is connected to the cylindrical tube of the damper by screwing. The leg h0 of the stop body that extends radially onto the piston rod on the air side of the damper has roughly the same contour as the end face of the sealing lip facing the air side, but without touching it. Connected to the stop body and upstream of the sealing lip arranged on the air side is a sleeve profiled on both "circumferential surfaces", the task of which is to largely protect the actual seal from dirt, sand and dust penetrating from the outside.
Durch das deutsche Gebrauchsmuster 19 85 796 ist in etwa der gleiche Dichtungstyp wie in dem . oben beschriebenen Gebrauchsmuster angesprochen, mit dem Unterschied, daß der eigentlichen Dichtung luftseitig eine über einen Balgen mit dem zylindrischen Rohr des Dämpfer^ verbundene Manschette vorgeschaltet ist. Deren Aufgabe ist es, zum einen sicherzustellen, daß bei einer nur geringfügigen Auf- und Abwärtsbewegung des Schaftes keine Bewegung der Manschette erfolgt, weil ihre Haftwirkung ausreicht, um der Bewegung entgegenzutreten, und zum anderen, das Hereinziehen von Staub und Unreinigkeiten bei sehr starker Haftbewegung zu vermeiden.By the German utility model 19 85 796 is about the same type of seal as in that. above described utility model addressed, with the difference that the actual seal on the air side, a sleeve connected to the cylindrical tube of the damper ^ by means of a bellows is connected upstream is. Their task is, on the one hand, to ensure that in the event of only a minor increase and downward movement of the shaft there is no movement of the cuff because its adhesive effect is sufficient, to counteract the movement, and on the other hand, the drawing in of dust and impurities to avoid very strong adhesive movement.
Bei beiden Dichtungstypen ist der eigentlichen Dichtung noch ein zusätzlicher Dichtkörper vorgeschaltet, um das Eindringen von Schmutz zu erschweren. Bei Fortfall dieses Körpers könnte der Schmutz ungehindert durch den zwischen der luftseitigen Dichtlippe und dem Radialschenkel des Anschlagkörpers gebildeten, im wesentlichen radial verlaufenden Spalt dringen und sich in dem Freiraum zwischen der Dichtlippe und dem Axialschenkel des Anschlagkörpers, insbesondere aber in den Windungen des Federringes, festsetzen. Der Federring hat die Aufgabe, die Radialkraft der Dichtlippe auch bei kontinuierlich fortschreitender Abnutzung aufrechtzuerhalten. Durch den eindringenden Schmutz wird dies aber weitestgehend verhindert, da sich die Schmutzpartikel zwischen die Federwindungen setzen und somit die Feder blockiert, d.h. am Zusammenziehen zur Verschleißkompensation der Dichtlippe behindert wird.With both types of seals, the actual seal is preceded by an additional sealing body, to make it difficult for dirt to penetrate. If this body were removed, the dirt could be unhindered by the formed between the air-side sealing lip and the radial leg of the stop body, im penetrate substantially radially extending gap and in the space between the sealing lip and the Fix the axial leg of the stop body, especially in the turns of the spring ring. Of the Spring washer has the task of reducing the radial force of the sealing lip even as it progresses continuously Maintain wear and tear. However, this is largely prevented by the penetrating dirt, because the dirt particles settle between the coils of the spring and thus block the spring, i.e. on the Contraction to compensate for wear of the sealing lip is hindered.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung von zusätzlichen, der eigentlichen Dichtung vorgeschalteten Dichtkörpern mit einfachen Mitteln eine Stangendichtung gemäß dem gattungsbildenden Teil des Hauptpatentanspruches zu konzipieren, die genauso effektvoll wie die beschriebenen Dichtungen arbeitet und darüber hinaus wesentlich preiswerter in der Herstellung und Montage ist.The invention is therefore based on the object, avoiding additional, the actual Seal upstream sealing bodies with simple means a rod seal according to the generic To design part of the main patent claim that is just as effective as the seals described works and is also much cheaper to manufacture and assemble.
