DE3831719A1

DE3831719A1 - Dichtung fuer eine axial beweglich in einem behaelter gefuehrte kolbenstange

Info

Publication number: DE3831719A1
Application number: DE3831719A
Authority: DE
Inventors: Norbert Deppert; Helmut Umlauf
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1988-09-17
Filing date: 1988-09-17
Publication date: 1990-03-22
Anticipated expiration: 2008-09-18
Also published as: IT8967763A0; SE8902944L; IT1232279B; SE501671C2; US4987826A; FR2636704B1; FR2636704A1; DE3831719B4; SE8902944D0

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtung für eine axial in einem Behälter geführte Kolbenstange gemäß dem Oberbegriff von An spruch 1.

Bei einer derartigen Kolbenstangendichtung wirkt auf die Dicht lippe ein Andrückring, der als Wurmfeder ausgebildet ist und vermittelt der Dichtlippe im Bereich der Dichtkante eine höhere Anpreßkraft an der Kolbenstange. Insbesondere bei Anwendung derartiger Dichtungen bei Schwingungsdämpfern ist es sehr pro blematisch, daß die dabei auftretenden Temperaturen infolge der bei der Dämpfung entstehenden Wärme sehr hoch sein können und andererseits in nördlichen Regionen eine tiefe Außentemperatur auf die Dichtung einwirkt. Dadurch wird es sehr problematisch, die erforderliche Dichtheit mit Fluorkautschuk-Dichtungen bei tiefen Temperaturen zu erhalten. Für derartig extreme Einsatz bedingungen wurden aus mehreren hintereinander angeordneten Dichtringen bestehende Dichtungen angewendet, wobei die einzel nen Dichtringe unter axialer Vorspannung einer Anpreßfeder ste hen. Eine derartige Dichtungseinheit benötigt einen hohen Bau raum und ist teuer aufgrund der Vielzahl der verwendeten Teile. Ferner ist von Nachteil, daß eine hohe Reibung zwischen der Dichtung und der Kolbenstange entsteht und trotzdem oftmals eine unerklärliche Leckage bei Kälte auftritt. Andererseits ist eine bei Kälte ausreichende Abdichtung hinsichtlich des Dich tungswerkstoffs den bei Schwingungsdämpfern auftretenden hohen Temperaturen nicht gewachsen und wird zerstört. Andererseits ist bei Kolbenstangendichtungen aus Fluorkautschuk bei niederen Temperaturen die Steifigkeit der Dichtlippe so groß, daß diese nicht ausreichend von der als Anpreßfeder verwendeten Wurmfeder ausgeglichen werden kann, so daß im Bereich dieser extrem nie deren Temperaturen eine Undichtheit des Schwingungsdämpfers die Folge ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine einfache Kolbenstangendichtung für Schwingungsdämpfer zu schaffen, die über den gesamten Temperaturbereich eine ausreichende Abdich tung der Kolbenstange gewährleistet. Diese Aufgabe wird erfin dungsgemäß dadurch gelöst, daß der Andrückring als in sich ge schlossener steifer Ring ausgebildet sowie mit der Dichtlippe verbunden und am Außendurchmesser mit der Dichtlippe frei be weglich angeordnet ist. Dadurch wird eine ausreichend hohe Vor spannung der Dichtlippe auch bei niederen Temperaturen gewähr leistet. Die Dichtlippe ist nach wie vor radial beweglich, so daß ein gleichmäßiges Andrücken der Dichtkante gegen die Kol benstange erfolgt.

Entsprechend einem Merkmal der Erfindung wird der in sich ge schlossene steife Ring auf einfache Weise durch einen Metall ring gebildet.