Die Lösung der Aufgabe ist darin zu sehen, daß sich die Lippendichtung an der axial im Gehäuse festgelegten Kolbenstangenführung in Richtung auf den Anschlag des Gehäuses abstützt, zumindest eine der aufeinanderliegenden Flächen vom Anschlag und der Zusatzdichtlippe umlaufende Erhebungen trägt und die Vertiefung für den Federring eine im Längsschnitt in Richtung auf den Anschlag abfallende kegelringförmige Fläche und eine im wesentlichen radiale Fläche bildet, zwischen denen der Federring eingespannt ist. Auf diese Weise wird ohne Aufwand eine zusätzliche Dichtstelle gebildet, die das Eindringen von Schmutz und Staub wirkungsvoll verhindert, zusätzliche Dichtkörper und Verbindungsteile entfallen, und der axial benötigte Bauraum reduziert sich erheblich. Die Erfindung spricht einen relativ großen Anwendungsbereich an. zum einen können rotierende Wellen und zum anderen axial hin- und hergleitende Stangen sinnvoll abgedichtet werden.The solution to the problem is to be seen in the fact that the lip seal is fixed axially in the housing Piston rod guide is supported in the direction of the stop of the housing, at least one of the superimposed surfaces of the stop and the additional sealing lip carries circumferential elevations and the Recess for the spring ring is a conical ring-shaped sloping in the longitudinal section in the direction of the stop Surface and a substantially radial surface forms, between which the spring ring is clamped. To this An additional sealing point is created without any effort to prevent dirt and dust from penetrating effectively prevented, additional sealing bodies and connecting parts are omitted, and the axially required Installation space is reduced considerably. The invention addresses a relatively wide range of applications. on the one hand Rotating shafts and, on the other hand, axially sliding rods can be sensibly sealed.
Um auch über die gesamte Lebensdauer der Dichtung eine wirkungsvolle Abdichtung an der angesprochenen Stelle zu erhalten, ist es sinnvoll, wenn der stirnseitige Bereich der Dichtlippe mit definierter Spannung an der korrespondierenden Gegenfläche der Verlängerung des Gehäuses anliegt. Die Verlängerung kann sowohl durch einen mit dem Gehäuse verbundenen separaten Körper gebildet als auch direkt am Gehäuse angeformt sein. Im letzteren Fall kann die Verlängerung des Gehäuses nach erfolgtem Einbau der Dichtung umgcbördclt werden.In order to ensure an effective seal over the entire service life of the seal It makes sense to keep the face area of the sealing lip with a defined tension on the corresponding mating surface of the extension of the housing rests. The extension can through both a separate body connected to the housing can be formed as well as molded directly onto the housing. in the In the latter case, the extension of the housing can be flanged after the seal has been installed.
Die Spannung kann zum einen durch die Elastizität der Dichtlippe selber aufgebracht werden, oder aber, da diese wahrscheinlich nicht über die gesamte Lebensdauer der Dichtung konstant bleibt, kann die Spannung durch den Federring aufgebracht werden. Somit hat der Federring zwei Aufgaben zu übernehmen, zum einen übernimmt er die Verschleißkompensation der Dichtlippe, und zum anderen übt er die nötige Axialkraft auf den stirnseitigen Bereich der Dichtlippe aus, um diese mit definierter Spannung an die Gegenfläche der Verlangerung anzudrücken. Bisher war dies nicht möglich, da der Federring in einer diesen zu einem großen Teil umgebenden Nut angeordnet war und somit nur in radialer Richtung wirken konnte.The tension can partly be due to the elasticity of the Sealing lip must be applied by yourself, or else, since this will probably not be over the entire service life the seal remains constant, the tension can be applied by the spring ring. So the Spring washer to take on two tasks, on the one hand it takes over the wear compensation of the sealing lip, and on the other hand, it exerts the necessary axial force on the face area of the sealing lip in order to help it a defined tension on the opposite surface of the extension. So far this has not been possible because the Spring washer was arranged in a groove surrounding this to a large extent and thus only in could act in a radial direction.
Es wird vorgeschlagen, den Federring, der sich etwa radial oberhalb der Dichtkante der Dichtlippe befindet, auf einer unter einem Winkel ansteigenden Fläche anzuordnen, wobei die axiale Abstützung an der der Stirnseite axial gegenüberliegenden Fläche der Dichtlippe erfolgt Durch die Anordnung des Federringes auf einer schiefen Ebene wird die ausgeübte Kraft des Federringes im wesentlichen in zwei Komponenten unterteilt, nämlich eine, die weiterhin in radialer Richtung, und eine, die in axialer Richtung wirkt Je nach Auslegung des Winkels, also der schiefen Ebene, auf welcher der Federring angeordnet ist, kann gezielt eine Steuerung der Kraftkomponenten vorgenommen werden. It is proposed that the spring ring, which is located approximately radially above the sealing edge of the sealing lip, to be arranged on a surface rising at an angle, the axial support on that of the End face axially opposite surface of the sealing lip takes place by the arrangement of the spring ring an inclined plane, the force exerted by the spring washer is essentially divided into two components divided, namely one that continues in the radial direction, and one that acts in the axial direction Depending on Design of the angle, so the inclined plane on which the spring ring is arranged, can be targeted Control of the force components can be made.
Je nach Anwendungsfall kann die zwischen dem stirnseitigen Bereich der Dichtung und der Gegeiifläche der Verlängerung stattfindende Berührung linien- oder flächenförmig sein. Um dies zu erzielen, sind auf wenigstens einer der einander gegenüberliegenden Flächen, in Umfangsrichtung gesehen, Erhebungen aufgebracht, vorzugsweise sollten mindestens zwei etwa radial hintereinanderliegende umlaufende Erhebungen vorhanden sein, um das Eindringen von Schmutz oder Staub bei Ausfall oder Undichtigkeit der ersten Erhebung zu verhindern. Sollten auf beiden Flächen umlaufende Erhebungen vorhanden sein, sollten diese alternierend angeordnet sein, so daß jeweils eine Erhebung der einen zwischen zwei Erhebungen der anderen abzudichtenden Fläche zu liegen kommt.Depending on the application, the area between the frontal area of the seal and the opposing surface the extension taking place contact be linear or planar. To do this, are on at least one of the opposing surfaces, seen in the circumferential direction, elevations applied, preferably at least two circumferential elevations lying approximately radially one behind the other be present to prevent the ingress of dirt or dust in the event of failure or leakage of the first Prevent collection. If there are any circumferential elevations on both surfaces, these should be be arranged alternately, so that in each case an elevation of the one between two elevations of the other area to be sealed comes to rest.
Als Querschnittsformen werden bevorzugt etwa halbkreis- oder kegelförmige Profile herangezogen, wobei aber andere Formen ohne Einbußen der Effektivität ebenfalls verwendet werden können.Semicircular or conical profiles are preferably used as cross-sectional shapes, however, other forms can also be used without sacrificing effectiveness.
Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigtThe invention is illustrated in the drawing and is described in more detail below. It shows
F i g. 1 Einbauzustand der Dichtung in einem Lenkungsdämpfer, F i g. 1 Installation status of the seal in a steering damper,
F i g. 2 und 3 Dichtung als Einzelteil mit unterschiedlichen Ausbildungen des stirnseitigen Dichtlippenberciches. F i g. 2 and 3 seal as a single part with different designs of the front sealing lip area.
In Fig. 1 ist ein 1 enkungsdämpfer 1 dargestellt, der im wesentlichen aus folgenden Teilen besteht: einem zylindrischen Rohr 2 als Führungskörper, einer hin- und hergleitenden Kolbenstange 3, einer die Kolbenstange 3 umschließenden Stangenführung 4. einem Dichtungsring 5 und einem Anschlagkörper 6. Die Stangenführung 4 weist an ihrer äußeren Umfangsflächc 7 eine ■jiiil.iiifende Nut 8 auf. in die nach erfolgtem Einbau ein radial nach innen gerichteter Vorsprung 9 des Rohres 2 eingreift und die Stangenführung 4 somit gegen axiales Verrutschen fixiert Axial vor der Stangenführung 4 ist ein Dichtungsring 5 angeordnet, der zwei federbelastete Dichtlippen 10, 11 aufweist, von denen eine zum abzudichtenden Medium Mund die andere zur Luftseite L hin gerichtet ist Ein ringförmiger Anschlagkörper 6, in dessen äußere Umfangsfläche ebenfalls eine umlaufende Nut 13 eingebracht ist, ist dem Dichtungsring 5In Fig. 1, a 1 reduction damper 1 is shown, which consists essentially of the following parts: a cylindrical tube 2 as a guide body, a reciprocating piston rod 3, a rod guide 4 surrounding the piston rod 3, a sealing ring 5 and a stop body 6. The rod guide 4 has a jiiil.iiifende groove 8 on its outer circumferential surface 7. In which, after installation, a radially inwardly directed projection 9 of the tube 2 engages and thus fixes the rod guide 4 against axial slipping The medium mouth, the other is directed towards the air side L , is the sealing ring 5
to axial vorgeschaltet Um ein axiales Verrutschen derselben oder des Dichtungsringes 5 zu verhindern, greift nach erfolgtem Einbau in die Nut 13 ein sich radial nach innen erstreckender Vorsprung 14 des Rohres 2 ein. Um das Eindringen von Schmutz und Staub in den Raum 15, der sich zwischen der Dichtlippe 10 und dem Axialschenkel 16 des Anschlagkörpers 6 erstreckt, zu verhindern, steht der stirnseitige Bereich 17 der Dichtlippe 10 mit der unter einem Winkel verlaufenden Gegenfläche 18 an der radialen Verlängerung 19 des Anschlagkörpers 6 in Berührung.to axially upstream To prevent the same or the sealing ring 5 from slipping axially, After installation has taken place in the groove 13, a radially inwardly extending projection 14 of the tube 2 engages a. To prevent dirt and dust from entering the space 15 between the sealing lip 10 and the Axial leg 16 of the stop body 6 extends, to prevent the end-face area 17 of the Sealing lip 10 with the opposing surface 18 running at an angle on the radial extension 19 of the Stop body 6 in contact.