Die formschlüssige Verbindung des steifen Rings erfolgt, wie die Erfindung zeigt, dadurch, daß dieser einen ringförmigen Vorsprung aufweist, welcher in eine entsprechende Vertiefung der Dichtlippe eingreift. Merkmalsgemäß wird eine vorteilhafte Ausführungsform dadurch geschaffen, daß der steife Ring eine umlaufende Vertiefung aufweist, in welche ein entsprechendes Profil der Dichtlippe eingreift.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung wird merkmalsgemäß dadurch erhalten, daß zwischen dem steifen Ring und der Dichtlippe ein O-Ring angeordnet ist, der in entspre chende Vertiefungen des Ringes und der Dichtlippe eingreift. Eine weitere Ausführungsform wird dadurch erhalten, daß zwi schen dem steifen Ring und der Dichtlippe ein formschlüssig da mit verbundener, im Querschnitt rechteckförmiger elastischer Verbindungsring angeordnet ist.

Wie ein weiteres Merkmal der Erfindung zeigt, wird auf einfache Weise der steife Ring durch einen Blechring mit kreisbogenför migem Querschnitt gebildet. Diese Form des steifen Rings ist besonders dann vorteilhaft und preiswert in der Herstellung, wenn ein entsprechender runder Querschnitt in diesen Blechring eingreift, wie beispielsweise ein O-Ring oder ein entsprechen des Profil der Dichtlippe.

Eine mit tiefen Temperaturen zunehmende Radialkraft auf die Dichtlippe wird erfindungsgemäß dadurch erhalten, daß zwischen dem steifen Ring und der Dichtlippe ein mit einem Medium ge füllter Andrückring angeordnet ist, wobei erfindungsgemäß das Medium eine temperaturabhängige Veränderung der Anpreßkraft der Dichtlippe bewirkt.

Anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen wird nachfolgend die Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die Anordnung einer Kolbenstangendichtung bei einem Schwingungsdämpfer;

Fig. 2 die Dichtung nach Fig. 1 in vergrößerter Darstellung;

Fig. 3 eine Ausführungsform der Dichtung, wobei die Dichtlippe über ein Profil mit einem steifen Ring verbunden ist;

Fig. 4 die Anordnung eines O-Ringes zwischen dem steifen Ring und der Dichtlippe;

Fig. 5 einen im Querschnitt rechteckförmigen Verbindungsring zwischen dem steifen Ring und der Dichtlippe;

Fig. 6 die Dichtung mit einem steifen Ring, der als Blechring mit kreisbogenförmigem Querschnitt ausgebildet ist;

Fig. 7 die Anordnung eines mit einem Medium gefüllten Andrück ringes zwischen dem steifen Ring und der Dichtlippe;

Fig. 8 einen sich einerseits auf der Dichtlippe und anderer seits auf einem steifen Ring abstützenden federnden Me tallring;

Fig. 9 eine Dichtung, wobei zwischen der Dichtlippe und dem steifen Ring ein O-Ring und ein federnder Metallring an geordnet ist.

Die Fig. 1 zeigt die Abdichtung einer Kolbenstange 2 eines sog. Zweirohr-Schwingungsdämpfers, der einen Behälter 1, eine Kol benstangenführung 3 und einen Zylinder 4 aufweist. Mittels der Kolbenstangenführung 3 ist der Zylinder 4 im Behälter 1 konzen trisch eingespannt, wobei eine Dichtung 5 die Kolbenstange 2 nach außen abdichtet. Diese Dichtung 5 weist einen Dichtungs körper 6 auf, in welchem beispielsweise eine metallische Ver steifungsscheibe einvulkanisiert sein kann. Zur äußeren Abdich tung und Befestigung ist die Dichtung 5 am Außendurchmesser des Dichtungskörpers 6 eingespannt, während eine axial zum Stoß dämpferinneren hin ragende umlaufende Dichtlippe 7 gegen die Oberfläche der Kolbenstangendichtung 2 abdichtend gedrückt wird.

Die Dichtung 5 ist in Fig. 2 in vergrößerter Darstellung im Schnitt gezeigt, wobei der Dichtungskörper 6 auf der einen Sei te in axialer Richtung die Dichtlippe 7 und auf der anderen Seite die Abstreiflippe 10 aufweist. Diese Abstreiflippe 10 dient dazu, daß an der Kolbenstange anhaftender Schmutz abge streift wird und damit die radial nach innen ragenden Dichtkan ten 8 und 9 der Dichtlippe 7 geschützt werden. Um die bei Schwingungsdämpfern geforderte Temperaturbeständigkeit über einen großen Temperaturbereich zu erhalten, besteht vorzugswei se die Dichtung 5 zumindest im Bereich der Dichtlippe 7 und der Abstreiflippe 10 aus Fluorkautschuk. Um die erforderliche An pressung der Dichtlippe 7 mit den Dichtkanten 8 und 9 an die Kolbenstange bei niederen Temperaturen zu gewährleisten, d. h., um die Steifigkeit der Dichtlippe bei niederen Temperaturen auszugleichen, ist ein steifer Ring 11 auf der Dichtlippe 7 mittels eines umlaufenden Vorsprungs 12 in einer Vertiefung 13 der Dichtlippe formschlüssig angeordnet. Dadurch wird auf ein fache Weise erreicht, daß die Dichtlippe 7 radial beweglich bleibt und gleichzeitig bei Kälte eine ausreichende Anpressung an die Kolbenstange durch den steifen Ring 11 erfährt.

Die Ausführungsform nach Fig. 3 unterscheidet sich von der nach Fig. 2 im wesentlichen dadurch, daß der steife Ring 11 eine um laufende Vertiefung 15 aufweist, in welche ein entsprechendes Gegenprofil 14 der Dichtlippe 7 eingreift und dadurch die Ver bindung zwischen Dichtlippe 7 und steifem Ring 11 hergestellt wird.

In Fig. 4 ist eine Ausführungsform der Dichtung 5 gezeigt, wo bei die Dichtlippe 7 mit der Vertiefung 13 versehen ist und der steife Ring 11 die umlaufende Vertiefung 15 aufweist. In diese Vertiefungen 13 und 15 greift ein O-Ring 16 ein und be wirkt die formschlüssige Verbindung zwischen dem steifen Ring 11 und der Dichtlippe 7.

Bei einer weiteren Ausführungsform nach Fig. 5 ist der steife Ring 17 mit einer umlaufenden Vertiefung 18 versehen, während die Dichtlippe 7 die Vertiefung 19 aufweist. Diese Vertiefungen 18 und 19 sind in der Form an einen rechteckförmigen Verbin dungsring 20 angepaßt, der in den Vertiefungen 18 und 19 ange ordnet ist und die Verbindung zwischen dem steifen Ring 17 und der Dichtlippe 7 herstellt.

Ein im Aufbau sehr einfacher und preiswert herstellbarer stei fer Ring 21 ist in Fig. 6 gezeigt. Dieser steife Ring 21 wird durch einen Blechring mit kreisbogenförmigem Querschnitt gebil det und weist an seiner Innenfläche die umlaufende Vertiefung 15 auf, in welcher der O-Ring 16 anliegt. Andererseits ist die Dichtlippe 7 mit der Vertiefung 13 versehen, die zur Aufnahme des O-Ringes 16 dient. Die vom steifen Ring 21 ausgeübte An preßkraft wird somit im wesentlichen durch den O-Ring 16 auf die Dichtlippe 7 übertragen.

Insbesondere bei sehr großen Dichtungen ist es vorteilhaft, wenn zwischen dem steifen Ring 21 und der Dichtlippe 7 ein An drückring 22 vorgesehen ist, welcher mit einem temperaturab hängig sich verändernden Medium gefüllt ist. Dieser Andrückring 22 liegt einerseits in der umlaufenden Vertiefung 15 des stei fen Ringes 21 und andererseits in der Vertiefung 13 der Dicht lippe 7. Das im Andrückring 22 vorhandene Medium 23 kann so ge wählt sein, daß es bei tiefen Temperaturen sehr steif wird oder es wird ein Medium verwendet, welches bei tiefen Temperaturen eine starke Volumenausdehnung erfährt.

Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 8 und 9 ist zwischen einem steifen Ring 24 und der Dichtlippe 7 ein federnder Me tallring 25 vorgesehen. In Fig. 8 greift in die Aussparung 13 der Dichtlippe 7 ein Vorsprung 26 des federnden Metallrings 25 ein. Da sich dieser federnde Metallring 25 in dem steifen Ring 24 abstützt, ist gewährleistet, daß eine Anpressung der Dicht lippe 7 mit annähernd gleicher, aber recht hoher Anpreßkraft erfolgt. In Fig. 9 ist zwischen dem federnden Metallring 25 und der Dichtlippe 7 ein O-Ring vorgesehen, der sich einerseits in einer Vertiefung 27 des federnden Metallringes 25 und anderer seits in der Vertiefung 13 der Dichtlippe 7 abstützt.

Der in den Ausführungsformen gezeigte steife Ring ist vorzugs weise aus Metall hergestellt. Es ist jedoch ohne weiteres denk bar, diesen steifen Ring als Kunststoffring auszubilden. We sentlich ist, daß dieser steife Ring zusammen mit der Dichtlip pe 7 radial beweglich bleibt und die bei niederen Temperaturen auftretende Steifigkeit ausgleicht.

Claims

1. Dichtung für eine axial beweglich in einem Behälter geführ te Kolbenstange, wobei eine unter der Einwirkung eines An drückringes stehende Dichtlippe mit mindestens einer Dicht kante gegen die Kolbenstange gedrückt wird und der Andrück ring formschlüssig mit der annähernd als axialer Ansatz eines Dichtungskörpers ausgebildeten Dichtlippe verbunden ist und im Behälter im Bereich einer Kolbenstangenführung die Einspannung der Dichtung mittels ihres Dichtungskörpers erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß der Andrückring als in sich geschlossener steifer Ring (11, 17, 21, 24) ausgebil det sowie mit der Dichtlippe (7) verbunden und am Außen durchmesser mit der Dichtlippe frei beweglich angeordnet ist.

2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in sich geschlossene steife Ring (11, 17, 21, 24) durch einen Metallring gebildet ist.

3. Dichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeich net, daß der steife Ring (11) einen ringförmigen Vorsprung (12) aufweist, welcher zur formschlüssigen Verbindung in eine entsprechende Vertiefung (13) der Dichtlippe (7) ein greift.

4. Dichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeich net, daß der steife Ring (11) eine umlaufende Vertiefung (15) aufweist, in welche ein entsprechendes Profil (14) der Dichtlippe (7) eingreift.

5. Dichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeich net, daß zwischen dem steifen Ring (11) und der Dichtlippe (7) ein O-Ring (16) angeordnet ist, der in entsprechende Vertiefungen (13, 15) des Ringes (11) und der Dichtlippe (7) eingreift.

6. Dichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeich net, daß zwischen dem steifen Ring (17) und der Dichtlippe (7) ein formschlüssig damit verbundener, im Querschnitt rechteckförmiger elastischer Verbindungsring (20) angeord net ist.

7. Dichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeich net, daß der steife Ring (21) durch einen Blechring mit kreisbogenförmigem Querschnitt gebildet ist.

8. Dichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeich net, daß zwischen dem steifen Ring (21) und der Dichtlippe (7) ein mit einem Medium (23) gefüllter Andrückring (22) angeordnet ist.

9. Dichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium (23) eine temperaturabhängige Veränderung der An preßkraft der Dichtlippe (7) bewirkt.

10. Dichtung nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeich net, daß ein federnder Metallring (25) zwischen dem steifen Ring (24) und der Dichtlippe (7) oder einem mit der Dicht lippe verbundenen elastischen Teil (O-Ring 16, rechteckför miger Verbindungsring 20, Andrückring 22) angeordnet ist.