In den Fig.2 und 3 ist der Dir ;tungsring 5 als Einzelteil dargestellt Er besteht im wer entliehen aus den beiden Dichtlippen 10 und 11, die am Radialschenkel 20 eines winkelförmigen Versteifungsringes 21 anvulkanisiert sind. Der Axialschenkel 22 und ein Teil des Radii'Ischenkels 20 des Versieifungsringes 21 sind ebenfalls von einer elastischen Schicht 23, die vorzugsweise aus dem gleichen Material wie die Dichtlippen 10 und 11 besteht, umgeben, wobei dieIn Figures 2 and 3, the direction ring 5 is as Item shown It consists of those who are borrowed the two sealing lips 10 and 11 on the radial leg 20 of an angular stiffening ring 21 are vulcanized. The axial leg 22 and a part of the Radii'Ischenkels 20 of the Verieifungsringes 21 are also of an elastic layer 23, which is preferably made of the same material as the Sealing lips 10 and 11 is surrounded, the
Jo äußere Umfangsfläche der Schicht 23 ein etwa wellenförmiges Piofil 24 aufweist. Dieses Profil 24 dient zur besseren Haftung der Dichtung 5 an der inneren Umfangsfläcbe (gestrichelt dargestellt) des Rohres 2. Die Dichtlippe 11 weist etwa radial oberhalb derJo outer circumferential surface of the layer 23 has an approximately wave-shaped Piofil 24. This profile 24 is used for better adhesion of the seal 5 to the inner circumferential surface (shown in dashed lines) of the tube 2. The sealing lip 11 points approximately radially above the
)5 Dichtkante 25 eine umlaufende Nut 26 auf, die einen Federring 27 aufnimmt Dieser Federring 27 dient zur Verschleißkompensation der Dichtlippe 11. In die Dichtlippe 10 ist ebenfalls eine umlaufende Nut 28 eingebracht, die aber an ihrer dem Radialschenkd 19 des Versteifungsringes 21 zugewandten Seite unter einem Winkel auf den Versteifungsring 21 zu ansteigt. Der lederring 29 liegt nun nicht, wie bei der Dichtlippe 11, in der Nut 28, sondern zum Teil auf der schiefen Fläche 30 auf. Axial stützt sich der Federring 29 an der) 5 sealing edge 25 has a circumferential groove 26, the one Spring ring 27 receives this spring ring 27 is used to compensate for wear of the sealing lip 11. In the Sealing lip 10 is also provided with a circumferential groove 28, which, however, extends to the radial side 19 of the stiffening ring 21 facing side at an angle to the stiffening ring 21 increases. The leather ring 29 is now not, as in the case of the sealing lip 11, in the groove 28, but partly on the crooked one Surface 30 on. The spring ring 29 is axially supported on the
4> dem stirnseitigen Bereich 17 gegenüberliegenden Fläche 31 der Dichtlippe 10 ab. Auf diese Weise wird die Kraft der Feder 29 im wesentlichen in zwei Komponenten aufgeteilt (Fr, Fa). Die Kraf'komponente Fr dient zur Verschleißkompensation der Dichtkante 32 der 4 > the face 31 of the sealing lip 10 opposite the face area 17. In this way, the force of the spring 29 is essentially divided into two components (Fr, Fa). The force component Fr serves to compensate for wear of the sealing edge 32 of the
"·'■' Dichtlippe 10, während die Kraftkomponente FA dazu dient, daß der stirnseitige Bereich 17 der Dichtlippe 10 an der korrespondierenden, unter einem Winkel verlaufenden Fläche (geElrichelt gezeichnet) mit definierter Spannung anliegt und so das Eindringen von"· '■' Sealing lip 10, while the force component F A is used to ensure that the frontal area 17 of the sealing lip 10 rests against the corresponding, angled surface (shown in dashed lines) with a defined tension and thus the penetration of
5"1 Schmutz und Staub verhindert wird. Um dies noch mehr zu optimieren, sind unterschiedliche Profilien;ngen auf dem ebenfalls unter einem Winkel verlaufenden stirnseitigen Bereich 17 der Dichtlippe 10 aufgebracht.5 " 1 dirt and dust is prevented. In order to optimize this even more, different profiles are applied to the frontal area 17 of the sealing lip 10, which is also at an angle.
F i g. 2 zeigt zw?i etwa kegelförmige Erhebungen 34,F i g. 2 shows two approximately conical elevations 34,
t>o 35, während in Fig. 3 eine etwa halbkreisförmige Erhebung 36 angedeutet ist.t> o 35, while in Fig. 3 an approximately semicircular Elevation 36 is indicated.
Hierzu I Blatt ZeichnungenFor this purpose I sheet drawings
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Owner name: GOETZE AG, 5093 BURSCHEID, DE VOLKSWAGEN AG, 3180 |
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| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |